تَضاعُف حالات الاضطراب الجوي الصافي بحلول عام 2050

ملخص سريع

تتزايد حالات الاضطراب الجوي الصافي (CAT) الشديدة عالمياً نتيجة للتغير المناخي الذي يسببه الإنسان، بزيادة قدرها 55% منذ عام 1979. وتشير الأبحاث إلى أن مستويات الاضطراب قد تتضاعف بحلول عام 2050، مما يؤثر بشكل كبير على مسارات الطيران فوق شرق آسيا والمحيط الأطلسي.

هذا الارتفاع يشكل مخاطر على سلامة الركاب ويزيد من التكاليف التشغيلية نتيجة لتأكل الطائرات واستهلاك الوقود المرتفع. استجابة لذلك، تطور صناعة الطيران حلولاً متقدمة. وتختبر شركات مثل Turbulence Solutions رفرفاً ميكانيكية لاستقرار الطائرات، بينما يستخدم الباحثون الذكاء الاصطناعي للتنبؤ بأنماط تدفق الهواء الفوضوية.

تتم دراسة تقنيات مثل الليدار والميكروفونات المتخصصة للكشف عن الاضطرابات من مسافة بعيدة. حالياً، يعتمد الطيارون على برامج التنبؤ المحسنة ومشاركة البيانات الفورية لتجاوز هذه المخاطر غير المرئية.

المتزايد من مخاطر الاضطراب الجوي الصافي

تسلط روايات الركاب الضوء على المخاطر الجسدية الناجمة عن الاضطرابات الجوية المفاجئة. وصف أحد المسافين مشهد الفوضى بعد رحلة الخطوط الجوية السنغافورية فوق جنوب ميانمار في عام 2024، مشيراً إلى وجود "دماء على السقف" وركاب ألقي على الأرض. وبالمثل، أسفرت رحلة الخطوط الجوية المتحدة فوق الفلبين عن إلقاء مضيف طيران على السقف، مما تسبب في ارتجاج وكسر في الذراع.

تُعزى هذه الحوادث إلى الاضطراب الجوي الصافي (CAT)، الذي يتكون من هواء مضطرب للغاية وغير مرئة للأقمار الصناعية أو الرادار أو العين البشرية. وفقاً لأبحاث بول ويليامز، أستاذ العلوم الجوية في جامعة ريدنغ، زاد الاضطراب الجوي الصافي بنسبة 55% منذ عام 1979. والتقدير هو أن هذا الاضطراب سيتضاعف عالمياً بحلول عقد 2050، مع تأثيرات كبيرة على مسارات الطيران فوق شرق آسيا والمحيط الأطلسي.

تمتد العواقب beyond الانزعاج الفوري. يسبب الاضطراب إجهاداً كبيراً لهياكل الطائرات، مما يسرع التآكل والبلى. عندما يحول الطيارون مساراتهم لتجنب هذه المناطق، تطول الرحلات الجوية، مما يؤدي إلى زيادة استهلاك الوقود وانبعاثات أعلى. هذه العبء البيئي والمالي يدفع نحو البحث عن استراتيجيات للحد من آثاره.

حلول ميكانيكية ورقمية 🛠️

لمواجهة الآثار الجسدية للاضطراب، يطور المهندسون عتاداً جديداً. أنشأت شركة نمساوية، Turbulence Solutions، رفرفاً صغيرة تُثبت على الأجنحة الكبيرة في الطائرات. تقوم هذه الأجهزة بتعديل زاويتها بناءً على قياسات الضغط لتعويض تغيرات تدفق الهواء، واستقرار الطائرة بطريقة مشابهة لتعديل الطيور لريشها. تدعي الشركة أن هذه التقنية يمكن أن تقلل الاضطرابات المحسومة بأكثر من 80% وهي واثقة من أنه يمكن تكييفها للطائرات التجارية الأكبر.

في نفس الوقت، يلتجئ الباحثون إلى الذكاء الاصطناعي للتعامل مع طبيعة تدفق الهواء الفوضوية. يشير ريكاردو فينيوسا، باحث في معهد كيه تي إتش الملكي للتكنولوجيا، إلى أن الاضطراب هو تطبيق مثالي للذكاء الاصطناعي لأنه ينطوي على إيجاد أنماط في بيانات عالية الأبعاد. في تجارب حديثة، استخدم فينيوسا وزملاؤه التعلم العميق المعزز لتدريب نظام ذكاء اصطناعي يتحكم في نفاثات هواء اصطناعية على جناح محاكاة.

تشمل التقنيات الأخرى:

• باحثون في ناسا يختبرون ميكروفونات للكشف عن ترددات دون الصوت الناتجة عن الاضطراب على بعد 480 كم.
• فريق من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا وNvidia يستخدم الذكاء الاصطناعي للكشف عن الاضطراب والتنبؤ به للطائرات بدون طيار.
• استخدام تقنية الليدار لإنشاء خرائط ثلاثية الأبعاد للهواء المحيط بالطائرة، على الرغم من أن النماذج الحالية تواجه تحديات فيما يتعلق بالحجم واستهلاك الطاقة على الارتفاعات العالية.

الملاحة الحالية والتنبؤ

بينما تكون التقنيات الجديدة قيد التطوير، تعتمد الممارسات الجوية الحالية على التنبؤ المتقدم. قبل الإقلاع، يستشير الطيارون النشرات الجوية ويحللون خرائط التيارات الجوية. ويستخدمون برامج تخطيط الطيران وأدوات مثل نظام التوجيه المرئي للاضطراب (GTG)، الذي يساهم بول ويليامز فيه.

تحسنت دقة التنبؤ بشكل كبير خلال العقدين الماضيين. يلاحظ ويليامز أنه قبل حوالي 20 عاماً، كان بإمكان الباحثين التنبؤ بنحو 60% من الاضطرابات؛ أما اليوم، فهذا الرقم قريب من 75%. ومع ذلك، يتم إعاقة التقدم بتكلفة الوصول إلى بيانات الاضطراب التي يقيسها مستشعرات الطائرات.

تعمل الجمعية الدولية للنقل الجوي (IATA) على نظام Turbulence Aware، الذي ي anonymizes ويشترك بيانات الاضطراب الفورية. يتم استخدام هذا النظام حالياً من قبل شركات الطيران مثل الخطوط الجوية الفرنسية، EasyJet، وAer Lingus. بالنسبة للركاب، تقدم تطبيقات مثل Turbli وصولاً إلى معلومات كانت محجوزة سابقاً لأطقم الطيران، على الرغم من أن الخبراء يحذرون من أن هذه الأدوات ليست دقيقة بنسبة 100% دائماً بسبب مسارات الطيران الدقيقة غير المعروفة.

الخاتمة

يمثل الزيادة في الاضطراب الجوي الصافي تحدياً كبيراً لصناعة الطيران، مدفوعاً بآثار التغير المناخي التي لا يمكن إنكارها. ومع نمو عدم استقرار الغلاف الجوي، من المرجح أن ترتفع التكاليف المالية والسلامة المرتبطة بعمليات الطيران. ومع ذلك، فإن التقارب بين التصنيع المتقدم والذكاء الاصطناعي وتقنيات المستشعرات الجديدة يوفر مساراً واعداً للأمام. من الرفرفاً الميكانيكية التي تحاكي طيران الطيور إلى أنظمة الذكاء الاصطناعي القادرة على التنبؤ بأنماط فوضوية، تسعى الصناعة بنشاط إلى حلول لضمان بقاء السفر الجوي آمناً وفعالاً في مناخ متغير.