تعاونت NVIDIA مع فريق بحث محاكاة المناخ بجامعة كاليفورنيا لمنع الكوارث الناجمة عن الفيضانات في المستقبل

كشفت الصحيفة الصحفية لشركة نيفيديا عن أحدث تقرير بحثي أكاديمي يظهر أن تغير المناخ يزيد من احتمالية ارتفاع مستوى سطح البحر، حيث وصلت احتمالية حدوث الفيضانات في المناطق الساحلية الأمريكية خلال الثلاثين عامًا القادمة إلى 26%. في مواجهة المخاطر المتزايدة للكوارث الطبيعية الشديدة، يعمل فريق البحث بقيادة البروفيسور مايكل بيك من جامعة كاليفورنيا، سانتا كروز، على تطوير أدوات محاكاة أكثر تقدمًا باستخدام نيفيديا، بهدف التنبؤ بتأثير الفيضانات وتخفيف الأضرار التي تلحق بالمجتمعات الساحلية. قام البروفيسور بيك وفريقه بإعداد صور بصرية تفصيلية للفيضانات الساحلية، لمساعدة الوكالات الحكومية والمنظمات غير الحكومية والمؤسسات المالية في فهم المخاطر التي قد تسببها الفيضانات، وفي نفس الوقت عرض حلول لتخفيف الأضرار على الساحل.

CUDA-X تسريع عمليات محاكاة الفيضانات

تمت قيادة هذه الدراسة الجديدة من قبل الأستاذ Michael Beck، مدير “مركز مرونة المناخ الساحلي” في جامعة كاليفورنيا، سانتا كروز، وتركز الدراسة على محاكاة فوائد الموارد الطبيعية مثل الشعاب المرجانية وغابات المانغروف في مكافحة الفيضانات. من خلال استخدام برامج CUDA-X ومسرعات RTX GPU، تمكن الفريق من تسريع الحصول على تقارير محاكاة الفيضانات، مستخدمين NVIDIA RTX 6000 Ada لتعزيز كفاءة ودقة حسابات النموذج. لتسريع المحاكاة، استخدم المركز برنامج NVIDIA CUDA-X، بما في ذلك مكتبة cuPyNumeric ومترجم nvfortran.

فيديو مدفوع بالبيانات يعرض الظروف الحقيقية تحت المناخات المتطرفة

أشار بيك إلى أنه سيقوم بتحويل التقرير البحثي إلى وسيلة رئيسية لشرح أزمة الفيضانات للجمهور، حيث أن العديد من الحلول مكلفة للغاية. فقط من خلال رؤية الجمهور بشكل مباشر تأثير الفيضانات وفوائدها يمكن أن يتم تحفيز العمل الفعلي. في التنفيذ، استخدم فريق البحث أداة SPhinx لمحاكاة ومحرك Unreal Engine 5 للتصميم، لإنشاء رسوم متحركة واقعية مدفوعة بالبيانات، تعرض سيناريوهات مثل “عاصفة تتكرر كل مئة عام تضرب سانتا كروز في كاليفورنيا”. هذه السيناريوهات المحاكية لا توفر فقط مرجعًا للحكومة والمنظمات غير الحكومية، بل توفر أيضًا أساسًا لقرارات صناعة التأمين والمؤسسات الاستثمارية. قال المصمم النماذجي المخضرم ديفيد غوتيريز إن الحسابات عالية الأداء باستخدام وحدات معالجة الرسوميات (GPU) تمكن الفريق من تشغيل نماذج محاكاة متعددة في وقت واحد، مما يسمح بإجراء تحليلات حساسية أكثر دقة، وتقليل الافتراضات المتعلقة بالنماذج وأخطاء إعداد المعلمات، وزيادة سرعة معالجة عبء العمل من 3 إلى 4 مرات، وبعضها أسرع حتى.

تأمين الشعاب المرجانية، وحماية الطبيعة كأصل

تقوم مجموعة البحث أيضًا بدفع مفهوم مبتكر، حيث تُعتبر الشعاب المرجانية “البنية التحتية الطبيعية”، ويتم حمايتها من خلال آلية تأمين. تم تنفيذ هذه الخطة التأمينية الجديدة في الجزء الجنوبي من كانكون في المكسيك، حيث بدأت الحكومة المحلية مع مؤسسات مثل البنك الدولي في تقديم تعويضات لحالات تجاوز سرعة الرياح 100 عقدة، وذلك لإصلاح الشعاب المرجانية المتضررة، وضمان استعادة المجتمعات الساحلية بسرعة بعد الكوارث الطبيعية. ليست هذه التأمين الجديد مجرد أداة لتحويل المخاطر، بل هي أيضًا استثمار في إعادة البناء بعد الكوارث، بعد الفيضانات، يجب إعادة زراعة الشعاب المرجانية المتضررة، وإزالة القمامة والنفايات من الشواطئ، وكل هذه الأعمال تحتاج إلى دعم مالي.

مشروع CoSMoS: لإنشاء أداة اتخاذ القرار للمناطق الساحلية في الولايات المتحدة

تعاون CoSMoS مع المسح الجيولوجي الأمريكي (USGS) لتعزيز نظام محاكاة العواصف الساحلية CoSMoS. لا يتنبأ هذا النظام بالمخاطر فحسب، بل يقيم أيضًا فعالية استراتيجيات الحد من الكوارث المختلفة، بما في ذلك بناء الكثبان الرملية، ومنشآت السدود، والحلول الطبيعية. تتطلب تقييم فعالية استراتيجيات الحد من الكوارث موارد حسابية قوية، حيث تُعد وحدات معالجة الرسومات (GPU) ضرورية.

يعمل الفريق حاليًا على توسيع تطبيق هذه التقنية، من خلال إنتاج خرائط مخاطر الفيضانات عالية الدقة للدول الجزرية النامية حول العالم (SIDS) بما في ذلك تونغا وترينيداد وتوباغو، ومن المقرر أن يتم عرضها في مؤتمر COP30 للمناخ في نوفمبر من هذا العام. وذكر بك أن الفريق لا يهدف فقط إلى تقديم قضايا المناخ، بل إلى محاكاة قابلية الحلول وفعاليتها.

مقدمة عن NVIDIA CUDA-X:

يستخدم مطورو وباحثو ومخترعو جميع المجالات برمجة GPU لتسريع التطبيقات، ويتطلب تطوير هذه التطبيقات بيئة برمجة قوية، تحتوي على خدمات دقيقة ومكتبات عالية التهيئة. تم بناء NVIDIA CUDA-X على CUDA®، ويجمع بين الخدمات الدقيقة والمكتبات والأدوات والتقنيات لإنشاء التطبيقات ومعالجة البيانات والذكاء الاصطناعي والحوسبة عالية الأداء (HPC).

هذه المقالة تتحدث عن تعاون NVIDIA مع فريق البحث عن نمذجة المناخ في جامعة كاليفورنيا لمنع الكوارث الفيضانية في المستقبل وظهرت لأول مرة في أخبار السلسلة ABMedia.