نموذج HiRO-ACEv2 المفتوح من Ai2 يحاكي الطقس المتطرف بدقة 3 كيلومترات

قدّم معهد ألن للذكاء الاصطناعي (Ai2) نظام HiRO-ACEv2 في 14 أكتوبر 2026. ويتيح النظام لباحثي المناخ إنتاج بيانات الأمطار والرياح والضغط على مستوى العالم بدقة 3 كيلومترات. ويمكن تنزيل النماذج من Hugging Face بترخيص Apache 2.0، مع دفاتر تعليمية لتشغيلها على خادمك الخاص. ونُشر التقرير التقني على arXiv.

كيف يعمل النظام

يتكون HiRO-ACE من جزأين. ACE نموذج ذكاء اصطناعي يحاكي المناخ بدقة خشنة تبلغ 100 كيلومتر، ثم يحوّل HiRO هذه المخرجات الخشنة إلى تفاصيل دقيقة بمقياس 3 كيلومترات. ودُرّب النموذج على بيانات X-SHiELD، وهو نموذج جوي عالمي عالي الدقة يحاكي العواصف والظواهر الجوية الصغيرة بشكل صريح. وأكبر تغيير في الإصدار الجديد هو HiROv2: فالإصدار السابق كان يتنبأ بالأمطار فقط، أما الجديد فينتج عدة حقول عالية الدقة في وقت واحد ويلتقط الظواهر المتطرفة بشكل أفضل.

الأداء في الظواهر الجوية المتطرفة

بحسب Ai2، عند تزويد HiROv2 ببيانات X-SHiELD المخفّضة الدقة، يطابق الإحصاءات عالية الدقة للمحاكاة المستهدفة بفارق لا يتجاوز 3 بالمئة، حتى في الظواهر التي تحدث مرة واحدة في كل مليون نقطة بيانات. ويقدّر بدقة الطاقة الكلية للأعاصير المدارية، بما فيها عواصف لم يرها أثناء التدريب، وينتج أعاصير بعيون ونطاقات مطر واقعية. ويشير الفريق إلى أن الرياح والضغط حول عين الإعصار تبقى أقل تناظرًا قليلًا مما في X-SHiELD. كما ينتج النموذج بشكل واقعي الرياح القوية المنحدرة على سفوح الجبال.

ومع نسخة محدثة من ACE، أنتج الفريق بيانات عالمية بدقة 3 كيلومترات لعام كامل. وفي تشغيل امتد 10 سنوات، جاءت طاقة الأعاصير مماثلة لنتائج X-SHiELD في الفترة نفسها. وتقول Ai2 إن إنتاج بيانات عالمية عالية الدقة بهذه الطريقة أرخص بنحو 300 مرة من تشغيل X-SHiELD، وعندما تكون الحاجة لمنطقة واحدة فقط قد يزيد التوفير أكثر من مئة مرة بحسب حجم المنطقة. ويعمل الفريق أيضًا على نسخة من HiROv2 قد تكون أسرع بأكثر من عشر مرات.

القيود والخطوات التالية

لأن HiRO تعلّم من X-SHiELD، فهو يعمل حاليًا فقط مع نسخة ACE المضبوطة على X-SHiELD، ولذلك لا يستطيع بعد إنتاج بيانات عالية الدقة لمناخات أخرى مثل مستقبل أكثر حرارة أو السجلات التاريخية في مجموعات بيانات مثل ERA5. ويخطط الفريق للتدريب على بيانات X-SHiELD جديدة، منها محاكاة عالم أدفأ بأربع درجات مئوية، وإضافة مخرجات مثل درجة الحرارة قرب السطح والثلوج والجليد. وهناك عرض توضيحي على الويب يعرض نتائج مولّدة مسبقًا ليتمكن المستخدمون من تكبير منطقتهم.

تستند النتائج إلى مقارنات Ai2 نفسها، والنموذج يحاكي محاكاة فيزيائية واحدة دُرّب عليها. ويُستحسن متابعة الدراسات المستقلة التي تقارن مخرجاته بالرصد الفعلي، خاصة قبل استخدامه في التخطيط الإقليمي.