แบบจำลองการคาดการณ์ใหม่สามารถช่วยป้องกันการเสียชีวิตจากความร้อนได้

สำหรับบางส่วนของยุโรปตอนใต้ คลื่นความร้อนสูงได้กลายเป็นกฎไปแล้ว ไม่ใช่ข้อยกเว้น โมเดลการพยากรณ์อากาศที่แม่นยำและเชื่อถือได้ใหม่สามารถช่วยให้ภูมิภาคต่างๆ สามารถ ‘คาดการณ์ เตรียมพร้อม ตอบสนอง และฟื้นฟู’ จากเหตุการณ์สภาพอากาศสุดขั้วที่เพิ่มสูงขึ้นเหล่านี้ได้ดียิ่งขึ้น

ในการถอดความเพลงยอดนิยมในช่วงต้นทศวรรษ 2000 ให้แปลว่า ‘มันกำลังมาแรงที่นี่’ – โดยเฉพาะในยุโรปตอนใต้ ฤดูร้อนนี้ อุณหภูมิปรอทพุ่งแตะ 48.8°C ในซิซิลี อาจเป็นอุณหภูมิที่ร้อนที่สุดที่เคยบันทึกไว้ในยุโรป

นี่ไม่ใช่แค่ความบังเอิญ อุณหภูมิเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเป็นเวลาหลายปี ซึ่งเป็นผลมาจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เพิ่มขึ้นและส่วนใหญ่ไม่ได้รับการตรวจสอบ

ราเชล ไวท์ผู้ช่วยศาสตราจารย์แห่ง มหาวิทยาลัยบริติชโคลัมเบียกล่าวว่า เมื่ออุณหภูมิเฉลี่ยอุ่นขึ้น อุณหภูมิที่สูงมากก็จะยิ่งอุ่นขึ้นเช่นกัน ซึ่งนำไปสู่คลื่นความร้อนที่บ่อยและอุ่น ขึ้น ‘สิ่งนี้มีความเกี่ยวข้องอย่างยิ่งในภูมิภาคที่มีอุณหภูมิสูงอยู่แล้ว เช่น ยุโรปตอนใต้’

ในบรรดาภัยธรรมชาติที่เกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมา คลื่นความร้อนได้ก่อให้เกิดการสูญเสียชีวิตมนุษย์มากที่สุด และในขณะที่อุณหภูมิยังคงเพิ่มสูงขึ้น ผู้คน จำนวนมากจะตกอยู่ในความเสี่ยง

กุญแจสำคัญในการช่วยชีวิตคือการใช้แบบจำลองการพยากรณ์อากาศที่แม่นยำและเชื่อถือได้ซึ่งทำได้ดีกว่าการพยากรณ์รายสัปดาห์มาตรฐานในปัจจุบัน

รูปแบบหนึ่งคือการคาดการณ์ตามฤดูกาลย่อยถึงฤดูกาล (S2S)

คุณไม่สามารถทำนายอนาคตได้ แต่…

อยู่ระหว่างแบบจำลองการพยากรณ์อากาศซึ่งคาดการณ์สภาพอากาศในสัปดาห์หน้าหรือประมาณนั้น และแบบจำลองสภาพอากาศซึ่งคาดการณ์สภาพอากาศโดยเฉลี่ยหรือสภาพอากาศในช่วงหลายปีที่ผ่านมา การพยากรณ์ S2S ทำหน้าที่เป็นการพยากรณ์อากาศแบบขยายเวลา

ในการทำงาน แบบจำลอง S2S จะใช้สถานะของบรรยากาศที่สังเกตได้ในเวลาที่การทำนายเริ่มต้น และจำลองว่าระบบสภาพอากาศจะมีวิวัฒนาการอย่างไรในช่วงสี่ถึงแปดสัปดาห์ข้างหน้า เพื่ออธิบายความแปรปรวนตามธรรมชาติของสภาพอากาศ แบบจำลองสร้างกลุ่มของการจำลองที่แตกต่างกันตามเงื่อนไขที่แตกต่างกันเล็กน้อย

โดยทั่วไปแล้ว โมเดล S2S จะทำงานได้นานถึงสองสามเดือน ตัวอย่างเช่น เราอาจใช้การคาดการณ์ตั้งแต่ต้นเดือนมิถุนายนเพื่อคาดการณ์สภาพอากาศในช่วงที่เหลือของฤดูร้อน

เนื่องจากความสามารถในการ ‘มองเห็นอนาคต’ การพยากรณ์ S2S จึงมีศักยภาพในการทำนายเหตุการณ์สภาพอากาศสุดขั้วได้อย่างแม่นยำล่วงหน้าหลายสัปดาห์ – มีเวลาเพียงพอสำหรับพื้นที่ที่ได้รับผลกระทบในการตอบสนอง

การสร้างโมเดล S2S ที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้น

อย่างไรก็ตาม แม้จะมีศักยภาพเช่นนี้ แต่ระบบ S2S ก็เป็นเทคโนโลยีที่กำลังพัฒนาและยังคงอยู่ในวัยเด็ก

Marie Drouard นักวิจัยจาก Complutense University of Madridกล่าวว่า “แม้ว่าจะมีแนวโน้มดี แต่โมเดลการคาดการณ์ของ S2S ก็ไม่ได้ซับซ้อนพอที่จะคาดการณ์คลื่นความร้อนที่รุนแรงหรือมีบทบาทในระบบเตือนภัยล่วงหน้า”

Drouard พร้อมด้วย David Barriopedro นักวิจัยของ Spanish National Research Councilซึ่งทั้งคู่เป็นส่วนหนึ่งของ โครงการ ISSUL กำลังทำงานเพื่อพัฒนารูปแบบ S2S ที่มีความซับซ้อนและมีประโยชน์ ในการทำเช่นนั้น พวกเขากำลังหันไปใช้พลังของการเรียนรู้ของเครื่อง

ประโยชน์ของการใช้แมชชีนเลิร์นนิงคือช่วยให้วิเคราะห์และทำความเข้าใจข้อมูลจำนวนมหาศาลได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ ซึ่งอาจพิสูจน์ได้ว่ามีประโยชน์อย่างยิ่งในการทำนายเหตุการณ์สภาพอากาศสุดขั้ว เช่น คลื่นความร้อน

“เราคาดหวังว่าด้วยความช่วยเหลือของการเรียนรู้ของเครื่อง โมเดล S2S จะมีความซับซ้อนเพียงพอที่สักวันหนึ่งนักอุตุนิยมวิทยาจะใช้แบบจำลองเหล่านี้เพื่อทำนายความถี่และความเข้มของคลื่นความร้อนได้อย่างแม่นยำ” Barriopedro กล่าว

นักวิจัยวางแผนที่จะทดสอบโมเดล S2S ที่ปรับปรุงการเรียนรู้ด้วยเครื่องของพวกเขาทั่วยุโรปตอนใต้ รวมถึงในกรีซ อิตาลี คาบสมุทรบอลข่าน และคาบสมุทรไอบีเรีย

นำคลื่นเข้าสู่คลื่นความร้อน

การวิจัยก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่าภาวะโลกร้อนที่เกิดจากมนุษย์ทำให้เกิดการเคลื่อนไหวของอากาศในวงกว้างหรือที่เรียกว่ารูปแบบการหมุนเวียนของบรรยากาศซึ่งนำไปสู่คลื่นความร้อนบ่อยครั้งมากขึ้น “นี่หมายความว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจมีบางอย่างที่กระทบคลื่นความร้อนหนึ่งในสอง ทำให้ไม่เพียงแต่อุณหภูมิทั้งหมดจะอุ่นขึ้น แต่ยังก่อให้เกิดคลื่นความร้อนบ่อยขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงในรูปแบบการหมุนเวียนของบรรยากาศ” White อธิบาย

ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของ โครงการ PROTECT White พร้อมด้วย Donate ได้แสดงให้เห็นว่ามีเหตุการณ์อุณหภูมิสุดขั้วจำนวนเท่าใดที่เกี่ยวข้องกับรูปแบบการหมุนเวียนของบรรยากาศที่เรียกว่าคลื่น Rossby คลื่นเหล่านี้เป็นที่รู้จักจากทั้งความแข็งแกร่งและนิสัยในการ ‘ติดอยู่’ เช่น ยุโรปใต้เป็นเวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์ และก่อให้เกิดคลื่นความร้อนที่รุนแรงและเป็นอันตรายอย่างที่เห็นในฤดูร้อนปี 2021

“การวิจัยของเราได้เปิดประตูสู่การใช้การคาดการณ์ของ S2S เพื่อคาดการณ์ไม่เพียงแค่อุณหภูมิพื้นผิวของคลื่นความร้อนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงสภาวะการหมุนเวียนในบรรยากาศที่เป็นต้นเหตุด้วย” นายไวท์กล่าว ‘แนวทางนี้อาจช่วยปรับปรุงความสามารถของรุ่น S2S’ ในการคาดการณ์แนวโน้มของคลื่นความร้อนในภูมิภาคใดภูมิภาคหนึ่งสำหรับฤดูกาลที่จะถึงนี้’

วิจัยเพื่อช่วยชีวิต

แม้ว่าคลื่นความร้อนที่รุนแรงมักเป็นอันตรายเสมอ เนื่องจากความหนาแน่นของประชากร แต่ก็เป็นภัยคุกคามต่อพื้นที่ในเมืองโดยเฉพาะ

เบนิอามิโน รุสโซ ผู้จัดการโครงการวิจัยและพัฒนาของ กลุ่ม SUEZ และผู้นำทางวิทยาศาสตร์ของ โครงการRESCCUE กล่าวว่า “พื้นที่ในเมืองจะต้องมีความยืดหยุ่นมากขึ้นต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ และโดยเฉพาะอย่างยิ่งคลื่นความร้อนที่รุนแรง

Russo กำลังช่วยสร้างโซลูชันใหม่ที่เมืองต่างๆ สามารถใช้เพื่อคาดการณ์ เตรียมพร้อม รับมือ และฟื้นฟูจากเหตุการณ์สภาพอากาศสุดขั้วได้ดียิ่งขึ้น โซลูชันเหล่านี้ เช่น “กรอบการประเมินความยืดหยุ่นของเมือง” หรือ “เครื่องมือและฐานข้อมูลสำหรับการเลือกกลยุทธ์การปรับตัว” จะช่วยให้นักวางแผนเมืองและนักวางแผนเหตุฉุกเฉินคาดการณ์และวางแผนสำหรับเหตุการณ์ฝนตกหนักถึงปานกลางได้ เช่น เหตุการณ์ที่เกิดในเยอรมนี เบลเยียมและเนเธอร์แลนด์ในฤดูร้อนปี 2564

ขณะนี้ นักวิจัยกำลังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการทดสอบความสามารถในการใช้งานของระบบกับคลื่นความร้อนที่รุนแรง โดยมีการทดสอบที่ Badalona ซึ่งเป็นเขตเทศบาลทางตะวันออกเฉียงเหนือของบาร์เซโลนา

การวิจัยในบทความนี้ได้รับทุนจากสหภาพยุโรป บทความนี้เผยแพร่ครั้งแรก  ใน Horizonนิตยสาร EU Research and Innovation บทความนี้ปรากฏตัวครั้งแรกในนิตยสาร Horizon ในเดือนกันยายน พ.ศ. 2564

หน้าแรก