دور بيانات الرنة في تصميم الهياكل الأساسية للنقل المقاوم للمناخ

التحديات التي تواجه استخدام بيانات الراحل من أجل تصميم الهياكل الأساسية

ورغم أهميتها الحاسمة، فإن تطبيق بيانات سقوط الأمطار على تصميمات مرنة يشكل تحديات كبيرة عديدة.

Non-Stationarity and Climate Uncertainty

وتتمثل الصعوبة الأساسية في أن المناخ آخذ في التغير، وبالتالي فإن منحنىات جيش الدفاع الإسرائيلي التاريخية لم تعد تمثل مخاطر المستقبل، ويواجه المهندسون معضلة ما إذا كان ينبغي تصميمه في الماضي أو في المستقبل غير المؤكد، وفي حين أن نماذج المناخ يمكن أن تُحدث تغيرات، فإن النماذج المتفاوتة جداً قد تظهر اتجاهات متباينة بالنسبة للمنطقة نفسها، وعلاوة على ذلك، فإن الحل المكاني للنماذج المناخية هو في كثير من الأحيان متجانس جداً بالنسبة لتصميم الهياكل الأساسية المحلية، مما يتطلب اتباع أساليب إضافية لتحديد المخاطر.

جيم - الثغرات في البيانات وقضايا النوعية

إن شبكات قياس الأمطار متفرقة في أجزاء كثيرة من العالم النامي وحتى في بعض المناطق النائية من البلدان المتقدمة النمو، ويمكن أن تسد البيانات المتعلقة بالرادار والسواتل الثغرات ولكن لها تحيزات، لا سيما في المناطق الجبلية حيث يمكن أن تؤدي عمليات حجب الشعاع والآثار الأوزيوغرافية إلى تشويه، كما أن طول السجلات القصيرة يحد من الثقة الإحصائية في الأحداث البالغة الشدة، فعلى سبيل المثال، لا يكفي سجل 30 عاما لتقدير مدى 100 سنة، ومع ذلك فإن العديد من مشاريع الهياكل الأساسية تعتمد على هذه الأسباب.

عدم وجود توجيهات موحدة

وتستخدم مختلف الوكالات والبلدان معايير مختلفة للتصميم، وفترات العودة، وأساليب إدماج تغير المناخ، وقد لا يفي طريق مصمم لعاصفة مدتها 50 عاما في دولة ما بنفس الموثوقية في دولة مجاورة، حيث إن عدم وجود معايير مقبولة على نطاق واسع، وقابلة للتعويض قانوناً فيما يتعلق ب " مدخلات هطول الأمطار غير المادية " يثير شواغل تتعلق بالمسؤولية بالنسبة للمهندسين ومشاريع التأخير.

إدماج الأخطار المتعددة

وفي المناطق الساحلية، يمكن أن تحجب موجات المياه، مما يتسبب في سقوط الأمطار إلى ظهور ظاهرة أعمق معروفة بالفيضانات المركبة، وفي المناطق الباردة، يمكن أن تولد أحداث الأمطار على سطح الماء ارتفاعا غير متناسب، وفي مستجمعات المياه التي تُسجَّل في براثنها، فإن الأمطار المعتدلة يمكن أن تؤدي إلى تدفقات الحطام، وتتطلب تصميم هذه المخاطر المجمعة تحليلا مشتركا لاحتمال سقوط الأمطار، والمستوى البحري، والثلج.

الاتجاهات المستقبلية: الأدوات المُوسَّعة والأطر التعاونية

وسيتطلب النهوض بدور بيانات هطول الأمطار في تصميم الهياكل الأساسية إدخال تحسينات تكنولوجية ومؤسسية وإجرائية.

رصد الوقت الحقيقي والإدارة التأديبية

فبدلاً من الاعتماد على عواصف التصميم الثابتة، يمكن للنظم المقبلة أن تدمج بيانات سقوط الأمطار في الوقت الحقيقي في ضوابط تشغيلية متوائمة، مثلاً، يمكن للطرق السريعة الذكية أن تستخدم أجهزة استشعار الأمطار وتكنولوجيا المركبات ذات الصلة للتقليل تلقائياً من الحدود القصوى أو الممرات المعرضة للخطر أثناء فترات النزول المكثفة.() ويمكن أن تستجيب نظم تصريف العواصف ذات البوابات والمضخات الآلية للتنبؤات بالرادارات في الوقت الحقيقي، وليس فقط المتوسطات التاريخية.()

التعلم في مجال الآلات والتسميات الاحتمالية

ويمكن أن تحلل خوارزميات التعلم المصنوعة من الآلات بيانات واسعة النطاق لتحديد أنماط شدة هطول الأمطار التي تفتقدها الأساليب الإحصائية التقليدية، ويمكنها أيضاً أن تولد سلسلة زمنية عالية الاستبانة من أجل تحليل المخاطر التي تدوم آلاف السنين من المناخ المحاكاة والتي تمكن المهندسين من اختبار أداء التصميم في إطار مجموعة واسعة من السيناريوهات.

التعاون وتبادل البيانات

ولا يمكن لأي منظمة بمفردها أن تحل مشكلة البيانات المتعلقة بسقوط الأمطار، فالنجاح في القدرة على التكيف يتطلب التعاون فيما بين:

• Meeteorologists and climatologists] who generate and interpret data.
• Civil and environmental engineers] who translate data into design specifications.
• Transportation planners and policymakers] who decide on investment priorities and regulations.
• Emergency managers] who use real-time data for response and recovery.

(أ) تُقدم برامج مفتوحة المصدر مثل مجموعة أدوات القدرة على التكيف مع الكوارث، مثل

تحديث معايير التصميم ومدوناته

وفي نهاية المطاف، سيكون أكثر التغييرات تأثيراً هو تحديث المعايير الهندسية، ومدونات البناء، والأنظمة البيئية التي تتطلب استخدام بيانات سقوط الأمطار التطلعية، إذ تعمل منظمات مهنية كثيرة بالفعل على ذلك: رابطة البلدان الأمريكية للخطوط الجوية الرئيسية والنقل ، وأصدرت توجيهات بشأن النظر في تغير المناخ في التصميم الهيدرولوجي، و[FLT]:

خاتمة

إن البيانات المتعلقة بالمسارات هي الأساس الذي يجب أن تبنى عليه الهياكل الأساسية للنقل المقاوم للمناخ، ومن أصغرها إلى أطول جسر، فإن قدرة طرقنا، والسكك الحديدية، ونظم المرور العابر على تحمل التهطال الشديد، تتوقف على مدى ما نجمعه من معايير للصمود، وتحلله، وتطبيق تلك البيانات، والتحدي كبير: المناخ غير المستقر، والفجوات في البيانات، والحاجة إلى تكامل متعدد المخاطر.