Top

التنبؤ بالإشعاع الشمسي في المملكة

يستخدم فريق علماء المختبر الرئيسي للحوسبة الفائقة حاسوب الجامعة الخارق شاهين 2 في التنبؤ بالإشعاع الشمسي في المملكة. الصورة من اليسار إلى اليمين: علماء الحوسبة د. صموئيل كورتاس ود. بلال هدري ود. صابر فقي. الصورة بعدسة خلود معاذ.

-بقلم فريق المختبرات الأساسية في كاوست

قد يكون مفهوما للكثير من الناس ممن يتابع النشرات الجوية وتنبؤات الطقس لأهميتها في الحياة اليومية، ولكن قد يتسأل البعض لماذا نحتاج للتنبؤ بالاشعاع الشمسي. يجيب العلماء والمختصون بانها تعد من الأدوات المهمة جدا في تطبيقات علم المناخ والطاقة. وفي هذا الاطار وقعت جامعة الملك عبدالله للعلوم والتقنية ومدينة الملك عبدالله للطاقة الذرية والمتجددة  أخيرا اتفاقية تجمع بين الموارد المتقدمة لدى المؤسستين لإجراء دراسات شاملة عن الإشعاع الشمسي في المملكة وظروف طقس الغلاف الجوي.

 وكانت مدينة الملك عبدالله للطاقة الذرية والمتجددة قد شاركت في مشروع أطلس مصادر الطاقة المتجددة في إطار المركز الوطني لبيانات الطاقة المتجددة في المملكة الذي يقدم تقييمات لمصادر الطاقة المتجددة كالطاقة الشمسية وطاقة الرياح في المملكة.

علماء الحوسبة في كاوست (من اليسار إلى اليمين) د. صابر فقي ود. بلال هدري ود. صموئيل كورتاس يختبرون بيانات الإشعاع الشمسي. الصورة بعدسة خلود معاذ.

وسترصد محطات المراقبة في المشروع البيانات الشمسية  وحركة الرياح بهدف إنشاء قاعدة بيانات يسهل الوصول اليها من قبل مطوري مشاريع الطاقة والباحثين والمؤسسات الحكومية والقطاع الصناعي والأوساط الأكاديمية وعموم الجمهور. وتجري أيضاً إضافة أدوات المحاكاة والنمذجة إلى المشروع لرسم صورة أكثر شمولاً لطقس الغلاف الجوي.

ويتطلب التنبؤ اليومي بظروف الطقس والغلاف الجوي إنتاج مقادير هائلة من المتغيرات المناخية، منها درجة الحرارة وبخار الماء وسرعة الرياح واتجاهها. ويجري بعد ذلك إدخال هذه المتغيرات في نماذج محاكاة تنتج متغيرات التلوث التي تستخدم في نهاية المطاف في إنتاج تنبؤات بالإشعاع الشمسي.

يشغل المختبر الرئيسي للحوسبة الفائقة في كاوست شاهين 2، وهو حاسوب خارق طراز (Cray XC) مؤلف من 36 مقصورة يعمل بمعالجات إنتل هاسويل تضم نحو 200 ألف نواة مترابطة بإحكام مع ناقل ترابطات بينية عالي السرعة من طراز (Cray Aries). لقد دعم (شاهين 2) 405 مشاريع اشترك فيها نحو 900 مستخدم، ومنها مئة مشروع من 13 مؤسسة في سائر القطاعات الأكاديمية والصناعية والحكومية في المملكة. صورة الملف.

وتنتج هذه النماذج مجموعات بيانات هائلة، ولكنها يجب أن تنجز ذلك بسرعة فائقة أيضاً، فضلاً عن أن إنتاجها يستلزم اللجوء إلى موارد الحوسبة الفائقة في كاوست.

ويذكر أن مناقشة المشروع المشترك بين كاوست ومدينة الملك عبدالله للطاقة الذرية والمتجددة بدأت في أكتوبر 2016. وبعد الإحاطة بأهداف المشروع، أسهمت قيادة كاوست بالحاسوب الخارق شاهين 2، طراز (Cray XC40) وعلماء الحوسبة في الجامعة، بالإضافة إلى التدريب والاستشارات بشأن تنصيب وإعداد نماذج التنبؤ، وساعدت في تحسين سير العمل في إدارة قابلية توسع النظام بصورة أكبر.

د. بلال هدري من المختبر الرئيسي للحوسبة الفائقة في كاوست يشرح مواصفات وقدرات الحاسوب الخارق شاهين 2 للمتعاونين من مدينة الملك عبدالله للطاقة الذرية والمتجددة. الصورة بعدسة خلود معاذ.

وحول مساهمة كاوست في هذا المشروع ، أوضح جاستين مينار، نائب الرئيس المشارك في كاوست لشؤون الأبحاث، والمدير التنفيذي لمختبرات كاوست الأساسية  بان المختبرات الأساسية في كاوست تمتاز بمرافق وخبرات متطورة عالمية المستوى، واضاف: " أعتقد أننا يجب أن نسعى إلى المزيد من استثمار شاهين، باعتباره أحد الأصول الوطنية، في تلبية متطلبات سائر المؤسسات في المملكة".

عاملون من مدينة الملك عبدالله للطاقة الذرية والمتجددة ومن المختبر الرئيسي للحوسبة الفائقة في كاوست أثناء الاجتماع التعاوني للتنبؤ بالإشعاع الشمسي في يوليو 2019. الصورة بعدسة خلود معاذ.

تنطوي الاتفاقية على هدفين أحدهما قصير الأجل وآخر طويل الأجل. ويركز الهدف قصير الأجل على محاكاة وأرشفة ظروف الطقس والغلاف الجوي من 2005 إلى 2018. ويتمثل الهدف طويل الأجل في تقديم تنبؤات يومية عن ظروف الطقس والغلاف الجوي (الغبار وتلوث الهواء) فوق شبه الجزيرة العربية.

وقال حسين شبلي، الرئيس المساعد لقطاع الطاقة المتجددة في مدينة الملك عبدالله للطاقة الذرية والمتجددة: "نعترف بجهود المختبر الرئيسي للحوسبة الفائقة في كاوست ودوره في استثمار موارد حاسوب شاهين في تلبية احتياجاتنا. لقد كان شاهين أداة أساسية جداً في دعم وتعزيز أبحاث ومشاريع الطاقة المتجددة".