علماء الرياضيات ينموا غابات حاسوبية للتنبؤ بتغير المناخ
بسبب أن الغابة تستغرق أكثر من الف عام لكى يكتمل نموها ، فإنه ليس من السهل دراسة أثار تغير المناخ عليها وكيف تتكيف الغابة مع هذا التغير. الآن، قام كل من Nikolay Strigul ، أستاذ مساعد الرياضيات والإحصاء في جامعة ولاية واشنطن، Jean Lienard ، باحث ما بعد الدكتوراه، فى الرياضيات بوضع وسيلة لإنماء غابات واقعية خلال ثلاثة أسابيع فقط. باستخدام أجهزة الكمبيوتر.
صمم العالمان أول محاكاة حاسوبية لإنماء غابات واقعية وصولا إلى فروع وأوراق الأشجار ، وكذلك جذور الأشجار الفردية بغرض تحديد مدى الجفاف وحرائق الغابات الأكثر تواتراً، الطقس الحار وغيرها من التغيرات المناخية التى ستؤثر على الغابات في جميع أنحاء أمريكا الشمالية على مدى آلاف السنين.
وقد تم بالفعل استخدام النموذج للتنبؤ بالزيادة في معدلات حرائق الغابات ونمو النباتات في بعض غابات الأخشاب الصلدة في كيبيك، بكندا. ويطلق على هذا النموذج أسم LES، وهو أداة لمسئولى ومديرى الغابات يمكن استخدامها لخلق تمثيل ثلاثى الأبعاد للغابات التابعة لكل منهم ومحاكاة ما سيحدث لها في المستقبل.
نموذج LES فريد من نوعه لأنه المحاكاة الوحيدة لإنماء الغابات والتي تخلق أنظمة جذور معقدة وهياكل تاجية canopy لكل شجرة. أما نماذج المحاكاة السابقة كانت تصلح لشجرة واحدة. أنه أمر واقعي جدا: تحت التربة، جذور أشجار مختلفة تتنافس على موارد المياه ، وفوق سطح التربة، الأوراق الموجودة فى تاج كل شجرة تتنافس على ضوء الشمس. مع مرور الوقت، تيجان الأشجار يتغير شكلها لتعريض أوراقها إلى المزيد من ضوء الشمس.
واستخدم الباحثون مجموعة من البيانات من وزارة الزراعة وحصر الغابات وبرنامج تحليل وقواعد بيانات الغابات الأخرى، فضلا عن الصور الجوية ، من أجل تخصيص نموذج لغابات معينة. وقال Lienard "بالتعاون مع دائرة الغابات في الولايات المتحدة، قمنا بتطوير طريقة حيث أننا نستخدم طائرات بدون طيار حول الغابات والتقاط الصور وجمع معلومات التصوير الأخرى، ثم نستخدم هذه البيانات لتطوير نماذج ثلاثية الأبعاد لديها توزيعات حقيقية للمساحة والخصائص البيئية".
فى أجزاء كبيرة من أمريكا الشمالية، يؤدي تغير المناخ إلى المزيد من موجات الجفاف المتكررة، وسوء الاحوال الجوية والدفء. مما سيكون له آثار على الغابات وقدرتها على التعافي ، على سبيل المثال حرائق الغابات أو إزالة الأشجار، من الصعب التنبؤ بها لأنه لا تزال دوافع استعادة الغابات لعافيتها مجهولة حتى الآن. عملية الاستعادة يمكن أن تستغرق عدة عقود لتوثيقها بشكل كامل وتنطوي على العديد من الأشجار ذات الخصائص المختلفة التي تتنافس على الموارد في مناطق واسعة.
يريد العالمان استخدام نموذج LES لمساعدة مديري الغابات فى تحديد أنواع معينة من الأشجار، وكذلك العوامل البيئية الأخرى، الضرورية للغابات لإعادة تأسيس نفسها بعد أن دمرت. وقال Strigul "على بعد ساعة بالسيارة شرقا على طول نهر كولومبيا من فانكوفر نلاحظ الانتقال الكامل من الغابات الكثيفة جدا للسافانا ثم إلى الصحراء، الخوف هو أن الظروف الأكثر جفافا في المستقبل سوف تمنع الغابات في أماكن مثل واشنطن من استعادة نموها بعد قطعها أو حدوث حرائق بها. وهذا يمكن أن يؤدي إلى تحول مساحات متزايدة من مناطق الغابات مرة واحدة إلى صحراء".
يمكن استخدام النموذج للتنبؤ إن كانت الغابات معرضة لخطر التصحر أو غيره من الأحداث ذات الصلة بالمناخ، وتحديد ما يمكن عمله للحفاظ علىها وصيانتها. ومن المثير للاهتمام، أن وكالة ناسا ننظر أيضا في استخدام الأقمار الصناعية لمكافحة حرائق الغابات قبل أن تبدأ.