الابتكار الاجتماعي
تقنيات النمذجة والمحاكاة لتقييم الأثر البيئي

مجلة اتجاهات الابتكار الاجتماعي - العدد 15

تقنيات النمذجة والمحاكاة لتقييم الأثر البيئي

   عبير العبيد

يزداد الاهتمام بالحفاظ على البيئة يوماً بعد يوم، فقد بدأنا نرى معالم التغير المناخي ونختبرها من خلال الاضطرابات والأعاصير والفيضانات، التي اجتاحت مناطق صحراوية، والتقلبات المناخية حيث الوصول لدرجات حرارة قياسية في مناطق باردة، أدت إلى ذوبان ثلوج القطبين، وارتفاع منسوب مياه البحار والمحيطات، مما ينذر بغرق مدن ساحلية بأكملها فيما لو استمر الوضع على هذه الحال.

وأصبح من الضروري بمكان الانتباه إلى سلوك الإنسان وأنشطته، وتقييم الأثر الذي تحدثه في البيئة، لذا ظهرت طرائق ومنهجيات عديدة تقيس الأثر البيئي، في هذه المقالة سنحاول تسليط الضوء على إحدى هذه الطرائق، وهي "تقنيات النمذجة والمحاكاة" مع التركيز على أهميتها وتطبيقاتها العملية.

مفهوم تقنيات النمذجة والمحاكاة

إن تقنيات النمذجة والمحاكاة هي أدوات قوية تستخدم لتحليل الأثر البيئي لمشروعات معينة وتقييمه، أو لفهم الظواهر البيئية المعقدة، وتقييم أثر المشروعات البشرية في البيئة، كما تساهم في اتخاذ القرارات البيئية الأكثر فاعلية واستدامة، وتعتمد هذه التقنيات على إنشاء نماذج رياضية أو حاسوبية تقلد سلوك الظواهر البيئية المعقدة.

تطور تقنيات النمذجة والمحاكاة

ظهرت تقنيات النمذجة والمحاكاة في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي لتقييم الأثر البيئي، حين بدأت التقنيات الحاسوبية تتطور تطوراً ملحوظاً، مما سمح بإنشاء نماذج محاكاة أكثر تطوراً ودقة.

وكان أول الجهود في هذا المجال يتمحور حول تطوير نماذج لتحليل الظواهر البيئية المعقدة، مثل تأثيرات التغير المناخي والتلوث البيئي، وبالتزامن مع تطور تكنولوجيا الحاسوب، تطورت هذه النماذج لتشمل تقديرات الأثر البيئي للمشروعات البشرية، مثل المشروعات الصناعية والبنية التحتية والزراعة.

ومنذ ظهورها لعبت تقنيات النمذجة والمحاكاة دوراً هاماً في فهم الآثار البيئية للأنشطة البشرية، وتطوير استراتيجيات الحفاظ على البيئة والتنمية المستدامة، وتستمر هذه التقنيات في التطور والتحسين بفضل التقدم في مجالات الحوسبة وعلوم البيانات وتكنولوجيا المعلومات.

أهمية تقنيات النمذجة والمحاكاة في تقييم الأثر البيئي

تسهم تقنيات النمذجة والمحاكاة في فهم الأثر البيئي للأنشطة البشرية وتحليل التغيرات في البيئة بنحو كبير، مما يساعد على اتخاذ القرارات البيئية السليمة، وتطوير استراتيجيات الحفاظ على البيئة والتنمية المستدامة، وذلك من خلال:

  1. تحليل شامل ومتعدد العوامل: تتيح تقنيات النمذجة والمحاكاة إمكانية تحليل التفاعلات المعقدة بين العوامل المختلفة في النظام البيئي، مما يساعد على فهم العلاقات السببية والآثار المترتبة.
  2. توقع التغيرات المستقبلية: تسمح النماذج بتوقع التغيرات المستقبلية في البيئة بناء على سيناريوهات مختلفة، مما يساعد على تحديد الاستجابة المناسبة وتطوير استراتيجيات الاحتياط والتكيف.
  3. تقديم بيانات دقيقة لصنع القرار: توفر تقنيات النمذجة بيانات دقيقة وموثوقة عن آثار الأنشطة البشرية في البيئة، مما يساعد صناع القرار على اتخاذ قرارات مستنيرة ومبنية على الأدلة.
  4. اختبار السيناريوهات وتقدير المخاطر: تمكن تقنيات النمذجة من اختبار مجموعة متنوعة من السيناريوهات المحتملة، وتقدير المخاطر المرتبطة بالتغيرات المحتملة في البيئة.
  5. توجيه السياسات والتخطيط البيئي: تقدم النماذج نتائج محاكية قابلة للتفسير، تساعد على توجيه السياسات البيئية وتطوير خطط العمل البيئي.
  6. توعية الجمهور وزيادة الوعي البيئي: تمثل النماذج والمحاكاة أداة مفيدة لتوعية الجمهور بالتحديات البيئية وتأثيرات الأنشطة البشرية في البيئة، مما يزيد الوعي البيئي ويشجع على التحركات الإيجابية.
الأدوات والأساليب للنمذجة والمحاكاة لتقييم الأثر البيئي

تتضمن تقنيات النمذجة والمحاكاة عدة أدوات وأساليب، منها:

  1. النمذجة الرياضية (Mathematical modeling): تستخدم الرياضيات لوصف العلاقات والتفاعلات بين عناصر النظام البيئي وتوضيحها، ويتمثل هدف هذه النماذج في تحليل العوامل المؤثرة وتوقع التغيرات المحتملة في البيئة.
  2. النمذجة الاحتمالية (Probabilistic modeling): تقدر هذه النماذج الآثار المحتملة لعوامل معينة بناء على توزيع الاحتمالات لهذه العوامل، تستخدم في تقدير المخاطر البيئية وتخطيط الطوارئ.
  3. النمذجة الديناميكية (Dynamic modeling): تركز هذه النماذج على فهم التغيرات مع مرور الوقت، وتأثير هذه التغيرات في النظام البيئي، وتستخدم لتحليل الديناميكيات المعقدة للأنظمة البيئية، مثل دورة المياه والتغيرات المناخية.
  4. النمذجة الفردية (Agent-based modeling): تستخدم هذه النماذج لنمذجة سلوك الكائنات الحية الفردية وتفاعلاتها في بيئتها، يتيح ذلك فهم آثار السلوك الفردي في النظام البيئي كله.
  5. النمذجة المؤسسية (Institutional modeling): تركز على دراسة الهياكل والعلاقات الاجتماعية والسياسية، التي تؤثر في استخدام الموارد الطبيعية وإدارتها.
  6. المحاكاة الحاسوبية (Computer simulation): تقوم على تشغيل نماذج النمذجة على أجهزة الحاسوب، لتحاكي سلوك النظام البيئي عبر أوقات طويلة من الزمن، أو لاختبار سيناريوهات مختلفة.
استخدامات تقنيات النمذجة والمحاكاة

تستخدم تقنيات النمذجة والمحاكاة في مجالات عديدة، من ذلك:

  1. تقييم الأثر البيئي: تستخدم لتقييم أثر المشروعات البشرية في البيئة، مثل مشروعات البنية التحتية، والصناعات، والزراعة، وغيرها.
  2. إدارة الموارد الطبيعية: تستخدم للتحليل والتنبؤ بالتغيرات البيئية والموارد الطبيعية، مثل المياه والغابات والتربة، لتطوير استراتيجيات الحفاظ عليها.
  3. دراسات المناخ والجو: تستخدم لتحليل الظواهر المناخية وتوقع التغيرات المناخية المستقبلية، ولفهم تأثيرات التغير المناخي في البيئة والاقتصاد.
  4. تحليل الكوارث الطبيعية: تستخدم للتحليل والتنبؤ بالكوارث الطبيعية، مثل الفيضانات والزلازل والأعاصير، لتطوير استراتيجيات الإنقاذ والإغاثة.
  5. تخطيط الاستدامة الحضرية: تستخدم لتقييم أثر التطور الحضري في البيئة والمجتمع، لتطوير استراتيجيات لإقامة التوازن بين النمو الحضري والحفاظ على البيئة.
  6. البحث العلمي والتطوير التكنولوجي: تستخدم لفهم الظواهر العلمية والتنبؤ بالنتائج، لتطوير التقنيات والحلول الجديدة في مجال العلوم البيئية والاستدامة.
  7. تدريب وتعليم: تستخدم لتوفير بيئات تعلم تفاعلية تساعد الطلاب والمحترفين على فهم العلاقات البيئية المعقدة، وتطبيق المفاهيم العلمية على الواقع.
الجهات الأكثر استخداماً لتقنيات النمذجة والمحاكاة

تستخدم تقنيات النمذجة والمحاكاة بنحو واسع لدى مجموعة متنوعة من الجهات والمؤسسات، منها:

  1. الحكومات والوكالات البيئية: تستخدم الحكومات والوكالات البيئية تقنيات النمذجة والمحاكاة لتقدير الأثر البيئي للسياسات البيئية وتطبيقاتها القانونية، ولتوجيه عمليات التخطيط والتنمية المستدامة.
  2. الشركات والمصانع: تستخدم الشركات والمصانع تقنيات النمذجة والمحاكاة لتقدير الأثر البيئي لعملياتها ومنتجاتها وإدارته، ولتطوير استراتيجيات الإنتاج الأكثر فاعلية واستدامة.
  3. الجامعات والمؤسسات البحثية: تستخدم الجامعات والمؤسسات البحثية تقنيات النمذجة والمحاكاة في البحوث الأكاديمية والتطبيقية لفهم الظواهر البيئية المعقدة، وتطوير حلول جديدة للتحديات البيئية.
  4. المنظمات غير الحكومية والمنظمات الدولية: تستخدم هذه المنظمات تقنيات النمذجة والمحاكاة لتقدير الأثر البيئي لمشروعات التنمية، وللتوعية بالقضايا البيئية، وتحفيز العمل الاجتماعي والسياسي.
  5. المجتمعات المحلية والمدنية: تستخدم المجتمعات المحلية والمدنية تقنيات النمذجة والمحاكاة لتقييم أثر المشروعات المحلية في البيئة والمجتمع، ولتطوير خطط العمل البيئي والتنموي.
  6. القطاع الصحي: يستخدم القطاع الصحي تقنيات النمذجة والمحاكاة لتحليل تأثير البيئة في الصحة، ولتطوير استراتيجيات الوقاية والتدخل في حالات الطوارئ الصحية.
مؤسسات ومنظمات رائدة في تقييم الأثر البيئي باستخدام تقنيات النمذجة والمحاكاة

فيما يلي أسماء بعض المؤسسات والمنظمات الرائدة في تقييم الأثر البيئي باستخدام تقنيات النمذجة والمحاكاة:

  1. الوكالة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA): تبحث NOAA وتحلل في مجال العلوم البيئية، وتطور نماذج لتوقعات المناخ والظواهر الطبيعية الأخرى.
  2. الوكالة الفيدرالية لحماية البيئة (EPA): تعمل EPA على تقديم البيانات والنماذج لتقييم الأثر البيئي للسياسات والتشريعات البيئية.
  3. المركز الوطني للبحوث الجيولوجية (USGS): يقدم USGS البيانات والنماذج لفهم التغيرات وتحليلها في البيئة والموارد الطبيعية.
  4. المركز الوطني للنمذجة الجوية والبحرية (NCAR): يعمل NCAR على تطوير نماذج لتوقعات المناخ والطقس والظواهر البيئية الأخرى.
  5. المنظمة العالمية للصحة (WHO): تبحث WHO وتحلل في مجال تأثير البيئة في الصحة، وتقدم الإرشادات والتوجيهات للسياسات الصحية العامة.
  6. الاتحاد الأوروبي للبيئة (EEA): يوفر EEA البيانات والتقارير حول حالة البيئة في أوروبا، ويحلل التغيرات البيئية.
  7. المنظمة الدولية للطاقة الذرية (IAEA): تعمل IAEA على تقديم الدعم الفني والتدريب في مجال النمذجة والتقييم البيئي للمشروعات النووية.
  8. المنظمة الدولية للعمل (ILO): تعمل ILO على تقديم الدعم الفني والتدريب في مجال تقييم الأثر البيئي في الصحة والسلامة المهنية.

هذه المؤسسات والمنظمات تعد من أبرز اللاعبين في مجال تقييم الأثر البيئي باستخدام تقنيات النمذجة والمحاكاة، وتساهم في تقديم البيانات والأبحاث والخدمات لفهم البيئة والصحة العامة وحمايتهما.

المراجع:
  1. Allen, P.M., Strathern, M. (Eds.). (2006). "Biotechnology for the Environment: Wastewater Treatment and Modeling, Waste Gas Handling". Springer.
  2. Ayyub, B.M., Katipamula, S., Reinhall, P.G. (2003). "Environmental Systems and Decision Making". CRC Press.
  3. Bellinger, E., Huesemann, M. (2019). "Modeling the Environment". Island Press.
  4. Borsuk, M.E., Stow, C.A., Reckhow, K.H. (Eds.). (2003). "A Bayesian Approach to Biogeographic Modeling". CRC Press.
  5. Grimm, V., Railsback, S.F. (2005). "Individual-based Modeling and Ecology". Princeton University Press.
  6. Jakeman, A.J., Voinov, A.A., Rizzoli, A.E., Chen, S.H. (2006). "Integrated Assessment and Decision Support: Proceedings of the First Biennial Meeting of the International Environmental Modelling and Software Society". Elsevier.
  7. Jørgensen, S.E. (2009). "Introduction to Systems Ecology". CRC Press.
  8. Railsback, S.F., Grimm, V. (2011). "Agent-Based and Individual-Based Modeling: A Practical Introduction". Princeton University Press.
  9. Reckhow, K.H., Brown, L.C. (2008). "Environmental Systems Engineering and Economics". John Wiley & Sons.
  10. Van der Sluijs, J.P., Craye, M., Funtowicz, S., Kloprogge, P., Ravetz, J., Risbey, J. (2005). "Combining Quantitative and Qualitative Measures of Uncertainty in Model-Based Environmental Assessment: The NUSAP System". Springer.
الابتكار الاجتماعي
شارك هذا المقال

تواصل معنا

نرحب بكافة استفساراتكم وتساؤلاتكم...