نقل بيانات الطقس التاريخية الكندية إلى نص رقمي

لماذا لا يزال الطقس القديم مهماً اليوم

عندما نفكر في تغير المناخ، عادةً ما تتبادر إلى الذهن أقمار صناعية، وحواسيب فائقة، ومحطات طقس حديثة. لكن لفهم كيف تغير مناخنا فعلاً على مر قرون، يحتاج العلماء إلى التعمق أبعد في الزمن—إلى عالم الحبر والورق والملاحظات اليومية المكتوبة بعناية. تصف هذه الدراسة كيف تم تحويل ما يقرب من مليونين من ملاحظات الطقس اليدوية من أنحاء ما يُعرف اليوم بكندا، والتي سُجلت بين 1768 و1884، بعناء إلى بيانات رقمية يمكن لأجهزة الحاسوب قراءتها وتستخدمها نماذج المناخ.

طقس مخفي في سجلات ورقية قديمة

قبل بوجود خدمات الأرصاد الوطنية، كان الضباط العسكريون والأطباء والمعلمون ومتطوعون آخرون في أمريكا البريطانية يدوّنون الطقس اليومي بعناية. انتهت دفاترهم ونماذجهم المطبوعة مسبقاً في أرشيفات في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة بدلاً من كندا. انطلق مشروع NORTHERN (Nineteenth-century Overseas Records Transcribed for Historical Environmental Reconstruction in the North) للعثور على هذه السجلات المبعثرة وإنقاذها. بالعمل أساساً مع صفحات ميكروفيلمية من أرشيفات أمريكية وبريطانية، حدد الفريق 46 موقعاً—من موانئ الأطلسي إلى محطات تجارية نائية في الشمال الغربي—حيث دوّن المراقبون من ثلاثة إلى عشرين متغيراً جوياً، وغالباً عدة مرات في اليوم. لا تلتقط هذه الملاحظات درجات الحرارة والضغط فحسب، بل أيضاً العواصف والفيضانات وتفكك الجليد والحرائق وغيرها من الأحداث التي شكلت الحياة اليومية.

تحويل الخط اليدوي إلى بيانات

لم يقتصر إنقاذ هذه المعلومات على مسح الصفحات القديمة ضوئياً. أنشأ الفريق نظام تفريغ مخصص عبر الويب لعرض صور مسجلة لسجلات الطقس وكتابة أرقامها مباشرةً في قاعدة بيانات منظمة. صنّفوا أنواع النماذج وتخطيطات الصفحات المختلفة، بحيث تحاكي شاشات الإدخال الرقمية الجداول الأصلية. اختار المتطوّعون أنواع السحب واتجاهات الرياح من قوائم مضبوطة لتقليل أخطاء الكتابة، بينما تعاملت صناديق النص الحر مع أرقام مثل درجة الحرارة والضغط. كما أُعطي كل ملف صورة اسمًا مصمماً بعناية يربطه بمحطته وتاريخه والمراقب والأرشيف، حتى يُمكن دائماً تتبُّع أي قيمة رقمية إلى سطر محدد في صفحة محددة.

تنقية الأرقام والتحقق منها

بما أن هذه الملاحظات أُخذت بأدوات قديمة وعادات قياس متباينة، لم يكن من الممكن نسخ الأرقام الخام واستخدامها مباشرة. مرَّ الباحثون بالبيانات المُفرَغة بعدة طبقات من اختبارات الجودة. أولاً، قارن متخصصون جداول قاعدة البيانات بصرياً مع صور الصفحات لالتقاط أخطاء واضحة مثل الأيام المفقودة أو الفواصل العشرية الموضوعة في غير محلها. ثم مسحت برامج الحاسوب القيم المستحيلة أو المشتبه بها—درجات حرارة خارج أي نطاق معقول، أو قوى رياح تتجاوز مقياس الملاحظ. حيث كتب المراقبون كسوراً أو علامات مختصرة أو حذفوا الأصفار البادئة، حوّل البرنامج أو صحّح هذه العناصر مع تسجيل كل تغيير. قارن الفريق أيضاً القياسات المرتبطة ببعضها؛ على سبيل المثال يجب أن تكون درجات الحرارة الدنيا أدنى من العليا، والضغط الجوي المصحح عادةً أعلى من قراءة المحطة الخام. القيم التي بدت غريبة استُخدمت عليها علامات بدلاً من محوها، حفاظاً على نزاهة السجل.

جسر بين وحدات قديمة ومعايير حديثة

تحدٍ كبير آخر هو أن الملاحظين في القرن التاسع عشر لم يفكروا بوحدات اليوم. سجلوا الضغط بوحدات بوصة زئبقية، والحرارة بدرجات فهرنهايت، والسحب بأجزاء من عشرة، والرياح بمزيج من مقاييس وصفية وسرعات وحتى أرطال قوة على لوحة. لجعل هذه السجلات قابلة للمقارنة مع بيانات الطقس الحديثة، حوّلها الفريق إلى معايير دولية مثل درجات مئوية، وهيكتوباسكال، ومتر لكل ثانية، مستندين إلى كتيبات إرشادية تاريخية ومكتبات تحويل حديثة. بعض التفاصيل، مثل القوة الدقيقة لـ"نسيم منعش" على مقياس رياح قديم أو صياغة ملاحظات الطقس، لا يمكن ترجمتها تماماً، لذا تُحفظ كتقريبات مشفّرة بعناية بدلاً من إرغامها على فئات متقنة.

نافذة جديدة على قرون من طقس كندا

النتيجة النهائية لهذا الجهد هي مجموعة بيانات متاحة للعامة تستضيفها المراكز الوطنية الأمريكية للمعلومات البيئية. تشمل سجلات تحت-يومية لدرجات الحرارة والضغط والرياح والسحب والرطوبة والهطول وملاحظات وصفية عن الطقس من 1768 إلى 1884 عبر مساحات واسعة من كندا الحالية. ستساعد هذه البيانات العلماء على دراسة موجات الحر والبرد القديمة والعواصف وغيرها من الأحداث المتطرفة، وستُستخدم في مشاريع إعادة التحليل العالمية التي تعيد بناء أنماط الطقس الماضي باستخدام نماذج فيزيائية حديثة. ولغير المتخصصين، يظهر المشروع كيف يمكن لدفاتر هشة ومنسية أن تتحول إلى أدوات قوية لفهم كيف تفاوت مناخنا على مدى ثلاثة قرون—وكيف تقارن تغيُّرات اليوم مع مجمل تاريخ طقس كندا.

الاستشهاد: Slonosky, V., Black, R., Podolsky, L. et al. Transcribing historical Canadian weather data. Sci Data 13, 678 (2026). https://doi.org/10.1038/s41597-025-06036-y

الكلمات المفتاحية: بيانات الطقس التاريخية, مناخ كندا, إنقاذ البيانات, التطرفات المناخية, أرشيفات الطقس