16 جولای 2024 – توسط Ansa Heyl، موسسه بین المللی برای تحلیل سیستم های کاربردی (IIASA)-جریان فرآیند تجمع داده برای شبکه FN. تجسم گردش کار برای انگلستان با نمای بزرگنمایی شده برای لندن. اعتبار: داده های علمی (2024). DOI
یک چارچوب یادگیری ماشینی جدید که توسط محققان IIASA برای تخمین رشد سطح بام های جهانی از سال 2020 تا 2050 ایجاد شده است، می تواند به برنامه ریزی سیستم های انرژی پایدار، توسعه شهری و کاهش تغییرات آب و هوایی کمک کند و دارای پتانسیل مزایای قابل توجهی در اقتصادهای نوظهور باشد.
در سال 2019، ساختمان‌ها در سراسر جهان حدود 18 درصد از برق تولیدی سالانه را مصرف می‌کنند و 21 درصد از گازهای گلخانه‌ای منتشر شده در جو را تولید می‌کنند و در نتیجه به تغییرات آب و هوایی کمک زیادی می‌کنند. با ادامه رشد جمعیت جهان، به ساختمان های بیشتری نیاز خواهیم داشت که به نوبه خود تقاضا برای برق و مصالح ساختمانی را افزایش می دهد.
مساحت جهانی پشت بام به کل سطح ناخالص تمام سقف های ساختمان ها در سراسر جهان اشاره دارد. این اندازه گیری برای اهداف مختلفی مانند نصب پنل های خورشیدی روی سقف برای انرژی پاک، برنامه ریزی شهرها و مطالعه اثرات زیست محیطی مهم است.با درک منطقه جهانی پشت بام و رشد آن در 30 سال آینده، می‌توانیم برای سیستم‌های انرژی پایدار برنامه‌ریزی کنیم، توسعه شهری را بهبود بخشیم، و اثرات ساختمان‌ها را بر مسائلی مانند تغییر اقلیم و از دست دادن تنوع زیستی کاهش دهیم.
برای کمک به این امر، محققان IIASA یک چارچوب یادگیری ماشینی ایجاد کرده‌اند که از داده‌های بزرگ از حدود 700 میلیون ردپای ساختمان، پوشش زمین جهانی، و همچنین اطلاعات جاده‌ها و جمعیت جهانی استفاده می‌کند.
ارچوب آنها، که از آن زمان در مجله Scientific Data منتشر شده است، تخمین هایی از رشد سطح پشت بام از سال 2020 تا 2050 را تحت پنج سناریو مختلف آینده ارائه می دهد. این داده ها تقریباً 3.5 میلیون منطقه کوچک را در سراسر جهان پوشش می دهد.
با استفاده از این چارچوب، محققان تخمین زدند که در سال 2020، کل مساحت پشت بام در سطح جهان 0.25 میلیون کیلومتر مربع، از کل مساحت سطح ساخته شده توسط انسان 1.46 میلیون کیلومتر مربع بود. آسیا با 0.12 میلیون کیلومتر مربع، اروپا با 0.047 میلیون، آمریکای شمالی با 0.039 میلیون و آفریقا با 0.02 میلیون کیلومتر مربع بیشترین سهم را به خود اختصاص داده است.
تا سال 2050، انتظار می‌رود مساحت بام‌های جهان به 0.3 تا 0.38 میلیون کیلومتر مربع افزایش یابد که نشان‌دهنده افزایش 20 تا 52 درصدی از سال 2020 است. پیش‌بینی می‌شود آفریقا بیشترین رشد را داشته باشد و به طور بالقوه مساحت پشت بام خود را دو برابر کند.
کار این تیم اولین برآورد جهانی با وضوح بالا از رشد مساحت پشت بام را بر اساس روایت‌های مختلف مسیرهای اجتماعی-اقتصادی ارائه می‌کند و نشان می‌دهد که چگونه مجموعه داده‌های بزرگ جغرافیایی و یادگیری ماشینی می‌توانند از توسعه پایدار و اقدامات آب و هوایی حمایت کنند.
نکته کلیدی این است که انرژی خورشیدی پشت بام پتانسیل قابل توجهی برای اقتصادهای نوظهور دارد. با رشد سریع مناطق پشت بام، این مناطق می توانند از قابلیت های تولیدی، پتانسیل خورشیدی بالا، نیروی کار مقرون به صرفه و روحیه کارآفرینی برای دستیابی به توسعه و رفاه پایدار استفاده کنند.
سیدهارت جوشی، نویسنده اصلی، محقق در ارزیابی یکپارچه و آب و هوا، نتیجه گیری می کند: “پیامدهای این تحقیق برای سیاست ها و عموم مردم قابل توجه است. مجموعه داده های ما می تواند به برنامه ریزی واقعی تر سیستم های انرژی خورشیدی غیرمتمرکز کمک کند و در نتیجه راه حل های انرژی پایدار را ترویج کند.” گروه تحقیقاتی تغییر برنامه انرژی، آب و هوا و محیط زیست IIASA.
برآورد پتانسیل فناوری خورشیدی پشت بام در دستیابی به سیاست‌های اقلیمی، به‌ویژه در اقتصادهای نوظهور، می‌تواند به مؤثرتر و مقرون‌به‌صرفه‌تر بودن این سیاست‌ها در راستای اهداف توسعه پایدار برای انرژی پاک، شهرهای پایدار، اقدامات اقلیمی و زندگی در خشکی کمک کند. “
جوشی همزمان با شرکت در برنامه تابستانی دانشمندان جوان IIASA 2021، کار بر روی مفهوم‌سازی، توسعه و تحلیل چارچوب را آغاز کرد. او جایزه میخالویچ را برای فعالیت در این زمینه دریافت کرد.
