مراقبة تغير المناخ من الفضاء: كل الأيدي على سطح السفينة لإنقاذ الأرض

• كاتب:
• اسم المؤلف

  البصيرة الكمومية
• 11 أكتوبر 2022

ملخص البصيرة

يحتاج العلماء إلى معرفة الآثار المحددة لتغير المناخ لإنشاء استراتيجيات وتقنيات أفضل للتخفيف. تُستخدم بعض أقمار رصد الأرض والتقنيات الفضائية لتقديم بيانات موثوقة وطويلة الأجل حول كيفية تأثير غازات الدفيئة على الكوكب. تمكن هذه المعلومات الباحثين من رؤية الأنماط الناشئة وإجراء تنبؤات أكثر دقة.

رصد تغير المناخ من سياق الفضاء

تلعب المراقبة البيئية من خلال أقمار مراقبة الأرض دورًا حاسمًا في فهم بيئة كوكبنا والغلاف الجوي. تعتبر هذه الأقمار الصناعية ضرورية لمراقبة المناطق التي لا تكون فيها البنية التحتية الأرضية ممكنة. على سبيل المثال، خلال حرائق الغابات المدمرة في أستراليا في نهاية عام 2019، لعبت الأقمار الصناعية دورًا فعالًا في تتبع تأثير هذه الحرائق على جودة الهواء عبر مسافات شاسعة، بما في ذلك مسافة تصل إلى 15,000 كيلومتر في الولايات المتحدة. وإلى جانب تتبع الظواهر الأرضية، تعتبر هذه الأقمار الصناعية حيوية للدراسات المحيطية. وبما أن المحيطات تغطي ما يقرب من 70% من سطح الأرض، فهي أساسية لتنظيم مناخنا، وامتصاص ثاني أكسيد الكربون، ودعم الحياة البحرية التي توفر سبل العيش للمجتمعات الساحلية.

من المتوقع أن يحقق مستقبل تكنولوجيا الأقمار الصناعية تطورات كبيرة في فهمنا للأرض. أحد هذه التطورات هو إنشاء توأم رقمي أكثر دقة للأرض. سيمكن هذا النموذج الرقمي العلماء من محاكاة سيناريوهات مختلفة وتقييم النتائج المحتملة، مما يعزز قدرتنا على التنبؤ بالتحديات البيئية والتخفيف من حدتها. تشمل الحدود التالية في المراقبة الفضائية بعثات الأرصاد الجوية فائقة الطيف. وتهدف هذه المهام إلى توفير بيانات شاملة ثلاثية الأبعاد عن الغلاف الجوي للأرض، تتجاوز البيانات الموجودة على سطح الأرض. لن تقدم هذه البيانات المحسنة رؤى أعمق حول الظواهر الجوية مثل السفر الجوي والتلوث والأعاصير فحسب، بل ستحسن أيضًا قدرتنا على مراقبة جودة المياه والتنوع البيولوجي وغيرها من المؤشرات البيئية المهمة.

إن الآثار المترتبة على هذه التطورات في تكنولوجيا الأقمار الصناعية عميقة. ومن خلال الحصول على معلومات أكثر تفصيلاً وفي الوقت المناسب، سيتمكن الباحثون من مراقبة الأنماط البيئية العالمية بدقة أكبر. وهذا سيمكن من التنبؤ بشكل أكثر دقة بآثار تغير المناخ، بما في ذلك حدوث الجفاف وموجات الحر وحرائق الغابات. تعتبر مثل هذه الملاحظات التفصيلية ضرورية لوضع استراتيجيات لمواجهة هذه التحديات البيئية. 

التأثير التخريبي

في عام 2021 ، أعلنت الإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء الأمريكية (ناسا) ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA) عن شراكة لرصد كيفية تأثير تغير المناخ على الأرض من خلال مشاركة بيانات وتحليلات الأقمار الصناعية. تمتلك كلتا الوكالتين بعضًا من أكثر الأدوات والفرق تقدمًا لرصد الفضاء والبحث فيه. وفقًا للبيان الصحفي لوكالة الفضاء الأوروبية ، فإن هذه الاتفاقية ستكون بمثابة نموذج للتعاون الدولي المستقبلي ، حيث توفر البيانات الحاسمة لمعالجة تغير المناخ والإجابة على القضايا الأكثر إلحاحًا في علوم الأرض. يأتي هذا التعاون على رأس المشاريع المشتركة القائمة مثل مرصد نظام الأرض. يركز مشروع المرصد بشكل أكبر على البعثات الأرضية لتوفير البيانات الأساسية المتعلقة بتغير المناخ ، والوقاية من الكوارث ، وحرائق الغابات ، والعمليات الزراعية في الوقت الحقيقي. 

وفي الوقت نفسه، في عام 2022، أعلنت وكالة ناسا عن خططها لإطلاق مشروع قمر صناعي يسمى TROPICS (الملاحظات المحددة زمنيًا لهيكل هطول الأمطار وشدة العواصف مع كوكبة من الأقمار الصغيرة). ستطلق الوكالة ستة أقمار صناعية صغيرة (smallsats) في المدار لفهم كيفية تشكل الأعاصير المدارية بشكل أفضل، والتي كان من الصعب التنبؤ بها. تم تجهيز الوحدات بمقاييس إشعاع الموجات الدقيقة التي ستمكن المتنبئين من رؤية الأحداث غير المرئية بالعين المجردة.

سيتم إرسال البيانات مرة أخرى إلى الأرض لنماذج التنبؤ العددي بالطقس. وفي عام 2021، تم إطلاق قمر صناعي تجريبي، والذي قدم معلومات مهمة حول إعصار إيدا. ومع تزايد تكرار الأعاصير بسبب تغير المناخ، فإن هذه البيانات المتزايدة ستساعد الباحثين على تتبع العواصف الاستوائية بشكل أكثر دقة.

الآثار المترتبة على رصد تغير المناخ من الفضاء

قد تشمل الآثار الأوسع لمراقبة تغير المناخ من الفضاء ما يلي: 

• تركز المزيد من الشركات ، مثل SpaceX ، على إنشاء أقمار صناعية وطائرات بدون طيار مدفوعة بالذكاء الاصطناعي لمراقبة الفضاء.
• عدد متزايد من شركات مراقبة الأرض التي تقدم تقنيات مراقبة مختلفة ، مثل قياس البصمة الحرارية للمباني وإدارة تلوث الهواء.
• زيادة الشراكات بين مختلف وكالات الفضاء لتبادل المعلومات الحاسمة. ومع ذلك ، سيعتمد هذا التعاون على كيفية تطوير سياسات ولوائح الفضاء.
• الشركات الناشئة التي تنشئ توائمًا رقمية للمدن والغابات المطيرة والمحيطات والصحاري لمراقبة تغير المناخ.
• تزايد النقاشات حول كيف أن العدد المتزايد من الأقمار الصناعية ، سواء لأغراض المراقبة أو لأغراض تجارية ، يجعل من الصعب على علماء الفلك دراسة الفضاء.
• وتقوم شركات التأمين بتعديل السياسات والأقساط استنادا إلى بيانات بيئية أكثر دقة، مما يؤدي إلى تقييمات أكثر دقة لمخاطر الكوارث الطبيعية.
• يستخدم المخططون الحضريون بيانات الأقمار الصناعية المحسنة لتصميم مدن تتكيف بشكل أفضل مع الظروف المناخية المتغيرة، مما يؤدي إلى بيئات حضرية أكثر مرونة.
• تعتمد الصناعات الزراعية أنظمة مراقبة تعتمد على الأقمار الصناعية لتحسين إنتاجية المحاصيل واستخدام الموارد، مما يؤدي إلى زيادة الأمن الغذائي والممارسات الزراعية المستدامة.

أسئلة للنظر فيها

• وإلا كيف يمكن للحكومات أن تتعاون لرصد تغير المناخ من الفضاء؟
• ما هي التقنيات الأخرى المحتملة التي يمكن أن تساعد العلماء في المراقبة من الفضاء الخارجي؟