د.فوزي يونس: تقنيات الليزر تكشف سر التغير المناخي والتنوع البيولوجي

التغير المناخي يرتبط بعلوم الليزر بعلاقة غير مباشرة ولكنها أصبحت وثيقة بفضل استخدام تقنيات وتكنولوجيا الليزر في رصد البيئة وتحليلها. من خلال النقاط التالية يمكن توضيح هذا الترابط الوثيق

أولاً: التغير المناخي وعلوم الليزر

1. القياس الدقيق للغازات الدفيئة

تستخدم تقنيات التحليل الطيفي بالليزر (Laser Spectroscopy) مثل ليزر التردد المضبوط (Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy) لقياس تركيزات ثاني أكسيد الكربون والميثان وأكسيد النيتروز بدقة عالية في الغلاف الجوي.

2. الاستشعار عن بعد (LiDAR)

أنظمة الليدار (Light Detection and Ranging) تعتمد على الليزر لرسم خرائط ثلاثية الأبعاد لسطح الأرض وتستخدم في تتبع إزالة الغابات، تغير الغطاء النباتي، وذوبان الجليد، مما يساعد في تقييم أثر التغير المناخي.

3. رصد طبقة الأوزون والجزيئات الدقيقة

يُستخدم الليزر في دراسة التغيرات في طبقات الجو العليا مثل قياس توزيع الأوزون أو الهباء الجوي الذي يؤثر على المناخ.

4. عمليات توليد المطر أو ما يُطلق عليه “الاستمطار” من خلال استخدام أشعة الليزر:

يُوجه الليزر إلى السحب أو تختراق طائرات صغيرة السحب وتطلق عشرات المشاعل المحملة بجزيئات صغيرة جداً من كلوريد البوتاسيوم وكلوريد الصوديوم لتلقيح السحب، بهدف زيادة كميات المياه بداخلها وتحفيزها لزيادة المطر.

ثانياً: التنوع البيولوجي وعلوم الليزر

1. رسم خرائط الغطاء النباتي والتنوع البيولوجي

تُستخدم تقنيات الليدار لرصد كثافة وتوزيع النباتات وتساعد في تقييم النظم البيئية وتنوعها البيولوجي في الغابات والسافانا والمناطق الساحلية.

2. تحديد المواطن البيئية الدقيقة

يوفر الليدار بيانات طبوغرافية دقيقة تساعد العلماء على فهم كيفية تأثير التضاريس الدقيقة والغطاء النباتي على توزيع الأنواع.

3. مراقبة الحياة البرية

يمكن دمج الليزر مع التصوير الحراري أو تقنيات أخرى لرصد تحركات الحيوانات دون إزعاجها، وهو أمر مهم في دراسات التنوع البيولوجي.

تطبيقات الليزر ودورها في تعزيز أهداف التنمية المستدامة (SDGs)

يمكن توضيح ذلك بعدة طرق تقنية وعلمية، نظراً لدقتها العالية وفعاليتها في القياس والتحليل. إليك أبرز هذه الاستخدامات المرتبطة بالأهداف الأممية:

1. الهدف 13: العمل المناخي

القياس الدقيق لغازات الاحتباس الحراري باستخدام تقنيات مثل التحليل الطيفي بالليزر لرصد ثاني أكسيد الكربون والميثان في الغلاف الجوي. كما تُستخدم تقنيات الليدار لمراقبة التغيرات في الغطاء النباتي والجليد وحرائق الغابات.

2. الهدف 15: الحياة في البر

رسم خرائط الغابات والتنوع البيولوجي باستخدام تقنيات LiDAR لتحديد المواطن البيئية وتتبع إزالة الغابات. كما تساعد تقنيات الليزر في تقدير الكتلة الحيوية للكربون في النظم البيئية الأرضية بدقة عالية.

3. الهدف 14: الحياة تحت الماء

يُستخدم الليزر في تقنيات الاستشعار تحت الماء لرصد الشعاب المرجانية، الأعشاب البحرية، والتلوث البحري.

4. الهدف 6: المياه النظيفة والنظافة الصحية

يُستخدم الليزر في رصد جودة المياه عن طريق أنظمة تقيس المواد العضوية والمعادن الثقيلة في المياه السطحية والجوفية.

5. الهدف 3: الصحة الجيدة والرفاه

تُسهم تقنيات الطب الليزري في تحسين جودة الرعاية الصحية، بما في ذلك الجراحة غير التداخلية وعلاج السرطان والأمراض الجلدية.

6. الهدف 7: طاقة نظيفة وبأسعار معقولة

يُستخدم الليزر في أبحاث الطاقة الشمسية والاندماج النووي لتحسين كفاءة الخلايا الشمسية وأجهزة تحويل الطاقة.

7. الهدف 11: مدن ومجتمعات مستدامة

إدارة البنية التحتية باستخدام الليدار لرسم خرائط حضرية ثلاثية الأبعاد تسهم في التخطيط العمراني الذكي والمستدام.

ختاماً

تقنيات الليزر تمثل أدوات دقيقة وفعالة لدعم اتخاذ القرار والرصد البيئي وتطوير الحلول العلمية والتكنولوجية، مما يجعلها حليفا قوياً لتحقيق التنمية المستدامة في مختلف القطاعات. كما أن تطبيقات علوم الليزر مثل الاستشعار عن بعد والتحليل الطيفي أصبحت أداة مركزية في رصد وتحليل التغيرات البيئية، وبالتالي فهي شريك رئيسي في البحوث الحديثة الخاصة بالتغير المناخي وحماية التنوع البيولوجي.