د.فوزي يونس: لأول مرة العالم يقترب من معرفة ميزانية طاقة الأرض 

ناسا تطلق قمرًا صناعيًا في مهمة لأول مرة لتسريع التنبؤ بتغير المناخ ورصد معدل التغير في الجليد بالقطبين.

تم إطلاق أول قمرين صناعيين للمناخ بنجاح يوم السبت 25 مايو على صاروخ Rocket Lab Electron.

ستساعد البيانات الواردة من مهمة PREFIRE الباحثين على التنبؤ بشكل أفضل بكيفية تغير جليد الأرض وبحارها وطقسها في عالم يزداد حرارة.

أول زوج من الأقمار الصناعية المناخية المصممة لدراسة انبعاثات الحرارة في قطبي الأرض لصالح وكالة ناسا موجود في مداره بعد الانطلاق على قمة إلكترون Rocket Lab

وكما اوضحت كارين سان جيرمان مديرة أبحاث علوم الأرض في وكالة ناسا حسبما نقلت وكالة فرانس برس: “هذه المعلومات الجديدة – التي لم نحصل عليها من قبل – ستحسن قدرتنا على نمذجة ما يحدث في القطبين وما يحدث في المناخ”.

كما تم التنويه بأن القمرين الصناعيين المكعبين في مهمة Polar Radiant Energy التابعة لناسا في مهمة بشكل منهجي لدراسة الأشعة تحت الحمراء البعيدة (PREFIRE) – والتي تسمى CubeSats – يبلغ حجم كل منهما حجم صندوق الأحذية.

وسوف يقيسون مقدار الحرارة التي يشعها كوكبنا من اثنتين من أبرد مناطق وأكثرها بعدا (القطبين الشمالي والجنوبي).

وكذلك أوضح سان جيرمان أنه بما أن الأقمار الصناعية الصغيرة تجيب على أسئلة علمية دقيقة فيمكن اعتبارها “متخصصة” في حين أن الأقمار الصناعية الأكبر حجما هي “عامة” حسبما ذكرت وكالة فرانس برس.

وقال سان جيرمان: “ناسا تحتاج إلى كليهما“.

كما ان البيانات الواردة من المهمة ستساعد الباحثين على التنبؤ بشكل أفضل بكيفية تغير طقس الأرض وبحارها وجليدها مع ارتفاع درجة حرارة الكوكب.

وكما أوضح سان جيرمان في: “ستعمل مهمة PREFIRE المبتكرة لوكالة ناسا على سد فجوة في فهمنا لنظام الأرض مما يوفر لعلمائنا صورة مفصلة عن كيفية تأثير المناطق القطبية للأرض على مقدار الطاقة التي يمتصها كوكبنا ويطلقها”.

“سيؤدي ذلك إلى تحسين التنبؤ بفقدان الجليد البحري وذوبان الغطاء الجليدي وارتفاع مستوى سطح البحر مما يخلق فهمًا أفضل لكيفية تغير نظام كوكبنا في السنوات القادمة وهي معلومات مهمة للمزارعين لتتبع التغيرات في الطقس والمياه وأساطيل الصيد العاملة في البحار المتغيرة والمجتمعات الساحلية تبني القدرة على الصمود. تم إجراء الاتصالات بنجاح مع القمر الصناعي بواسطة وحدات التحكم الأرضية.

آلية عمل القمر الصناعي لقياس الأشعة تحت الحمراء ؟

كل قمر من أقمار البعثة CubeSats يحمل أداة تسمى مطياف الأشعة تحت الحمراء الحراري والتي تستخدم مرايا وأجهزة استشعار ذات شكل خاص لقياس الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء.

استلزم تصغير الأدوات لتناسب CubeSats تقليص حجم بعض الأجزاء مع زيادة حجم المكونات الأخرى.

قال تريستان لوكوير الباحث الرئيسي في PREFIRE جامعة ويسكونسن ماديسون: “إن كوكبنا يتغير بسرعة وفي أماكن مثل القطب الشمالي، بطرق لم يختبرها الناس من قبل”.

“سيوفر لنا جهاز PREFIRE التابع لوكالة ناسا قياسات جديدة لأطوال موجات الأشعة تحت الحمراء البعيدة المنبعثة من قطبي الأرض والتي يمكننا استخدامها لتحسين نماذج المناخ والطقس ومساعدة الناس في جميع أنحاء العالم على التعامل مع عواقب تغير المناخ.”

ماهي ميزانية طاقة الأرض؟

بعد إطلاق CubeSat الآخر سيقوم العلماء بإجراء فترة 30 يوما من الفحوصات للتأكد من أن كلا القمرين الصناعيين PREFIRE يعملان بشكل صحيح وبعد ذلك من المتوقع أن يعملا لمدة 10 أشهر.

“في قلب مهمة PREFIRE توجد ميزانية طاقة الأرض فنجد التوازن بين الطاقة الحرارية الواردة من الشمس والحرارة الخارجة المنبعثة من الكوكب.

والفرق بين الاثنين هو ما يحدد درجة حرارة الكوكب ومناخه. وإن الكثير من الحرارة المنبعثة من القطب الشمالي والقارة القطبية الجنوبية تنبعث على شكل أشعة تحت الحمراء البعيدة ولكن لا يوجد حاليا قياس مفصل لهذا النوع من الطاقة.

هذا ويؤثر محتوى بخار الماء في الغلاف الجوي بالإضافة إلى وجود السحب وتكوينها وبنيتها على مقدار الأشعة تحت الحمراء البعيدة التي تفلت من القطبين.

وكما أوضح تريستان لوكوير الباحث الرئيسي في PREFIRE والباحث في جامعة ويسكونسن ماديسون إن “هذا أمر بالغ الأهمية لأنه يساعد في الواقع على موازنة الحرارة الزائدة التي تتلقاها المناطق الاستوائية وينظم درجة حرارة الأرض حقًا”.

“وعملية نقل الحرارة من المناطق الاستوائية إلى المناطق القطبية هي في الواقع ما يحرك كل طقسنا حول الكوكب.”

وكذلك إن بيانات PREFIRE ستسمح للباحثين بتحديد متى وأين تشع طاقة الأشعة تحت الحمراء البعيدة من بيئات القطب الجنوبي والقطب الشمالي إلى الفضاء.

وكذلك أوضح لوري ليشين مدير مختبر الدفع النفاث التابع لناسا في جنوب كاليفورنيا في البيان الصحفي: “قد تكون أقمار PREFIRE CubeSats صغيرة لكنها ستسد فجوة كبيرة في معرفتنا حول ميزانية طاقة الأرض”.

يحمل كل قمر صناعي مطيافا حراريا للأشعة تحت الحمراء وهو جهاز يستخدم أجهزة استشعار ومرايا ذات شكل خاص لقياس الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء.

وقال لوكوير في البيان الصحفي: “إن كوكبنا يتغير بسرعة وفي أماكن مثل القطب الشمالي، بطرق لم يختبرها الناس من قبل”.

“سيوفر لنا جهاز PREFIRE التابع لوكالة ناسا قياسات جديدة لأطوال موجات الأشعة تحت الحمراء البعيدة المنبعثة من قطبي الأرض والتي يمكننا استخدامها لتحسين نماذج المناخ والطقس ومساعدة الناس في جميع أنحاء العالم على التعامل مع عواقب تغير المناخ.”

وفي النهاية فإن الأقمار الصناعية المتخصصة تلعب دورًا حاسما في دراسة المناخ من خلال توفير بيانات شاملة عن العوامل البيئية المختلفة مثل درجة الحرارة وهطول الأمطار ومستوى سطح البحر والغطاء الجليدي وتركيز الغازات الدفيئة.

إنها توفر منظورا عالميا مما يمكن العلماء من مراقبة التغيرات بمرور الوقت وفهم الأنظمة المناخية المعقدة.

وتساعد هذه الأقمار الصناعية على تتبع الاتجاهات والتنبؤ بأنماط الطقس ومعرفة ميزانية طاقة الأرض وتقييم تأثير الأنشطة البشرية على البيئة.

كما سيمكنا من دراسة ابعاثات حرارة الكوكب بشكل منهجي في الأشعة تحت الحمراء البعيدة وذلك من خلال ملاحظات دقيقة وليست نظريات كما كان يتم سابقا. مما يؤدي في نهاية المطاف إلى توجيه قرارات السياسة  وتسهيل جهود التخفيف من آثار المناخ والتكيف معه.

https://science.nasa.gov/mission/prefire

NASA Launches Small Climate Satellite to Study Earth’s Poles