رسم مسح تفصيلي أجرته وكالات الفضاء تطور الضوء الاصطناعي على سطح الأرض خلال الساعات الأولى من الصباح. قام البحث بتحليل فترة تسع سنوات لفهم تأثير الوجود البشري على سواد أو تفتيح الأراضي المختلفة. عالجت الدراسة العالمية أكثر من مليون سجل فوتوغرافية تم التقاطها في مدار الكوكب.
وتشير النتيجة الموحدة إلى زيادة بنسبة 34% في اللمعان العالمي بين عامي 2014 و2022. ومع ذلك، يحدث التوسع بشكل غير متساو ويعكس بشكل مباشر القرارات السياسية والاقتصادية لكل دولة. طور الباحثون في جامعة كونيتيكت نظامًا حاسوبيًا غير مسبوق لتفسير الحجم الهائل من المعلومات التي يتم جمعها يوميًا.
وتدور تكنولوجيا التقاط الأشعة تحت الحمراء بسرعة تزيد عن 25 ألف كيلومتر في الساعة
تعتمد البيانات التي يقوم عليها البحث على معدات بحجم الثلاجة التجارية المثبتة على أقمار المراقبة الصناعية. تنتمي الآلات إلى وكالة ناسا والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي بالولايات المتحدة. وتتحرك الأجهزة بسرعات تتجاوز 25,750 كم/ساعة أثناء تسجيل سطح الأرض.
تتم دقة رسم الخرائط بفضل مجموعة أجهزة قياس إشعاع التصوير المرئي والأشعة تحت الحمراء. يلتقط النظام أطوال موجية مختلفة دائمًا حوالي الساعة 1:30 صباحًا بالتوقيت المحلي في كل منطقة. تعمل هذه النافذة الزمنية على إزالة التداخل من أشعة الشمس وعزل الانبعاثات الاصطناعية الناتجة عن المدن والصناعات.
تطلبت معالجة 1.16 مليون صورة إنشاء خوارزمية محددة لتصفية الضوضاء والسحب الجوية. سمحت الأداة التكنولوجية للعلماء بفصل التوهج المستمر للمناطق الحضرية عن مصادر الضوء المؤقتة. تضع هذه الطريقة معيارًا جديدًا للمراقبة المستمرة للبنية التحتية العالمية.
التوسع الحضري والتنمية الاقتصادية يزيدان من التألق في القارة الآسيوية
إن النمو بنسبة 34% في المتوسط العالمي للإضاءة الليلية يجد المحرك الرئيسي له في نصف الكرة الشرقي. أظهر شمال الهند ومساحات شاسعة من الصين أعلى معدلات البرق المستمر خلال فترة المراقبة. تعكس الظاهرة المرئية من الفضاء التحول السريع للأرض وبناء مدن جديدة.
ويتطلب ضخ رأس المال في البنية التحتية الأساسية زيادة متزايدة في استهلاك الطاقة في هذه الدول المكتظة بالسكان. تضيف الطرق السريعة والمجمعات الصناعية والأحياء السكنية الجديدة آلاف نقاط الضوء إلى الخريطة الليلية سنويًا. يترك التقدم الاقتصادي الآسيوي بصمة ضوئية لا لبس فيها في سجلات أجهزة قياس الإشعاع المدارية.
تدابير الاستدامة والتوترات الجيوسياسية تقلل من انبعاث الضوء الأوروبي
فالسيناريو في القارة الأوروبية يتحرك في الاتجاه المعاكس للنمو في آسيا. سجلت العديد من البلدان قتامة كبيرة في أراضيها خلال العقد الماضي. ويعكس التغيير في السلوك اعتماد سياسات عامة تهدف إلى كفاءة استخدام الطاقة والحد من البصمة الكربونية.
ونفذت الحكومات المحلية قيودًا على استخدام اللافتات المضيئة والإضاءة العامة الحديثة للحد من هدر الكهرباء. أدى الجهد المشترك إلى انخفاض كبير في انبعاث الضوء إلى الفضاء.
- أظهرت فرنسا أكبر انخفاض في القارة مع انخفاض بنسبة 33٪ في السطوع أثناء الليل.
- خفضت المملكة المتحدة انبعاثاتها الضوئية بنسبة 22% بعد مراجعة سياسات الاستهلاك.
- سجلت هولندا انخفاضًا بنسبة 21% في الضوء الاصطناعي الذي تلتقطه الأقمار الصناعية.
- عانت روسيا وأوكرانيا من انقطاع التيار الكهربائي بشكل كبير اعتبارًا من عام 2022 بسبب تدمير البنية التحتية بسبب الصراع العسكري.
وتختلف حالة أوروبا الشرقية عن أهداف الاستدامة التي تبنتها الدول المجاورة. إن الظلام المفاجئ على الحدود الروسية الأوكرانية هو بمثابة علامة مرئية مباشرة للحرب وانهيار شبكات توزيع الطاقة.
يؤدي حرق الغاز الطبيعي إلى خلق تشوهات بصرية في مناطق الاستخراج في الولايات المتحدة
حددت المراقبة المكانية أيضًا أنماط إضاءة محددة مرتبطة بصناعة الوقود الأحفوري في أمريكا الشمالية. وتتزامن الفترة التي تم تحليلها مع الإنتاج المحلي القياسي للنفط والغاز الطبيعي في الولايات المتحدة. وقد أدى التقدم في تقنيات الحفر إلى مضاعفة عدد الآبار النشطة في المناطق الوسطى من البلاد.
تُظهر صور الأقمار الصناعية دورات مكثفة من الضوء الناتج عن عملية حرق الغاز الزائد على المنصات الأرضية. تمنع هذه الممارسة التسرب المباشر لغاز الميثان في الغلاف الجوي. يولد هذا الإجراء لهبًا هائلاً يمكن اكتشافه بسهولة بواسطة أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء الموجودة في المدار.
وفي حين أن الحرق يقلل من التأثير المباشر لغاز الميثان، فإن الاحتراق المستمر يؤدي إلى إطلاق ثاني أكسيد الكربون والسخام في البيئة. يخلق المسار الخفيف الناتج عن هذه العمليات الصناعية نقاطًا عالية الكثافة في المناطق التي قد تظل في ظلام دامس خلال الساعات الأولى من الصباح.
ويوجه الرصد المستمر تخطيط السياسات العامة وشبكات التوزيع
إن التطبيق العملي لقاعدة البيانات التي أنشأتها وكالة ناسا يتجاوز مجرد المراقبة الفلكية. يستخدم المديرون العامون والشركات الخاصة الخرائط لتتبع حركة الطاقة عبر الشبكات الكهربائية في الوقت الفعلي. تتيح لك الأداة تحديد اختناقات التوزيع والتخطيط لتوسيع خطوط أنابيب الغاز بدقة أكبر.
وتقوم المنظمات غير الحكومية بمقارنة الصور الليلية بالخرائط الديموغرافية لتقييم نجاح برامج كهربة الريف. يعد وجود الضوء أو غيابه بمثابة مؤشر أساسي للتنمية البشرية في المناطق النائية من العالم. ويساعد الرصد التاريخي في توجيه الاستثمارات إلى المناطق التي لا تزال تفتقر إلى البنية التحتية الأساسية.
إن استمرارية بعثات المراقبة الفضائية تحافظ على تحديث بانوراما الطاقة العالمية هذه باستمرار. توفر المستشعرات الضوئية المحسنة قراءة تفصيلية للانبعاثات الحالية. إن المقارنة بين هذه المعلومات والبيانات المناخية تضع أساسًا تقنيًا لإدارة الشبكات الكهربائية في المدن الكبيرة.