تكتشف وكالة ناسا زيادة بنسبة 34% في السطوع العالمي وانخفاض الضوء في أوروبا في أبحاث الفضاء الجديدة

حددت وكالة الفضاء الأمريكية “ناسا” تغيرا عميقا في نمط الأضواء الاصطناعية المنبعثة من كوكب الأرض ليلا. عالج المسح أكثر من مليون سجل مرئي تم التقاطه في مدار الأرض بين عامي 2014 و2022. وتشير النتائج إلى نمو بنسبة 34% في اللمعان العالمي، مدفوعًا بالتقدم الحضري في البلدان الآسيوية. ويعد رسم الخرائط بمثابة مقياس حرارة مباشر للنشاط الاقتصادي واستهلاك الطاقة للسكان في مختلف القارات.

قاد الدراسة باحثون في جامعة كونيتيكت، مسؤولون عن إنشاء طريقة معالجة واسعة النطاق. وقام الفريق بتحليل الصور اليومية المسجلة حوالي الساعة 1:30 صباحًا في كل منطقة زمنية محلية. يكشف تقاطع المعلومات عن تناقضات حادة بين الدول. وفي حين تقوم بعض المناطق بتوسيع الشبكات الكهربائية بمعدل متسارع، فإن مناطق أخرى تتبنى تخفيضات جذرية لتحقيق الأهداف البيئية أو تعاني من انقطاع التيار الكهربائي نتيجة للصراعات المسلحة الطويلة.

تكنولوجيا المراقبة ومعالجة الصور

تعمل المعدات المسؤولة عن جمع البيانات على متن الأقمار الصناعية المشتركة لناسا والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA). وتتحرك الآلات بسرعات تتجاوز 25750 كيلومترا في الساعة في مدار الكوكب. الأداة الرئيسية المستخدمة في المسح هي مجموعة أجهزة قياس الإشعاع للتصوير المرئي والأشعة تحت الحمراء، والمعروفة بالاختصار VIIRS. يتمتع هذا المستشعر بحساسية شديدة لالتقاط الفوتونات في ظروف الظلام الدامس تقريبًا على سطح الأرض.

تابع: كل شيء عن إضاءة ليلية

تمتد إمكانيات VIIRS إلى طيف الأشعة تحت الحمراء المرئية والحرارية. هذا الاتساع التكنولوجي يجعل من الممكن عزل الإضاءة الاصطناعية عن المصادر الطبيعية، مثل انعكاس القمر أو حرائق الغابات أو الأضواء الشمالية. تطلب الحجم الهائل البالغ 1.16 مليون صورة تطوير خوارزمية محددة من قبل جامعة كونيتيكت. قام البرنامج بتصفية التداخل الجوي والغطاء السحابي لتقديم خريطة نظيفة للاحتلال البشري على مدار ما يقرب من عقد من المراقبة المستمرة.

تصل دقة الأقمار الصناعية إلى مستوى من التفصيل قادر على تحديد إضاءة الطرق السريعة الفردية والمستوطنات الريفية الصغيرة. ويضمن عمل معايرة المستشعر أن التدهور الطبيعي للمعدات في الفضاء لا يتداخل مع قياس السطوع على مر السنين. أصبحت قاعدة البيانات التي تم إنشاؤها بواسطة هذا المسح الليلي واحدة من السجلات الأكثر اكتمالا لتعديل المناظر الطبيعية للأرض من خلال العمل البشري في القرن الحالي.

في نفس الموضوع: تحدد الخرائط الفضائية تغيرًا جذريًا في سطوع الكوكب ليلاً خلال تسع سنوات

النمو الآسيوي وسياسات التقنين في أوروبا

وتركز الزيادة العالمية بنسبة 34% في السطوع الليلي أكبر معدلات توسعها في القارة الآسيوية. تتصدر الصين وشمال الهند ترتيب انبعاث الضوء الاصطناعي في الفترة التي تم تحليلها. وتعكس هذه الظاهرة البناء المتسارع للبنية التحتية الحضرية والطرق السريعة المترابطة والمجمعات الصناعية الكبيرة في هذه المناطق. يتبع استهلاك الكهرباء وتيرة النمو السكاني والهجرة المستمرة للسكان من الريف إلى المدن الكبرى.

ويقدم السيناريو الأوروبي مسارا عكسيا، يتسم بالظلام التدريجي للمدن. ونفذت الحكومات المحلية تشريعات صارمة للحد من هدر الكهرباء وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري. وتشمل الإجراءات إغلاق النوافذ التجارية خلال الساعات الأولى من الصباح واستبدال مصابيح الإضاءة القديمة بأنظمة مستهدفة أقل كثافة. وتهدف الاستراتيجية إلى تقليل البصمة الكربونية والامتثال لاتفاقيات المناخ الدولية طويلة الأجل.

• فرنسا: انخفاض بنسبة 33% في انبعاث الضوء ليلاً بعد القواعد الجديدة لكفاءة الطاقة.
• المملكة المتحدة: انخفاض بنسبة 22% نتيجة لتحديث شبكة الإضاءة العامة.
• هولندا: انخفاض بنسبة 21% تماشياً مع مشاريع الاستدامة والسيطرة على الانبعاثات في البلاد.
• الصين والهند: قطبا النمو المضيء الأكبر بسبب التوسع الصناعي والحضري السريع.
• أوكرانيا وروسيا: انقطاع شديد للتيار الكهربائي مسجل اعتبارًا من عام 2022 بسبب الأضرار المباشرة التي لحقت بالبنية التحتية.

وكان التأثير الجيوسياسي واضحا أيضا في صور الأقمار الصناعية التي تم التقاطها في أوروبا الشرقية. عانت الحدود بين أوكرانيا وروسيا من انخفاض مفاجئ في السطوع في عام 2022. وترك انهيار الشبكة الكهربائية وتدمير محطات توليد الكهرباء مناطق سكنية شاسعة في ظلام دامس. ويوثق السجل المكاني حجم الأضرار المادية التي خلفتها المواجهة العسكرية، ليحول غياب الضوء إلى مؤشر بصري للأزمة الإنسانية في المنطقة.

التغطية الكاملة: آخر الأخبار (AR)

استخراج الوقود وحرق الغاز في الولايات المتحدة

كشفت أراضي الولايات المتحدة عن نمط ضوئي مميز، لا علاقة له بالإضاءة الحضرية التقليدية. ورصدت أجهزة استشعار ناسا مصادر مكثفة للضوء في المناطق الوسطى من البلاد، بعيدا عن المدن الكبيرة. تتوافق هذه النقاط المضيئة مع حقول استخراج النفط والغاز الطبيعي. شهدت الفترة بين عامي 2014 و2022 أعلى مستوى على الإطلاق في إنتاج الوقود الأحفوري المحلي في السوق الأمريكية، مدفوعًا بتقنيات الحفر الجديدة.

وينتج اللمعان في هذه المناطق الريفية عن الممارسة الصناعية المعروفة بحرق الغاز. وتقوم شركات النفط بحرق الغاز الطبيعي الفائض مباشرة في أبراج الاستخراج عندما لا تكون هناك بنية تحتية صالحة للتخزين أو النقل الفوري. يحول هذا الإجراء غاز الميثان إلى ثاني أكسيد الكربون، مما يمنع إطلاق غاز له قدرة أعلى بكثير على الاحتباس الحراري. ويولد الاحتراق المستمر ألسنة لهب هائلة تسجلها الأقمار الصناعية على شكل بقع من الضوء المركز خلال الساعات الأولى من الصباح.

اقرأ أيضاً: تكشف الأقمار الصناعية لوكالة ناسا عن تغييرات كبيرة في الإضاءة الليلية للأرض خلال العقد الماضي

توفر مراقبة هذه الشعلات من الفضاء بيانات مهمة لوكالات حماية البيئة. إن تحديد كمية الضوء المنبعث يجعل من الممكن حساب الحجم التقريبي للغاز المهدر ومستوى الملوثات المنبعثة في الغلاف الجوي. ويكشف رسم الخرائط التناقض بين التقدم التكنولوجي في استخراج الموارد والتحديات اللوجستية في الاستفادة الكاملة من الطاقة المولدة في الآبار الأمريكية.

تطبيق البيانات المكانية في التخطيط الحضري

تلبي قاعدة البيانات التي أنشأتها وكالة ناسا والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) متطلبات العديد من القطاعات الاستراتيجية للاقتصاد. يستخدم المهندسون الخرائط لتحديد الأخطاء في شبكات نقل الطاقة في الوقت الفعلي. تسمح لك المراقبة المستمرة بإرسال فرق الصيانة بسرعة في حالة انقطاع التيار الكهربائي الناتج عن الكوارث الطبيعية، مثل الأعاصير أو الزلازل. كما تقوم شركة الخدمات اللوجستية العالمية بمراقبة تدفق السفن وتشغيل الموانئ من خلال الصور الليلية.

تطبق المنظمات الدولية التكنولوجيا لقياس مؤشر التنمية البشرية في المناطق المعزولة. ويشير ظهور بؤر ضوء جديدة في القارة الأفريقية وفي أمريكا اللاتينية إلى تقدم برامج كهربة الريف. يقوم المديرون العامون بمقارنة هذه الإحداثيات المكانية مع بيانات التعداد الديموغرافي للتخطيط لبناء المدارس والمستشفيات والطرق. إن مراقبة الكوكب ليلاً تعمل كأداة تدقيق بصرية لتوصيل البنية التحتية الأساسية.

ويضمن تحسين أجهزة الاستشعار الفضائية استمرارية البحوث المتعلقة باحتلال الأراضي في العقود المقبلة. يعمل المجتمع العلمي على دمج الأنظمة الآلية للتنبؤ بذروات استهلاك الكهرباء بناءً على تاريخ الإضاءة في كل مدينة. وستعتمد مراقبة تحول الطاقة العالمية على الدقة المستمرة لهذه الأدوات المدارية. إن القياس الدقيق للمكان الذي يتم فيه تشغيل الضوء أو إيقافه يوفر التشخيص الأسرع للتغيرات الاقتصادية في المجتمع الحديث.

خلفية القضية: تسجل أقمار ناسا الصناعية زيادة بنسبة 34٪ في اللمعان الاصطناعي للأرض خلال تسع سنوات