الآراء الساتلية للصحف الصحراوي: الآثار المادية والتحديات البيئية

إن الصحراء الكبرى، وهي أكبر صحراء ساخنة على الأرض، تمتد إلى حوالي ٩,٢ مليون كيلومتر مربع من شمال أفريقيا، تغطي أجزاء من الجزائر وتشاد ومصر وليبيا ومالي وموريتانيا والنيجر والسودان وتونس، وقد أحدثت الصور الساتلية ثورة في فهمنا لهذه المنطقة الواسعة، حيث قدمت تفاصيل غير مسبوقة عن خصائصها المادية، وقدمت بيانات حرجة عن التحديات البيئية التي تواجهها، ومن منظور المدار، تكشف الصحراء عن أنها تشكل أرضاً مجمدة.

وتتيح عمليات المراقبة الساتلية للعلماء وصانعي السياسات والمحافظين رصد التغيرات في الصحراء بأكملها في وقت قريب جدا، وهذه القدرة أساسية لتتبع التصحر، وتقييم الموارد المائية، وفهم الآثار الأوسع لتغير المناخ، وبفحص الصحراء من قبل، نكتسب بصيرة من المستحيل تحقيقها من الأرض وحدها، مما يساعد على معالجة بعض القضايا البيئية الأكثر إلحاحا في عصرنا.

الخصائص المادية للصحراء

الجغرافيا الفيزيائية للصحراء بعيدة عن الزي، الصور الساتلية تكشف عن مشهد من التنوع غير العادي، مع مناطق مختلفة تتباين في الارتفاع، والتكوين السطحي، والتاريخ الجيولوجي، فهم هذه الملامح أمر أساسي لفهم كيف يعمل الصحاري كنظام إيكولوجي وكيف يستجيب للضغوط البيئية.

أعالي الساند ودني فيلدز

إن الصورة المميزة للصحراء - الخراب، الكثبان الرملية الممتدة إلى الأفق - دقيقة بالنسبة لحوالي ٠٢-٥٢ في المائة من سطح الصحراء، وهذه البحار الرملية، المعروفة باسم ]FLT:0[ -]FLT:1]، هي من أكثر الملامح انحرافاً عن الفضاء، حيث إن الـ )غراند أرغي أورينتال( في الجزائر وتونس، وبحرين في منطقة غراند إيرغيل أوك.

وتكشف الصور الساتلية عن الأنماط المعقدة لهذه الحقول الكثيفة التي تتشكل من الرياح السائدة على مدى آلاف السنين، وتختلف أنواع الكثبان، والعقيدة، والشكل المتناثر للنجم، والتشكيلات المتميزة التي يمكن رسمها وتحليلها من المدار، مثلاً، فإن ] ديسريت الليبي يحتوي على مكوّنات متوازية من الرمل.

إن البيانات الساتلية العالية الاستبانة تتيح للعلماء قياس معدلات الهجرة الدوناتية التي يمكن أن تصل إلى عدة أمتار في السنة في النظم النشطة، وهذه المعلومات حيوية لتخطيط الهياكل الأساسية، وخاصة بالنسبة للطرق، وخطوط الأنابيب، والمستوطنات على هامش الصحراء، كما أن حركة الرمال تؤثر أيضا على أنماط المناخ المحلية من خلال التأثير على الطبدو - انعكاس سطح الأرض - الذي يؤثر بدوره على درجة الحرارة والهيبة.

تحت البحر الرملي تكمن التكوينات الجيولوجية القديمة، بعضها يعود إلى مئات الملايين من السنوات، الصور الرادارية الساتلية يمكن أن تخترق الرمال الجافة لكشف قنوات النهر المدفونة وأسرة البحيرة،

راندجز الجبلي والبلاتاوس

Rising abruptly from the flat expanses of Sand and gravel, the mountain ranges of the Sahara are among its most dramatic features. The Ahaggar Mountains in southern Algeria, the ]Tibesti Mountains in northern Chad, and the [FLTry:4]

إن جبال تيبستي، التي تشمل أعلى ذروة في الصحراء - إيمي كوسي، وهي بركان درع يرتفع إلى 415 3 متراً - هي مناطق بارزة بوجه خاص، وتكشف البيانات الساتلية عن وجود تدفقات الحمى، وبحيرات الحفر، والسمات الحرارية الأرضية التي تشير إلى النشاط الجيولوجي المستمر، وتؤثر هذه الجبال على المناخ الإقليمي باعتراض الرطوبة من المحيط الأطلسي والبحر الأبيض المتوسط، مما يخلق مناطق محلية ذات هطولها أكبر من النظم الإيكولوجية الفريدة.

كما أن هضبة الصحراء، مثل Tassili n'Ajjer] في الجزائر و]Ennedi Plateau في تشاد، هي أيضاً مؤثرة، وقد تدنت تشكيلات حجر الرمل هذه على مدى ملايين السنين إلى مشهدات مذهلة من مشاهد وركائز فضائية وخطوطات.

كما كان التصوير الساتلي مفيدا في تحديد المواقع الأثرية داخل هذه الهضبة ورسم الخرائط. وقد اكتشفت مستوطنات روك و قديمة، مخبأة في كثير من الأحيان في أغطية نائية، من خلال تحليل دقيق للصور الساتلية، مما يدل على قيمة عمليات المراقبة المدارية لكل من التراث الطبيعي والثقافي.

نهران قديمان وحوض بحيرة

أحد أكثر الاكتشافات روعة التي أمكنها التصوير بواسطة السواتل هو مدى نظم الأنهار القديمة التي كانت تبكي الصحراء، بيانات الرادار من السواتل مثل مكوك راد توبغرافيا البعثة كشفت عن قنوات مدفونة جاف تماماً ولكنها كانت نشطة خلال الفترة الأفريقية الهضمية التي استمرت من حوالي 000 1 إلى 000 5 سنة.

أكثر هذه الأشياء شهرةً هي (((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((

وتظهر أيضاً من الفضاء أحواض البحيرات القديمة، مثل Lake Chad وMega-Lake Chad التي كانت موجودة أثناء فترات الرطبة، وتستخدم بيانات التأشيرات الساتلية والجاذبية في رسم حدود هذه البحيرات التي كانت تغطي مرة واحدة منطقة أكبر من سيناريوهات المياه الجوفية في المستقبل.

The Sahara's Climate and Weather Patterns

إن الصحراء تُعرّف بالجفاف الشديد، ولكن مناخها ليس ثابتاً، فالرصد الساتلي يوفر سجلاً مستمراً من درجات الحرارة، والتهطال، والديناميات الجوية، ويكشف عن أنماط ضرورية لفهم دور الصحراء في النظام المناخي العالمي.

الأمطار والزمام

وتتلقى الصحراء أقل من 100 ملليمتر من سقوط الأمطار سنوياً في معظم مناطقها، حيث تسجل بعض المناطق فعلياً تهطالاً صفرياً لعقود، وتظهر تقديرات سقوط الأمطار بواسطة السواتل من بعثات مثل قياس التهطال العالمي للجيل الذي تقوم به الوكالة الوطنية للضمان الاجتماعي و مركز التنبؤ بالمناخ

إنَّ مُعظم التدرجات مُتطرفة بنفس القدر من الدرامية، فقد سجلت بيانات درجة حرارة سطح الأرض بواسطة السواتل من أعلى درجات الحرارة على الأرض، وهذه الظروف القصوى هي ناتج عن انخفاض خط العرض، ودرجة الحرارة الواضحة، وطول الوقت المتاح للصحراء.

ويمكن أن يتجاوز نطاق درجات الحرارة في الصحراء 40 درجة مئوية، مع حرارة يومية مشتعلة تليها ليال قريبة من التجميد، وتلتقط الصور الحرارية بالأشعة تحت الحمراء هذه التقلبات بالتفصيل، وتوفر البيانات المستخدمة في نموذج تبادل الطاقة بين سطح الصحراء والغلاف الجوي، وهذه المعلومات بالغة الأهمية بالنسبة للنماذج المناخية العالمية، حيث أن الصحراء هي المحرك الرئيسي لأنماط التداول في الغلاف الجوي.

العواصف الدافئة وتأثيرها العالمي

الصحراء هي أكبر مصدر للغبار المعدني في العالم، حيث يقدر حجمه بـ 200 إلى 500 مليون طن من الغبار ينقل سنويا إلى المحيط الأطلسي والبحر الأبيض المتوسط وما بعده، الصور الساتلية هي الأداة الرئيسية لتتبع هذه العواصف الغبارية، التي يمكن أن ينظر إليها من الفضاء على أنها أعمدة ضخمة تمتد آلاف الكيلومترات.

أجهزة الاستشعار الساتلية مثل NASA's Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations و] Geostationary Environmental Satellites توفر ملامح عمودية من طبقات الغبار، تبين ارتفاعها وتركيزها وتأثيراتها على حجم الجسيمات.

فالغبار الصحراوي يؤدي دورا معقدا في نظام الأرض، ويمكنه قمع التهطال بحجب ضوء الشمس وتثبيت الغلاف الجوي، ولكنه يمكن أيضا أن يخصم النظم الإيكولوجية البعيدة عن طريق توفير المغذيات مثل الفوسفور والحديد، وقد أظهرت عمليات الرصد الساتلية أن الغبار من الصحراء يصل إلى غابات الأمازون المطيرة، ويوفر المغذيات الأساسية التي تحافظ على إنتاجيته، ومن الحيوي فهم هذه الروابط للتنبؤ بما قد تؤثر عليه من تغيرات في دورة الغبار.

كما تشكل العواصف الدافئة مخاطر مباشرة على الطيران والصحة والهياكل الأساسية، وتساعد نظم الإنذار المبكر القائمة على السواتل في التخفيف من هذه المخاطر من خلال التنبؤ بالأحداث الغبارية وتوفير الرصد في الوقت الحقيقي، وبالنسبة للمجتمعات التي تعيش على حافة الصحراء، يمكن أن تعني التنبؤات الدقيقة بالتراب الفرق بين السفر الآمن والتعرض الخطير.

التحديات البيئية التي تواجه الصحراء

فالصحراء ليست محصنة من التدهور البيئي، ففي حين أن الصحراء كثيرا ما تعتبر أرضا غير متغيرة، فإنها تمر بتحولات سريعة تقودها العمليات الطبيعية والأنشطة البشرية على السواء، فالبيانات الساتلية ضرورية لتوثيق هذه التغييرات وإبلاغ استراتيجيات الإدارة.

التصحر وتدهور الأراضي

إن استمرار تدهور النظم الإيكولوجية للأراضي الجافة يشكل شاغلاً رئيسياً لمنطقة الساحل التي تُحدّ الصحراء إلى الجنوب، وقد وثقت الصور الساتلية من برنامج الأمم المتحدة للبيئة و ساتلي تيرا وأكوا التوسع الجنوبي في هوامش الصحراء على مدى العقود الأخيرة، وهو ما أدى إلى عدم استدامة الممارسات القائمة على إزالة الغابات.

ولكن الصورة أكثر دقة من مجرد التوسع في الصحراء، وتظهر البيانات الساتلية أن هوامش الصحراء تتقلب بشكل موسمي وفصلي سنوي استجابة لأنماط سقوط الأمطار، ويمكن أن تستعيد النباتات خلال السنوات الماضية، وتدفع الحدود الصحراوية شمالا، وكثيرا ما يُساء استخدام مصطلح " التصحاح " ليتضمن توسعا لا رجعة فيه، ولكن الملاحظات الساتلية تكشف عن نظام دينامي يمكن فيه الانتعاش في ظروف مواتية.

ومع ذلك، فإن الاتجاهات الطويلة الأجل تتعلق بذلك، فالدرجات العالية من درجات الحرارة والأنماط المهيمنة المتغيرة تقلل من قدرة النظم الإيكولوجية الساحلية على التكيف، مما يجعل من الصعب عليها أن تسترد من الجفاف.() وتظهر مبادرات الإدارة المستدامة للغابات التي تستخدمها السواتل مثل " مؤشر الاختراق غير المكتمل " () " مؤشر الاختلاف النباتي " () رقم 1) سجلا مستمرا لبيانات المتعلقة بصحة النباتات، مما يدل على حدوث انخفاض تدريجي في الإنتاجية في العديد من المناطق.

نضوب الماء ونظافة المياه

المياه هي أهم مورد في الصحراء، وشحها تحد متزايد، وتعتمد الصحراء اعتماداً كبيراً على المياه الجوفية الأحفورية المخزنة في طبقات المياه الجوفية الشاسعة، مثل نظام quifer (Nubian Sandstone Aquifer System و]Northwestern Sahara Aquifer System.

إن مركب نوبيان ساندستون، الذي يقوم على مصر وليبيا والسودان وتشاد، هو أحد أكبر مستودعات المياه الجوفية في العالم، وتظهر بيانات الشبكة العالمية أن هذه المياه الجوفية تستغل بمعدلات تتجاوز بكثير التغذية الطبيعية، مما يؤدي إلى انخفاض مستويات المياه، مما له آثار خطيرة على الزراعة، وإمدادات مياه الشرب، والاستقرار الجيوسياسي في المنطقة.

كما تساعد الصور الساتلية على تحديد خصائص المياه السطحية، مثل الأوعية والبحيرات الإلكترونية، التي تعتبر حاسمة بالنسبة للتنوع البيولوجي وسبل كسب الرزق البشرية، وقد وفر برنامج لاندرسات () سجلاً لخمسين عاماً من التغيرات في المياه السطحية، يوثق انكماش بحيرة تشاد بأكثر من 90 في المائة منذ الستينات، ويُعزى هذا الانخفاض إلى مزيج من انخفاض الأمطار وزيادة الري.

وتستخدم تكنولوجيات السواتل المبتكرة، مثل رادار الفتحة الاصطناعية، لكشف النظم الإيكولوجية المعتمدة على المياه الجوفية ومناطق إعادة التغذية بالخرائط، وهذه الأدوات أساسية لوضع استراتيجيات مستدامة لإدارة المياه توازن بين الاحتياجات البشرية وبين الحفاظ على البيئة.

Climate Change Impacts

ويزيد تغير المناخ من التحديات البيئية التي تواجه الصحراء، إذ تظهر سجلات درجة حرارة السواتل اتجاها واضحا نحو الاحترار في جميع أنحاء المنطقة، حيث يرتفع متوسط درجات الحرارة بمقدار 0.5 إلى 1.0 مئوية في العقد في بعض المناطق، ويزيد هذا الاحترار من شح المياه بزيادة معدلات التبخر ويقلل من رطوبة التربة.

كما أن أنماط التهطال تتحول، ففي حين أن بعض نماذج المناخ تنبأ بحدوث مزيد من سقوط الأمطار في الصحراء الوسطى بسبب التحول إلى الشمال في منطقة التقارب بين المناطق المدارية، تشير نماذج أخرى إلى حدوث جفاف مكثف في الحواف الغربية والجنوبية، وتكتسي البيانات الساتلية أهمية حاسمة في التحقق من صحة هذه النماذج وتتبع التغيرات الفعلية في توزيع الأمطار.

كما أن تواتر وشدة الأحداث الجوية الشديدة آخذة في التغير، وقد وثقت عمليات الرصد بواسطة السواتل زيادة في عدد وخطورة العواصف الغبارية، فضلا عن حدوث مزيد من الفيضانات المفاجئة في المناطق القاحلة، وهذه الأحداث لها آثار مباشرة على السكان، وتضر بالهياكل الأساسية، وتعطل النقل، وتهدد الأرواح.

وربما كان تغير المناخ يؤثر على دور الصحراء في دورة الكربون العالمية، فالصحراء مصدر صاف لثاني أكسيد الكربون بسبب تنفس التربة ونقل الغبار، ولكنها أيضاً تستوعب الكربون من خلال عمليات الطقس، وتساعد قياسات السواتل لتركيزات ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي الباحثين على قياس كمية هذه التدفقات وفهم كيف يمكن أن تتغير في ظل سيناريوهات الاحترار في المستقبل.

رصد السواتل وبصرها

وقد أدت القدرة على رصد الصحراء من الفضاء إلى تحويل فهمنا للصحراء ودينامياتها، وتوفر مجموعة من البعثات الساتلية، بما في ذلك أجهزة الاستشعار البصرية والحرارية والرادار والجاذبية، مجموعة أدوات شاملة لرصد المنطقة وتحليلها.

رصد التصحر

مؤشرات الغطاء النباتي المستمد من السواتل مثل NDVI ومؤشر الغطاء النباتي المعزّز هي الأدوات الرئيسية لرصد التصحر هذه المؤشرات تقيس انعكاس الغطاء النباتي الاصطناعي الاصطناعي، مما يتيح للباحثين تتبع التغيرات في الغطاء النباتي عبر الزمن.

وقد كشف تحليل السلاسل الزمنية لبيانات الـ NDVI عن أنماط معقدة من استعادة الغطاء النباتي بعد الجفاف، فضلا عن انخفاض الإنتاجية في الأجل الطويل في المناطق المتأثرة بالتغلب على الرعي وإزالة الغابات، وتستخدم هذه المعلومات منظمات مثل منظمة فودو ومنظمة الزراعة و] مشاريع ترميم البنك الدولي لتقييم فعالية مشاريع ترميم الأراضي.

وتساعد البيانات الساتلية أيضا على تحديد المناطق المعرضة للتصحر عن طريق رسم خرائط لرطوبة التربة، ودرجة حرارة سطح الأرض، وتغيرات الألبدو، ويمكن أن تتنبأ خوارزميات التعلم الماكين التي يتم تدريبها على الصور الساتلية حيثما يكون من المحتمل حدوث تدهور، مما يتيح الإدارة الاستباقية.

تعقب العواصف الدستية

وقد أحرز رصد العواصف الدافئة تقدما كبيرا في نشر أجهزة الاستشعار الساتلية المخصصة. وتوفر أداة الرصد الجوي للغلاف الجوي Ozone Mapping and Profiler Suite على ساتل Suomi NPP و] Tropospheric Monitoring Instrument على الغلاف الجوي الساتلي " Sentinel-5P " خرائط يومية للتركيز البصري.

وتستخدم وكالات الطقس هذه المنتجات في إصدار تنبؤات وتنبيهات الغبار، ويعتمد هذا النظام على الرصد الساتلي لتوفير معلومات آنية للبلدان المتضررة، وقد كان له قيمة خاصة بالنسبة للطيران، حيث يمكن للتراب أن يقلل من ظهور المحركات وتضررها.

كما تتيح السجلات الساتلية الطويلة الأجل للباحثين دراسة الاتجاهات في انبعاثات الغبار، وقد أظهرت الدراسات التي تستخدم TOMS و]OMI ]] أن نشاط الغبار في الصحراء قد ازداد منذ منتصف القرن العشرين، مدفوعاً بمزيج من الجفاف، وتغير استخدام الأراضي، وتقلب المناخ.

تقييم الموارد المائية

وتؤدي البيانات الساتلية دورا حاسما في تقييم موارد المياه في الصحراء، وتقيس بعثة المتابعة التغييرات في ميدان الجاذبية الأرضية الناجمة عن التباينات في تخزين المياه، بما في ذلك المياه الجوفية، مما يسمح للعلماء بتتبع استنفاد طبقة المياه الجوفية بدقة غير مسبوقة، مما يوفر الإنذار المبكر بأزمات المياه.

وترصد بعثة المياه السطحية وأصول المحيطات ارتفاع مستوى المياه السطحية، بما في ذلك البحيرات والمستودعات، وتستخدم هذه البيانات في الصحراء لرصد مستويات المياه في بحيرة تشاد، نهر النيجر، ومصادر المياه الحرجة الأخرى، ويمكن تعقب التغيرات في حجم المياه السطحية باستخدام صور لاندسات وسينتينيل-2، على التوالي، التي توفر 30 متراً.

ويمكن تحديد مناطق إعادة شحن المياه الجوفية باستخدام بيانات رادارية ساتلية، تخترق الرمال الجافة لكشف السمات تحت سطح الأرض، وتستخدم هذه المعلومات لتحديد مواقع الآبار المحتملة ووضع خطط لإدارة المياه الجوفية تكفل الاستخدام المستدام لهذا المورد الثمين.

Studying Climate Patterns

الملاحظات القمرية ضرورية لدراسة دور الصحراء في النظام المناخي العالمي، الـ (الـ (الـ (الـ (الـ (الـ (الـ (الـ (الـ (الـ (الـ (الـ (الـ (الـ (الـ (الـ (الـ (الـ (الـ (الـ (الـ (الـ (الـ (الـمـوسـمـمـمـعـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـعـمـعـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـعـمـمـمـمـمـمـمـعـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـعـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـمـ

بيانات الأقمار الصناعية تساعد الباحثين على فهم تأثير الصحراء على التداول الجوي، وضغط الزوايا يؤثر على تكوين الغيوم والتهطال، بينما ترتفع درجات الحرارة السطحية في الصحراء أنماط الرياح التي تنقل الحرارة والرطوبة عبر العالم، والنماذج التي تتضمن ملاحظات السواتل تحسن من قدرتنا على التنبؤ بالرياح والجفاف وغيرها من الظواهر المناخية.

وتنتج مبادرة وكالة الفضاء الأوروبية بشأن تغير المناخ مجموعات بيانات ساتلية طويلة الأجل لمتغيرات المناخ الرئيسية، بما في ذلك درجة حرارة سطح الأرض، ورطوبة التربة، وتغطية الغطاء النباتي، وتستخدم هذه البيانات [الفريق الحكومي الدولي المعني بتغير المناخ وغيرها من الهيئات الدولية لتقييم حالة المناخ.

خاتمة

إن الآراء الساتلية للصحراء قد غيرت بشكل أساسي فهمنا لهذه المنطقة الواسعة والمعقدة، فمن الأنماط المعقدة لبحار الرمل والأنهار القديمة إلى ديناميات العواصف الغبارية وآثار تغير المناخ، توفر الملاحظات المدارية منظورا شاملا ومفصلا على السواء، وليست الصحراء مساحات ثابتة لا حياة لها، بل بيئة دينامية تستجيب للتغيرات الطبيعية والبشرية التي تترتب عليها آثار عالمية.

إن التحديات البيئية التي تواجه الصحراء، وشح المياه، وتغير المناخ، مترابطة وتتطلب حلولا متكاملة، والبيانات الساتلية أداة لا غنى عنها لرصد هذه التحديات وتوجيه الجهود لإدارة الصحراء على نحو مستدام، وبما أن تكنولوجيا السواتل لا تزال تتقدم، مع زيادة تواترها، وقدرات الاستشعار الجديدة، فإن قدرتنا على مراقبة الصحراء وحمايتها لن تتحسن إلا.

وبالنسبة للباحثين وصانعي السياسات والجمهور، فإن الرسالة واضحة: ما يحدث في الصحراء لا يبقى في الصحراء، حيث يُخصب الغبار الأمازون، ويؤثر رياحه على أنماط الطقس العالمية، ومناخه هو جرس للتغيير الكوكبي، ومن خلال الاستثمار في رصد السواتل ودعم العلم الذي يفسر هذه البيانات، يمكننا أن نفهم على نحو أفضل التحديات البيئية التي تواجه عصرنا وأن نتصدى لها.

For further reading, explore resources from NASA Earth Observatory, the ]] United Nations Environment Programme, and the