تقنيات الاستشعار عن بعد لرصد ملطخة الجليد البحري ودرجة سطح البحر

لاسر التمتري (ليدار)

(أ) يستخدم أكبر عدد من الأشعة تحت الحمراء و الرش (LiDAR) كحد أقصى من الأشعة الليزرية لقياس المسافة بين الساتل أو الطائرة وسطح الأرض، وتتبع وقت السفر لكل نبض، يقوم العلماء بحساب الارتفاع السطحي بدقّة عدد قليل من أجهزة الجليد.

رادار ذي فتحة اصطناعية (سار)

(أ) أجهزة الاستشعار ذات الصلة بالعجلات المتطورة (GI) التي تستخدمها أجهزة الاستطلاع (GI)

الكشف عن الخرافات والتغيرات الجماعية

في حين أن قياس التأشيرات والصور يُحدث تغيرات هندسية، فإن قياس الجاذبية يُعدّل كتلة تصاحب فقدان الجليد أو كسبه،

بعثات ساتلية محددة ومساهماتها

Landsat Program

مع ثمانية سواتل تشغيلية منذ عام 1972 برنامج لاندسات التابع لوكالة الأمن العام يوفر أطول محفوظات مستمرة للصور البصرية متوسطة الاستبانة، كان من المهم وضع قوائم جرد للمعالم الجليدية، وتغييرات في المساحة، وتوفير بيانات أساسية لدائرة رصد الجليد العالمي.

ESA Sentinel Constellations

The European Copernicus program operates the Sentinel series, including Sentinel-1] (SAR), ] Sentinel-2 (multispectral), and Sentinel-3 (ocean and landaccesst research missions).

ICESat and ICESat-2

كان أول جهاز تصوير بالليزر تابع للسواتل مصمم لقياس ارتفاع الغطاء الجليدي، خلفه ICESat-2، مع جهاز تصوير أكثر تقدماً متعدد الأبعاد، يقدم حالياً بيانات لا مثيل لها عن ارتفاع الغطاء الجليدي والجليد البحري، بما في ذلك قياسات على الجليد الجبلي المزدحم الذي كان من الصعب حله سابقاً.

CryoSat-2

(العملية (كريو سات-2 (المطلية عام 2010 تحمل جهازاً للرادارات يُفضّل من سطح الجليد، كان مفتاح قياس التغيرات في سميكة الجليد في المناطق الساحلية، وإستثارة سميك الجليد البحري في المحيط القطبي الشمالي، وجهاز الرادار على خط العرض 2 يكمل التأجير الليزري من ICESat-2، حيث يمكن أن يخترق سحابات الجليد العالية

رصد ارتفاع مستوى سطح البحر: تكديس التكنولوجيا

إن ارتفاع مستوى سطح البحر ظاهرة مركبة يقودها عاملان رئيسيان هما: التوسع الحراري للمحيط (مثل ارتفاع حرارة المياه) وإضافة المياه العذبة من صمامات الجليد والجليد المذوفة، ويؤدي الاستشعار عن بعد دورا محوريا في تحديد كمية كل عنصر.

ساتل التأشيرة لسطح البحر

(ج) سواتل سلسلة جيسون (Jason-1، OSTM/Jason-2، جيسون-3، وSenstinel-6 Michael Freilich) توفر قياسات مستمرة للزمن السطحي العالمي مع اقتراب من درجة حرارة تتراوح بين 2 و3 سنتيمتر، كما لاحظ العلماء أن متوسط درجة الحرارة العالمية قد ارتفع بنحو 3.3 ملليمترات سنوياً خلال العقود الثلاثة الماضية، مع وجود اتجاه سريع في قياسات التكتار.

Gravimetry to Disentangle Ice Melt vs. Thermal Expansion

وتوفر بعثات GRACE و GRACE-FO قدرة فريدة على فصل العنصر الكتلي من ارتفاع مستوى سطح البحر عن عنصر التوسع الحراري، وبقيام فقدان الكتلة من صحائف الجليد والأنهار الجليدية، يمكن للعلماء حساب مساهمة ارتفاع مستوى سطح البحر التي تعزى مباشرة إلى المياه المميتة، وعلى سبيل المثال، أظهرت بيانات نظام تقييم المياه الحرارية أن المياه المتقادمة من الجليديات وارتفاع مستويات الجليد قد ساهمت بنسبة نحو 1.8 في المائة سنويا.

خ ع = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = =

وبالإضافة إلى القياسات المفتوحة في المحيط، يرصد الاستشعار عن بعد الآثار الساحلية لتصاعد سطح البحر: تآكل السواحل، وتخليص المناطق المنخفضة، والتغيرات في أسطح المناطق الساحلية، ويمكن للصور البصرية العالية الاستبانة (من السواتل مثل الساتل العالمي فيو أو الطائرة) أن ترسم خرائط متكررة لمواقع السواحل، مما يكشف عن معدلات تآكل لبضعة أمتار في السنة في المحتوى الضعيف ودرجات الحاجز.

تجهيز البيانات وأساليب التحليل المتقدمة

(أ) البيانات الأولية من أجهزة الاستشعار الساتلية هذه - سواء كانت صورة بصرية أو موجة لازرية أو أشعة متداخلة من أجهزة الاستشعار عن بعد - [تجريب] بيانات قابلة للتأثر بالأشعة -] - يمكن أن تُحدّد هذه البيانات [تُستخدم في عمليات التحلل الحراري - 2].

دراسات الحالة: ما استشعار التطهير عن بعد قد استرجع

صحيفة الجليد في غرينلاند

(مُجمّع (آي سيسات-2 ليزر التأشيري (GRACE gravimetry) و(سيتينيل-1) بيانات سرّية (سار) قام العلماء ببناء صورة شاملة لفقدان الجليد في غرينلاند، وفي الفترة ما بين عامي 1992 و2020، فقدت صحيفة الجليد حوالي 900 4 جيغا طن من الجليد، مما رفع مستويات سطح البحر بنحو 13.5 ملليمتراً، وزادت المركبات الرئيسية من تذوب البحيرة في ارتفاعات تساقط

The Antarctic Ice Sheet

وتزداد حدة القارة القطبية الجنوبية: حيث إن صحف الجليد في شرق أنتاركتيكا مستقر إلى حد كبير، بينما ترتفع بسرعة منطقة غرب أنتاركتيكا، ولا سيما سفارة بحر أموندسن، وتظهر الطوابق الرادارية الساتلية من كريوسات-2 وشركة آيسيسات-2 أن ثلج بيين آيلاند غلاسير وثويتس غلاسير قد خففتا بعدة أمتار في السنة.

منطقة هيمالايا وشمالي آسيا

وتوفر غلاسير الهمالايا وكراكرام المياه لما يقرب من بليون شخص، وقد تبين من دراسات الاستشعار عن بعد باستخدام لاندسات والصور الساتلية التجسسية المقلدة من السبعينات أن غلايسيين قد غرقوا بنسبة 15 في المائة على مدى الخمسين سنة الماضية، غير أن الاستجابة هي ظواهر متجانسة: فقدت منطقة كاراكورام مكاسب أو استقرارا جماهيرية طفيفة (المستوى الكاريومي).

التحديات والحدود التي تواجه نظم الاستشعار عن بعد الحالية

وعلى الرغم من التقدم المثير للإعجاب، فإن الاستشعار عن بعد من الجليد والمستوى البحري يواجه عدة عقبات. يمكن أن يحدث القرار في فترات الحد الأقصى من الانبعاثات، حيث لا تحدث إلا كل 10 أيام، مما قد يفوت أحداث سريعة مثل مقياس الجليد أو الفيضانات.