«ماهواره‌ها»؛ چشم‌های بیدار زمین در مقابله با تغییرات اقلیمی

اکتشافات فضایی در حوزه محیط زیست منجر به شناخت تغییر اقلیم به‌عنوان یک تهدید جهانی شده است و ادامه این تحقیقات می‌تواند به افزایش آمادگی کشورهای جهان برای مقابله با این تهدید منجر شود.
در همین راستا موضوع امسال هفته جهانی فضا که از 4 تا 10 اکتبر برگزار می‌شود نیز «فضا و تغییرات اقلیمی» است که هدف آن افزایش آگاهی درباره نقش ماهواره‌ها در پایش تغییرات زیست‌محیطی و کاهش اثرات تغییرات اقلیمی است.
رویدادهای هفته جهانی فضا در سراسر جهان برگزار می‌شوند و برای سال 2024 بیش از 16 هزار برنامه در بیش از 90 کشور برنامه‌ریزی شده است. این فعالیت‌ها شامل کارگاه‌های آموزشی، جلسات تعاملی، میزگردها و پروژه‌های مشترک است.
با پیشرفت صنعت جهانی فضا، انواع ماهواره‌ها داده‌های حیاتی را فراهم می‌کنند که به دانشمندان این امکان را می‌دهند که پدیده‌هایی مانند انتشار گازهای گلخانه‌ای، جنگل‌زدایی و افزایش سطح دریاها و... را بررسی و به طور کلی تغییرات اقلیمی را به‌طور مؤثرتری مشاهده کنند.
یکی از خدمات ماهواره‌ها در شناسایی میزان گرمایش جهانی به واسطه شناسایی گازهای گلخانه‌ای است؛ به‌عنوان مثال، طیف‌سنج ناسا که برای شناسایی متان در مریخ طراحی شده، به تشخیص دقیق‌تر نشت سایر گازهای گلخانه‌ای مضر کمک می‌کند و امکان واکنش سریع‌تر را فراهم می‌سازد.
جنگل‌زدایی و انتشار گازهای آلاینده همچنان یکی از عوامل اصلی تغییرات اقلیمی باقی مانده‌اند. تصاویر ماهواره‌ای به مقامات کمک می‌کنند تا آتش‌سوزی‌های جنگلی را به‌موقع شناسایی و به‌طور مؤثر با آن‌ها مقابله کنند.
افزایش سطح دریاها یکی دیگر از امکاناتی است که ماهواره‌ها فراهم می‌کنند و در طی سال‌های اخیر دیده‌ایم که ناسا همواره در این خصوص به کشورهای دارای پهنه ساحلی، هشدار داده است.
*کدام ماهواره‌ها به رصد تغییر اقلیمی کمک می‌کنند؟
ماهواره‌های مختلفی برای تحقیقات مربوط به تغییرات اقلیمی استفاده می‌شوند که هر یک برای مشاهده و اندازه‌گیری جنبه‌های خاصی از محیط زیست و جو زمین طراحی شده‌اند. این ماهواره‌ها به چند دسته اصلی تقسیم می‌شوند:
ماهواره‌های سنجش از دور (Remote Sensing Satellites): این ماهواره‌ها اطلاعات تصویری و داده‌های طیفی از سطح زمین، جو و اقیانوس‌ها جمع‌آوری می‌کنند. آن‌ها می‌توانند پدیده‌هایی مانند جنگل‌زدایی، تغییرات سطح دریا، ذوب یخ‌ها و گازهای گلخانه‌ای را پایش کنند. مثال‌های برجسته این نوع ماهواره‌ها عبارتند از:
ماهواره‌های Landsat: متعلق به ناسا و USGS، که تغییرات سطح زمین را پایش می‌کنند.
ماهواره‌های Sentinel: متعلق به برنامه کوپرنیک اتحادیه اروپا، که تغییرات اقلیمی در سراسر جهان را بررسی می‌کنند.
ماهواره‌های هواشناسی (Weather Satellites): این ماهواره‌ها داده‌هایی درباره وضعیت جو و آب و هوا جمع‌آوری می‌کنند که برای مدل‌سازی تغییرات اقلیمی استفاده می‌شود. آن‌ها تغییرات دما، الگوهای بارش و رویدادهای شدید آب و هوایی را اندازه‌گیری می‌کنند. ازجمله این ماهواره‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
ماهواره‌های GOES: متعلق به NOAA، که داده‌های آب و هوایی و جوی را فراهم می‌کنند.
ماهواره‌های METEOSAT: متعلق به EUMETSAT، که در ردیابی وضعیت جو و تغییرات آب و هوایی فعالیت دارند.
ماهواره‌های رصد گازهای گلخانه‌ای (Greenhouse Gas Monitoring Satellites): این ماهواره‌ها برای اندازه‌گیری و پایش انتشار گازهای گلخانه‌ای مانند دی‌اکسید کربن و متان طراحی شده‌اند. نمونه‌های این ماهواره‌ها شامل:
ماهواره OCO-2: ناسا برای پایش میزان دی‌اکسید کربن در جو.
ماهواره GOSAT: ژاپن که تمرکز اصلی آن بر اندازه‌گیری انتشار گازهای گلخانه‌ای است.
ماهواره‌های اقیانوس‌شناسی (Ocean Observation Satellites): این ماهواره‌ها برای رصد تغییرات سطح دریا، دمای سطح اقیانوس و میزان یخ‌های قطبی استفاده می‌شوند. از جمله این ماهواره‌ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:
ماهواره‌های Jason: که تغییرات سطح دریا و جریان‌های اقیانوسی را اندازه‌گیری می‌کنند.
ماهواره CryoSat: متعلق به ESA، که تغییرات در قطب‌ها و یخ‌های اقیانوسی را پایش می‌کند.
این ماهواره‌ها به دانشمندان امکان می‌دهند تا با جمع‌آوری داده‌های دقیق از زمین و جو، تغییرات اقلیمی را بهتر درک کرده و مدل‌سازی کنند.
*ماهواره‌ها از چه طریقی تغییرات اقلیمی را پایش می‌کنند؟
ماهواره‌ها از روش‌های متنوعی برای پایش تغییرات اقلیمی استفاده می‌کنند که به دانشمندان امکان می‌دهد جنبه‌های مختلفی از جو، زمین و اقیانوس‌ها را مطالعه و تجزیه و تحلیل کنند. برخی از اصلی‌ترین روش‌هایی که ماهواره‌ها از آن طریق تغییرات اقلیمی را پایش می‌کنند عبارتند از:
1. تصویربرداری چندطیفی (Multispectral Imaging)
ماهواره‌ها از دوربین‌های چندطیفی استفاده می‌کنند که تصاویر زمین را در طول‌موج‌های مختلف نور (مانند نور مرئی، مادون قرمز و فرابنفش) ثبت می‌کنند. این تصاویر به دانشمندان کمک می‌کند تا پدیده‌هایی مانند تغییرات دمای سطح، میزان سبزینگی گیاهان (برای پایش جنگل‌زدایی)، و تغییرات در رطوبت خاک و یخچال‌های طبیعی را بررسی کنند.
2. اندازه‌گیری گازهای گلخانه‌ای (Greenhouse Gas Monitoring)
ماهواره‌های مخصوص پایش گازهای گلخانه‌ای، مانند دی‌اکسید کربن (CO2) و متان (CH4)، با استفاده از طیف‌سنج‌ها و حسگرهای خاص، غلظت این گازها را در جو زمین اندازه‌گیری می‌کنند. این اطلاعات برای ردیابی منابع انتشار این گازها و میزان تغییرات آن‌ها در طول زمان استفاده می‌شود.
3. اندازه‌گیری ارتفاع سطح دریا (Sea Level Monitoring)
ماهواره‌های راداری با ارسال امواج رادار به سطح اقیانوس و دریافت بازتاب آن‌ها، تغییرات در ارتفاع سطح دریا را با دقت میلی‌متری اندازه‌گیری می‌کنند. این داده‌ها برای ردیابی افزایش سطح دریاها و تأثیرات ذوب یخ‌های قطبی استفاده می‌شوند.
4. پایش یخ‌های قطبی و یخچال‌ها (Polar Ice Monitoring)
ماهواره‌ها با استفاده از حسگرهای راداری و تصویربرداری، ضخامت و وسعت یخ‌های قطبی و یخچال‌های طبیعی را ردیابی می‌کنند. این داده‌ها نشان می‌دهند که چگونه تغییرات دما و گرمایش جهانی باعث ذوب شدن یخ‌های قطبی و افزایش سطح دریاها می‌شود.
5. پایش جنگل‌ها و پوشش گیاهی (Forest and Vegetation Monitoring)
ماهواره‌ها با استفاده از داده‌های نوری و مادون قرمز، تغییرات در پوشش گیاهی و جنگل‌ها را ردیابی می‌کنند. این فناوری به شناسایی مناطق دچار جنگل‌زدایی، آتش‌سوزی‌های جنگلی و تغییرات در زیستگاه‌های طبیعی کمک می‌کند. تغییرات در میزان سبزینگی جنگل‌ها می‌تواند نشان‌دهنده جذب یا انتشار دی‌اکسید کربن باشد.
6. پایش دمای سطح زمین (Land Surface Temperature Monitoring)
ماهواره‌ها با استفاده از حسگرهای حرارتی، دمای سطح زمین و اقیانوس‌ها را اندازه‌گیری می‌کنند. این داده‌ها برای مطالعه پدیده‌هایی مانند موج‌های گرمایی، تغییرات دما در اقیانوس‌ها و تغییرات در اقلیم‌های منطقه‌ای استفاده می‌شوند.
7. پایش آب و هوا (Weather and Atmospheric Monitoring)
ماهواره‌های هواشناسی اطلاعات مربوط به وضعیت جوی، مانند دما، رطوبت، ابرها و بادها را جمع‌آوری می‌کنند. این داده‌ها به مدل‌سازی دقیق‌تر تغییرات اقلیمی و پیش‌بینی رویدادهای شدید آب و هوایی مانند طوفان‌ها، بارندگی‌های شدید یا خشک‌سالی‌ها کمک می‌کند.
8. اندازه‌گیری تابش خورشیدی (Solar Radiation Monitoring)
برخی از ماهواره‌ها تابش خورشیدی و انرژی‌ای که از خورشید به زمین می‌رسد را اندازه‌گیری می‌کنند. این داده‌ها برای مطالعه چگونگی تأثیر تغییرات در تابش خورشیدی بر اقلیم زمین و پدیده‌هایی مانند اثر گلخانه‌ای استفاده می‌شود.
این روش‌ها به ماهواره‌ها امکان می‌دهد تا به طور مداوم و با دقت بالایی داده‌های مرتبط با تغییرات اقلیمی را جمع‌آوری کرده و به دانشمندان در تحلیل روندهای بلندمدت و توسعه استراتژی‌های مقابله با تغییرات اقلیمی کمک کنند.