أنهار كوكبنا مثل شرايين كوكبنا. إنها منسوجة في جميع أنحاء العالم في شبكات معقدة، حيث تنقل المياه العذبة التي تحافظ على الحياة في جميع أنحاء العالم. الأنهار ليست مجرد شريان الحياة الخاص بنا، حيث تزودنا بمياه الشرب التي نحتاجها للبقاء على قيد الحياة، ولكن احتياطياتها من المياه العذبة هي أيضًا شريان الحياة الأساسي لـ 10 بالمائة من جميع الحيوانات المعروفة ونصف جميع أنواع الأسماك المعروفة، مما يساعد في الحفاظ على النظم البيئية الصحية والمتنوعة. . إنها باختصار أكثر مخازن المياه العذبة لدينا تجددًا وسهولة في الوصول إليها وبالتالي استدامة.
ومع ذلك، فإن فهم البشر محدود بشكل مدهش لكمية المياه التي تحتفظ بها أنهار الأرض ومدى سرعة تحرك المياه – وهما سمتان أساسيتان لإدارة موارد المياه العذبة الثمينة على كوكبنا.
سيدريك ديفيد، عالم في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا (JPL) في كاليفورنيا يشبه الوضع بإنفاق الأموال من حساب جاري دون معرفة الرصيد.
متعلق ب: يقوم القمر الصناعي SWOT التابع لناسا برسم خرائط لجميع مياه الأرض تقريبًا (فيديو)
وقال لموقع Space.com: “يبدو الأمر كما لو كانت لدينا فكرة عن مقدار ما نجنيه ومقدار ما ننفقه، لكننا لم نكن نعرف مقدار المبلغ الموجود في الحساب”.
تشير الكثير من المؤلفات الحالية المتعلقة بالأنهار إلى تقديرات عمرها 50 عامًا قدمتها الأكاديمية الروسية للعلوم، والتي تم توضيحها في تقرير عام 1974 المنشور باللغة الروسية والذي تمت ترجمته لاحقًا إلى الإنجليزية في عام 1978. ومن المحتمل أن يكون هذا بسبب صعوبة جمع التقديرات المحدثة. خاصة عندما يتعلق الأمر بالأنهار البعيدة عن التجمعات البشرية. حتى الأقمار الصناعية ولا يمكن ملاحظة كمية المياه التي تتدفق إلى بعض الأنهار من اليابسة، وهو ما يعرف بالجريان السطحي، وهو الماء الناتج عن مخلفات الأمطار على سطح الكوكب والتي تتجاوز قدرة الأرض على الاستيعاب. ثم تتدفق المياه الفائضة إلى المسطحات المائية القريبة، بما في ذلك الأنهار.
من الصعب أيضًا تحديد سرعات الأنهار استنادًا إلى معادلات “خلفية الغلاف” التقليدية التي تعتمد على قياسات في الموقع منذ 50 عامًا، كما قال ديفيد لموقع Space.com. في أواخر أبريل، ديفيد وفريق من ناسا شرع الباحثون في السعي لتقديم أفضل التقديرات حتى الآن حول كمية المياه التي تتدفق عبر أنهار الأرض، ومعدلات تدفقها إلى المحيطات، ومدى تغير كلا الرقمين على مر الزمن. وقت.
قال ديفيد: “لقد أصبحنا قادرين على إعادة النظر في بعض الأرقام القديمة الجيدة باستخدام بعض الحيل التي لم نكن نعلم حتى أنها ممكنة”. “لقد فعلنا ما في وسعنا لإصلاح كل ما في وسعنا بناءً على الملاحظات المحدودة التي لدينا.”
وباستخدام بيانات الأقمار الصناعية السابقة لنمذجة مستويات الجريان السطحي المرتبطة بالأنهار على الخريطة، وجد الباحثون أنه في الفترة من 1980 إلى 2009، كان إجمالي حجم المياه في أنهار الأرض 539 ميلًا مكعبًا (2246 كيلومترًا مكعبًا) في المتوسط، وهو ما يعادل حوالي النصف. من حجم مياه بحيرة ميشيغان. ويشتمل حوض نهر الأمازون، الذي يمتد من جبال الأنديز في بيرو إلى الساحل الأطلسي في البرازيل، على 38 في المائة من إجمالي مياه الأرض، وفقا لتقرير الأمم المتحدة. يذاكر، والذي تم نشره الشهر الماضي في مجلة Nature Geoscience. ويصب نفس الحوض أيضًا معظم المياه في المحيط – حوالي 1629 ميلًا مكعبًا (6789 كيلومترًا مكعبًا) سنويًا، أو 18% من إجمالي التصريف إلى المحيط في جميع أنحاء العالم.
وقال ديفيد: “كنت آمل أن أثبت لنفسي أن هناك مياه نهرية أكثر بكثير مما كنا نعتقد”. “اتضح أن هذا ليس ما حصلنا عليه – هذا أمر مثير للقلق بعض الشيء.”
وتتكون مجموعة البيانات الجديدة، التي تغطي 30% من الكوكب، من قياسات في الموقع ونماذج حاسوبية تمثل ما يقرب من 3 ملايين جزء من الأنهار في جميع أنحاء العالم. كما أنه يسلط الضوء على الأنهار التي استنفدت بسبب الإفراط في استخدامها من قبل البشر. تغير المناخومن المرجح أن تؤثر مشاريع الري وغيرها من إجراءات تعديل المناظر الطبيعية على إمدادات المياه في أنهار متعددة، بما في ذلك حوض نهر كولورادو في الولايات المتحدة، وحوض الأمازون في أمريكا الجنوبية، وحوض موراي دارلينج في أستراليا، وحوض نهر أورانج في جنوب أفريقيا. .
وقال ديفيد: “نحن نحاول تقديم البيانات للأشخاص لاتخاذ قرارات ذكية وبدء بعض المحادثات”. وللمساعدة في تحقيق هذا الهدف، فإن مجموعة البيانات الجديدة والدراسة متاحة للوصول المفتوح، مما يعني أنها مجانية لأي شخص لقراءتها عبر الإنترنت. وأضاف: “نأمل أن يحدث هذا فرقًا بسيطًا”.
كما أشار إلى قيمة العلم المفتوح في مساعدة البحث العلمي المثير للاهتمام ككل.
بدأ العمل الذي نتج عنه البحث الجديد في أوائل عام 2022، عندما عثرت إليسا كولينز، المؤلفة الرئيسية للدراسة، على كود متاح للجمهور لنموذج المناخ الذي شاركه ديفيد عبر الإنترنت. بعد بضعة أشهر من تعديل الكود، تواصل كولينز، وهو الآن طالب دكتوراه في جامعة ولاية كارولينا الشمالية في رالي، مع ديفيد ببعض الأفكار، وهو جهد مغامر أدى إلى تدريب لمدة ستة أشهر تحت إشراف ديفيد في موقع مختبر الدفع النفاث. في باسادينا، كاليفورنيا. “هذه مجرد واحدة من قصص النجاح العديدة [of open science] قال ديفيد: “إذا أعطيت أشياء مجانًا، فستحدث بعض الأشياء الرائعة. من المهم جدًا أن نتعلم من بعضنا البعض، وأن نتشارك، وأن نقوم بإدراج كل من يهتم بالعلم الذي نقوم به.”
في السنوات المقبلة، يخطط الباحثون لمقارنة أحدث تقديراتهم، التي تعتمد على نماذج الكمبيوتر، مع بيانات الأقمار الصناعية القادمة من مهمة المياه السطحية وطبوغرافيا المحيطات التابعة لناسا، أو SWOT، لتحسين تقديرات البصمة البشرية على دورة المياه على كوكبنا.
وقال ديفيد عن بيانات SWOT: “يمكنك التفكير في الأمر كصور كاميرا، لكنها تخبرك فقط بارتفاع الماء”. ويساعد القمر الصناعي، الذي يقوم برسم خرائط لارتفاعات المسطحات المائية على الأرض منذ ديسمبر 2022، العلماء على حساب التغيرات في ارتفاع النهر، والتي يقدرون من خلالها كمية المياه الموجودة والمصرفة. وفي الشهر الماضي، التقط القمر الصناعي صورا على عمق بحيرة ضحلة مؤقتة والتي نمت لعدة أسابيع في الجزء السفلي من منتزه وادي الموت الوطني، الذي يمتد على حدود كاليفورنيا ونيفادا وهو المكان الأكثر سخونة على الإطلاق. أرض. وتمتد البحيرة التي يبلغ عمقها قدمًا (0.3 متر)، والتي يطلق عليها اسم بحيرة مانلي، على مساحة أكبر مما هو متوقع لمثل هذا المسطح المائي بسبب الرياح القوية، مما يسمح لـ SWOT بدراسة الأحداث في منطقة بدون تواجد دائم ومخصص. الادوات.
تظهر النتائج المبكرة الأخرى أن بيانات SWOT لارتفاع الماء يمكنها أيضًا سد الثغرات في الأدبيات حول الظروف المتطورة أثناء وبعد الفيضانات، والتي عادةً ما لا تتمكن الأقمار الصناعية التي عادةً ما تصور المناطق المغمورة بالمياه من التقاطها وتحسينها توقعات الفيضانات.
قصص ذات الصلة:
– القمر الصناعي SWOT الجديد التابع لناسا لدراسة مياه الأرض من الفضاء في “تغيير قواعد اللعبة” لفهم تغير المناخ
– شاهد القمر الصناعي SWOT التابع لناسا وهو يتكشف في الفضاء لرسم خريطة للمياه على الأرض في فيديو مذهل
– عاد القمر الصناعي لتغير المناخ التابع لناسا إلى العمل بعد إغلاق الأجهزة
بالإضافة إلى SWOT، انتهى 30 قمرا صناعيا لناسا يسجل حاليًا بيانات سطح الأرض والجليد والمحيطات والغلاف الجوي. إنهم هناك كجزء من جهد بدأته الوكالة في الثمانينيات، وهو جهد مخصص لجمع البيانات اللازمة لفهم الطقس والتنبؤ به، بالطبع، ولكن أيضًا لمراقبة الأعاصير والفيضانات وحرائق الغابات والتغيرات المدمرة الأخرى التي تطرأ على كوكب الأرض. المناخ الذي يتفاقم بسبب الأنشطة البشرية مثل حرق الفحم. تقدم لنا هذه الأقمار الصناعية رؤية للأرض بمقاييس لا يمكن تحقيقها على الأرض، وتساعد العلماء على مراقبة الأرض الحيوانات المعرضة لفقدان الموائل، بحث عن علامات الانفجارات البركانية المحتملة، فك تشفير تغير كيمياء المياه الساحلية وتتبع معدلات انخفاض الجليد البحري.
وقال ديفيد لموقع Space.com: “إن مقدار ما نقوم به من علوم الأرض في وكالة ناسا لا يحظى بالتقدير نسبيًا”. وقال إن نصف العلوم التي يتم إجراؤها في مختبر الدفع النفاث هي في الواقع علوم الأرض.
“ليس لدينا كوكب ب، فهذا هو كوكبنا لفترة طويلة.”