فلوكس نت

الموسوعة الحرة
شعار فلوكسنت

FLUXNET هي شبكة عالمية من أبراج الرصد الجوي الدقيق، تستخدم أساليب التباين الدوامي لقياس تبادل ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء والطاقة بين الغلاف الحيوي والغلاف الجوي . FLUXNET عبارة عن "شبكة عالمية من الشبكات الإقليمية" توفر بنية تحتية لجمع البيانات وأرشفتها وتوزيعها على المجتمع العلمي. أحدث منتجات بيانات FLUXNET، FLUXNET2015 ، مُستضافة في مختبر لورانس بيركلي الوطني (الولايات المتحدة الأمريكية) ومتاحة للتحميل العام. يوجد حاليًا أكثر من 1000 موقع لقياس التدفقات، سواءً كانت نشطة أو تاريخية.

يعمل مشروع FLUXNET على ضمان معايرة شبكات التدفق المختلفة لتسهيل المقارنة بين المواقع، ويوفر منصة لتبادل المعرفة والبيانات بين العلماء. [ 1 ] كما يجمع الباحثون بيانات عن الغطاء النباتي للمواقع ، والتربة ، وتدفقات الغازات النزرة، والهيدرولوجيا، والخصائص المناخية في مواقع الأبراج.

التاريخ والخلفية

بدأ مشروع FLUXNET عام 1997، وتطور من بضعة مواقع في أمريكا الشمالية وأوروبا إلى أكثر من 260 موقعًا مسجلاً حول العالم. يتألف FLUXNET اليوم من شبكات إقليمية في أمريكا الشمالية (AmeriFlux، وFluxnet-Canada، وNEON)، وأمريكا الجنوبية (LBA)، وأوروبا (CarboEuroFlux، وICOS)، وأستراليا (OzFlux)، وآسيا (China Flux، وAsia Flux)، وأفريقيا (AfriFlux). تُجرى قياسات تدفقات التباين الدوامي في كل موقع من مواقع الأبراج كل 30 دقيقة، وتُدمج البيانات على فترات زمنية يومية وشهرية وسنوية. ويتراوح النطاق المكاني للبصمة في كل موقع من مواقع الأبراج بين 200 متر وكيلومتر واحد.

يتمثل الهدف الرئيسي لشبكة FLUXNET وشركائها الإقليميين في توفير بيانات تُستخدم للتحقق من صحة تدفقات الكربون الأرضية المستمدة من أجهزة الاستشعار على متن أقمار ناسا الصناعية، مثل TERRA و AQUA، ومن النماذج البيوجيوكيميائية. ولتحقيق هذا الهدف، تطورت أهداف وأولويات FLUXNET مع نمو الشبكة وتطورها. في المراحل الأولى من FLUXNET، انصبّ تركيز أبحاثنا على تطوير منتجات ذات قيمة مضافة، مثل مجموعات البيانات المُكمّلة لإنتاجية النظام البيئي الصافية ( NEP)، والتبخر، وتبادل الطاقة، والأرصاد الجوية. وكانت مبررات هذا المسعى هي: 1) حساب المجاميع اليومية والشهرية والسنوية لتبادل الكربون والماء والطاقة الصافي؛ و2) إنتاج مجموعات بيانات متواصلة لتنفيذ واختبار مجموعة متنوعة من النماذج البيوجيوكيميائية/البيوفيزيائية/الديناميكية للنظام البيئي، وخوارزميات الاستشعار عن بُعد القائمة على الأقمار الصناعية.  

خلال المرحلة الثانية من مشروع FLUXNET، انصبّت الأولوية البحثية على تحليل قياسات صافي تبادل ثاني أكسيد الكربون (NEE) إلى تدفقات مُكوّنة، مثل الإنتاجية الأولية الإجمالية (GPP) وتنفس النظام البيئي (R eco) . تُعدّ هذه الخطوة ضرورية لكي يكون مشروع FLUXNET أداةً فعّالة للتحقق من صحة تقديرات تبادل الكربون الأرضي المستندة إلى بيانات MODIS؛ إذ لا تستطيع الخوارزميات التي تعمل بواسطة أجهزة الاستشعار عن بُعد الفضائية تقييم صافي تبادل ثاني أكسيد الكربون (NEE) بشكل مباشر، بل تحسب الإنتاجية الأولية الإجمالية ( GPP) أو الإنتاجية الأولية الصافية (NPP ). في السنوات اللاحقة، استخدم علماء مشروع FLUXNET مجموعات بيانات مُكوّنات التدفق ( GPP، R eco ) لتقييم كيفية تغيّر عملية التمثيل الضوئي في الغطاء النباتي وتنفس النظام البيئي تبعًا لـ: 1) الموسم؛ 2) النوع الوظيفي للنبات؛ 3) العوامل البيئية المؤثرة.

رغم أن هذه الدراسات الأولية قد أسهمت بشكل كبير في فهم فسيولوجيا النظم البيئية بأكملها، إلا أنها لا تمثل سوى خطوة أولى نحو التطور المستقبلي لشبكة FLUXNET وزيادة إنتاجيتها. فعلى سبيل المثال، أُجريت غالبية الأعمال المبكرة باستخدام مجموعة فرعية من المواقع الميدانية، والتي كانت منحازة بشكل كبير نحو الغابات الصنوبرية والمتساقطة الأوراق. ومع استمرار نمو الشبكة وامتداد مدتها، لا تزال هناك العديد من الفرص الجديدة التي ينبغي استكشافها فيما يتعلق بالجوانب المكانية والزمانية لتبادل ثاني أكسيد الكربون. أولًا، توسعت شبكة FLUXNET لتشمل تمثيلًا أوسع لأنواع الغطاء النباتي والمناخات. وتضم الشبكة الآن العديد من مواقع الأبراج فوق الغابات الاستوائية والألبية، والسافانا، والشبارال، والتندرا، والمراعي، والأراضي الرطبة، ومجموعة متنوعة من المحاصيل الزراعية. ثانيًا، اتسع نطاق العديد من الدراسات التي أُجريت على الغابات المتساقطة الأوراق والصنوبرية. وتُجري العديد من المجموعات البحثية المساهمة دراسات التسلسل الزمني المرتبطة بالاضطرابات الناجمة عن الحرائق وقطع الأشجار. من خلال هذا العمل، يتوصل العلماء إلى ضرورة دمج معلومات الاضطرابات في نماذج تعتمد على العوامل المناخية وأنواع النباتات الوظيفية، وذلك لتوسيع نطاق قياس تدفقات الغازات المنبعثة من الأبراج لتشمل المناظر الطبيعية والمناطق، مما يضيف مستوى آخر من التعقيد. ثالثًا، تتعاون شبكة FLUXNET مع مجموعات أخرى تقيس التغيرات في دورة حياة النباتات باستخدام شبكات من الكاميرات الرقمية، وقياس رطوبة التربة، وتدفقات غاز الميثان.

اليوم، ومع وجود العديد من مجموعات البيانات التي تمتد لأكثر من عقدين، فإن لدى FLUXNET الفرصة لتوفير البيانات اللازمة لتقييم تأثيرات عوامل المناخ والنظام البيئي على التغيرات والاتجاهات السنوية لتدفقات ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء.

كما كان لتبادل البيانات دور فعال في تطوير التقنيات التي تستخدم أساليب التعلم الآلي وتجمع بين تدفقات البيانات من FLUXNET والاستشعار عن بعد ومنتجات البيانات الشبكية لإنتاج خرائط لتدفقات الكربون والمياه.

مراجع

  1. ↑ بالدوتشي، دينيس؛ فالج، إيفا؛ غو، ليانهونغ؛ أولسون، ريتشارد؛ هولينجر، ديفيد؛ رانينغ، ستيف؛ أنثوني، بيتر؛ بيرنهوفر، تش؛ ديفيس، كينيث؛ إيفانز، روبرت؛ فوينتيس، خوسيه؛ غولدشتاين، ألين؛ كاتول، غابرييل؛ لو، بيفرلي؛ لي، شوهوي؛ مالهي، يادفيندر ؛ مايرز، تيلدن؛ مونغر، ويليام؛ أوشيل، والت؛ باو، كي تي؛ بيلغارد، كيم؛ شميد، إتش بي؛ فالنتيني، ريكاردو؛ فيرما، شاشي؛ فيسالا، تيمو؛ ويلسون، كيل؛ ووفسي، ستيف (2001). "FLUXNET: أداة جديدة لدراسة التباين الزمني والمكاني لكثافة تدفق ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء والطاقة على مستوى النظام البيئي" . نشرة الجمعية الأمريكية للأرصاد الجوية . 82 (11): 2415– 2434. Bibcode : 2001BAMS...82.2415B . doi : 10.1175/1520-0477(2001)082 < 2415 :FANTTS > 2.3.CO ; 2. ISSN 0003-0007 . أيقونة الوصول المفتوح

للمزيد من القراءة

  • بالدوتشي، د.د. (2008). ""تنفس" الغلاف الحيوي الأرضي: دروس مستفادة من شبكة عالمية لأنظمة قياس تدفق ثاني أكسيد الكربون". المجلة الأسترالية لعلم النبات . 56 : 1-26 . doi : 10.1071/bt07151 .
  • Pastorello, G., D. Papale, H. Chu, C. Trotta, D. Agarwal, EC Canfora, D. Baldocchi, and M. Torn (2016), The FLUXNET2015 Dataset: The longest record of global carbon, water, and energy flows is updated, Eos Trans. AGU.
  • Pastorello, G., et al. (2020), The FLUXNET2015 dataset and the ONEFlux processing pipeline for eddy covariance data, Scientific Data, 7(1), 225, doi:10.1038/s41597-020-0534-3.

مواقع FLUXNET الإقليمية