تضاريس المياه السطحية والمحيطات

📅 آخر تحديث: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٩ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة

مهمة قياس تضاريس المياه السطحية والمحيطات ( SWOT ) هي عبارة عن مقياس ارتفاع فضائي تم تطويره وتشغيله بشكل مشترك من قبل وكالة ناسا والمركز الوطني للدراسات الفضائية (CNES )، وكالة الفضاء الفرنسية، بالشراكة مع وكالة الفضاء الكندية (CSA) ووكالة الفضاء البريطانية (UKSA). [ 4 ] تهدف المهمة إلى إجراء أول مسح عالمي للمياه السطحية للأرض، ومراقبة أدق تفاصيل تضاريس سطح المحيط ، وقياس كيفية تغير المسطحات المائية السطحية الأرضية بمرور الوقت.

بينما وفرت مهمات الأقمار الصناعية السابقة، مثل سلسلة أجهزة قياس الارتفاع Jason ( TOPEX/Poseidon ، Jason-1 ، Jason-2 ، Jason-3 )، بيانات عن تغيرات منسوب سطح مياه الأنهار والبحيرات في مواقع محددة، سيقدم مشروع SWOT أولى الملاحظات العالمية الحقيقية لتغيرات منسوب المياه ، وانحدارات المجاري المائية ، وامتداد الفيضانات في الأنهار والبحيرات والسهول الفيضية. وفي محيطات العالم، سيرصد SWOT دوران المحيطات على نطاقات غير مسبوقة تتراوح بين 15 و25 كيلومترًا (9.3-15.5 ميلًا) ، أي بدقة أعلى بعشر مرات تقريبًا من الأقمار الصناعية الحالية. ويتم ذلك باستخدام تقنية قياس التداخل الراداري ذي الفتحة التركيبية. [ 5 ] وبفضل استخدام تقنية قياس الارتفاع واسعة النطاق، سيرصد SWOT محيطات العالم ومسطحات المياه العذبة بشكل شبه كامل من خلال قياسات ارتفاع متكررة وعالية الدقة، مما يسمح برصد التغيرات.  

سياق

يستند مشروع SWOT إلى شراكة طويلة الأمد بين وكالة ناسا والمركز الوطني للدراسات الفضائية (CNES) لقياس سطح المحيط باستخدام قياس الارتفاع بالرادار. بدأت هذه الشراكة مع مهمة TOPEX/Poseidon (التي أُطلقت عام 1992) واستمرت مع سلسلة Jason. يجمع مشروع SWOT بين مجتمعي علم المياه وعلم المحيطات، وسيوسع نطاق رصد تضاريس سطح المحيط بدقة عالية ليشمل المناطق الساحلية ومصبات الأنهار.

الأهداف العلمية

تتمثل الأهداف العلمية للمهمة فيما يلي:

  • قم بتوفير ارتفاعات سطح البحر وارتفاعات المياه الأرضية على امتداد 120 كم (75 ميل) مع فجوة ± 10 كم (6.2 ميل) عند مسار النظير .    
  • في أعماق المحيطات، يجب توفير ارتفاعات سطح البحر داخل كل مسار مع وضع علامة كل 2 كم × 2 كم (1.2 ميل × 1.2 ميل) ، وبدقة لا تتجاوز 2.7 سم (1.1 بوصة) عند 1 كم × 1 كم (0.62 ميل × 0.62 ميل) ، أو 1.35 سم (0.53 بوصة) عند 2 كم × 2 كم (1.2 ميل × 1.2 ميل) عند حساب المتوسط ​​على المنطقة.                      
  • على اليابسة، يتم تنزيل البيانات الأولية لمعالجتها على الأرض، وإنشاء قناع مائي قادر على تحديد الأنهار بعرض 100 متر (330 قدمًا) والبحيرات والخزانات بأبعاد 250 مترًا × 250 مترًا (820 قدمًا × 820 قدمًا) . [ 6 ] ويرتبط بهذا القناع ارتفاعات مستوى المياه بدقة 10 سم (3.9 بوصة) للمسطحات المائية التي تتجاوز مساحتها السطحية غير المغطاة بالنباتات كيلومترًا مربعًا واحدًا ( 0.39 ميلًا مربعًا ) . وتبلغ دقة الميل 1.7 سم/كم (1.1 بوصة/ميل) على مسافة تدفق قصوى تبلغ 10 كم (6.2 ميل) . [ 7 ]                 
  • سيحلق القمر الصناعي فوق الأرض من خط عرض 78 درجة جنوباً إلى خط عرض 78 درجة شمالاً، ليغطي ما لا يقل عن 86% من الكرة الأرضية.

يمتد مدار المركبة الفضائية SWOT من خط عرض 78° جنوبًا إلى خط عرض 78° شمالًا، ليغطي ما لا يقل عن 86% من سطح الأرض خلال مهمتها التي تستغرق ثلاث سنوات. وتعود SWOT إلى المسار نفسه حول الأرض كل 21 يومًا في 292 مدارًا فريدًا. [ 8 ] [ 9 ]

التطبيقات

تم تصميم SWOT لدراسة ومراقبة المياه الداخلية والمحيطات، مثل: [ 10 ]

إدارة قضايا تقاسم المياه

غالباً ما يتسبب تقاسم مياه الأنهار في حدوث احتكاكات بين الدول المتجاورة، لا سيما في غياب تقنية مشتركة للتحقق. سيوفر مشروع SWOT معلومات عالمية كمدخلات لأنظمة رصد أحواض الأنهار العابرة للحدود، بما في ذلك قياسات التغيرات في مخزون المياه في الخزانات وتقديرات تصريف الأنهار.

توقعات أكثر دقة للطقس والمناخ

ستُمكّن تقنية تحليل نقاط القوة والضعف والفرص والتهديدات (SWOT) من التنبؤ بالطقس والمناخ بدقة أكبر، لا سيما على المستوى الموسمي. وتعتمد جودة التنبؤات الجوية والمناخية بشكل كبير على النمذجة العددية التي تستخدم حالة سطح المحيط والظروف الهيدرولوجية لأحواض التصريف في شروطها الأولية والحدودية.

إدارة المياه العذبة للاستهلاك الحضري والصناعي والزراعي

يُعدّ الإلمام الدقيق بمصادر المياه المتاحة عاملاً أساسياً في عملية صنع القرار لدى المنظمات المعنية بتوزيع المياه لتلبية الاحتياجات الزراعية والحضرية والصناعية. وستساهم بيانات تحليل نقاط القوة والضعف والفرص والتهديدات (SWOT) على المستوى العالمي من خلال تزويد شركات خدمات وتوزيع المياه بمعلومات حول الخزانات الرئيسية وأكبر الأنهار ومناطق تجميع المياه، مما يمكّنها من التخطيط لإدارة مخزون المياه على المدى البعيد.

تحسين نمذجة الفيضانات

تُعدّ الفيضانات، سواءً أكانت ناجمة عن فيضان الأنهار أو في المناطق الساحلية، من بين أكثر الكوارث الطبيعية تكلفةً. ستُمكّن بيانات قياس الارتفاعات من مهمة SWOT من قياس الشكل ثلاثي الأبعاد لموجات الفيضان، وتتبّع مستويات مياه الفيضان، وتحسين قياسات التفاصيل الطبوغرافية المحلية في السهول الفيضية. كل ذلك سيُحسّن من قدرات التنبؤ بالفيضانات المستقبلية.

ديناميكيات المحيطات الساحلية

تُعدّ ديناميكيات المحيطات الساحلية ذات أهمية بالغة للعديد من التطبيقات المجتمعية. فهي تتميز بنطاق مكاني وزمني أصغر من ديناميكيات المحيط المفتوح، ما يستلزم رصدًا أدقّ. سيوفر مشروع SWOT بيانات رصد عالمية عالية الدقة في المناطق الساحلية لمراقبة التيارات الساحلية وارتفاع الأمواج الناتج عن العواصف. ورغم أن SWOT غير مصمم لرصد التغيرات الزمنية السريعة للعمليات الساحلية، إلا أن نطاق تغطيته سيمكننا من تحديد البنية المكانية لديناميكياتها عند حدوثها ضمن هذا النطاق.

الحد من المخاطر البيئية والمساهمة في صنع السياسات العامة

على نطاق أوسع، يُعزز مشروع SWOT الرصد العالمي لتخزين المياه وتدفقاتها، موفراً بيانات فريدة لتوضيح فيزياء ديناميكيات المحيطات ودورة المياه الأرضية. لهذه البيانات تطبيقات عملية في مجالات متعددة، بدءاً من التخفيف من آثار الكوارث - مثل التنبؤ بالفيضانات والأعاصير - وصولاً إلى إدارة الموارد الزراعية والطاقة والصحة العامة.

حمولة المستشعر

مخطط جمع بيانات تحليل نقاط القوة والضعف والفرص والتهديدات (SWOT)
مخطط جمع بيانات تحليل نقاط القوة والضعف والفرص والتهديدات (SWOT)

الجهاز الرئيسي في مركبة SWOT هو مقياس التداخل الراداري ذو النطاق Ka ( KaRIn )، والذي يستخدم تقنية الرادار ذي الفتحة التركيبية (SAR)، وخاصةً قياس التداخل الراداري ذي الفتحة التركيبية . [ 11 ] ولأن مركبة SWOT تعمل بأطوال موجية قصيرة نسبيًا في نطاق Ka ، تتراوح بين 11 و7 ملم (27-43 جيجاهرتز) - مقارنةً بسلسلة Jason ذات النطاق Ku ، التي تتراوح بين 25 و17 ملم (12-18 جيجاهرتز) - وبزوايا سقوط قريبة من السمت (<5 درجات)، فقد صُممت لتكون مناسبة بشكل فريد لقياس ارتفاعات سطح الماء وامتدادات الفيضانات.    

سيحمل القمر الصناعي هوائيي رادار على طرفي صاري بطول 10 أمتار (33 قدمًا) ، مما يسمح له بقياس ارتفاع سطح الأرض على امتداد 120 كيلومترًا (75 ميلًا) . يُعد نظام الرادار الجديد أصغر حجمًا من النظام الذي استُخدم في مهمة ناسا لرصد تضاريس الرادار على متن مكوك الفضاء (SRTM)، ولكنه مشابه له، والذي أجرى قياسات عالية الدقة لسطح الأرض في عام 2000. [ 12 ]    

سيتم أيضاً استخدام مقياس ارتفاع راداري تقليدي لقياس الارتفاع أسفل القمر الصناعي مباشرةً، كما تم في مهمات توبكس/بوسيدون ، وسلسلة جيسون ، وسارال . وهو مقياس ارتفاع من فئة جيسون. [ 13 ]

تاريخ

تركيب حمولة SWOT على منصة قمر صناعي مصنوعة في مركز تاليس ألينيا الفضائي في كان

طُوِّرَتْ مركبة SWOT الفضائية من قِبَل فريق دولي من علماء الهيدرولوجيا وعلماء المحيطات بهدف توفير فهم أفضل لمحيطات العالم ومياهه السطحية. [ 14 ] ستمنح هذه المركبة العلماء أول رؤية شاملة لمسطحات المياه العذبة على الأرض من الفضاء، وقياسات أكثر تفصيلًا لسطح المحيط من أي وقت مضى. [ 15 ] بحلول عام 2019، كان العمل جاريًا على قدم وساق في بناء معدات المهمة، وكانت الخوارزميات اللازمة لإنتاج بيانات الهيدرولوجيا وعلم المحيطات في مراحلها النهائية من التطوير، كما كانت طرق المعايرة والتحقق والأنشطة اللاحقة للإطلاق قيد الإعداد. أُطلِقَت المركبة الفضائية على متن صاروخ فالكون 9 التابع لشركة سبيس إكس في 16 ديسمبر 2022. [ 3 ]

تم تركيب الحمولة التي صنعها مختبر الدفع النفاث (JPL) في 11 أغسطس 2021 في مركز تاليس ألينيا الفضائي في كان ، فرنسا .

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ "تحليل SWOT (تضاريس سطح الماء والمحيط)" . eoPortal.org . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 أغسطس 2024 .
  2. 1 2 3 "تحليل SWOT: حقائق سريعة" . jpl.nasa.gov . ناسا / مختبر الدفع النفاث . تم الاطلاع عليه بتاريخ 26 أغسطس 2024 .
  3. ١ ٢ "تغطية مباشرة: شركة سبيس إكس جاهزة لإطلاق قمر صناعي بيئي أمريكي فرنسي" . spaceflightnow.com . ١٦ ديسمبر ٢٠٢٢. تم الاطلاع عليه بتاريخ ١٦ ديسمبر ٢٠٢٢ .
  4. ↑ باينز، نافديب (7 مارس 2016). "تقرير 2016-2017 عن الخطط والأولويات" . وكالة الفضاء الكندية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 ديسمبر 2022 .
  5. ↑ رودريغيز، إرنستو؛ فرنانديز، دانيال إستيبان؛ بيرال، إيفا؛ تشين، كورتيس دبليو؛ دي بليسر، جان ويليم؛ ويليامز، برنت (15 سبتمبر 2017). "قياس الارتفاع واسع النطاق: مراجعة" . في: ستامر، ديتليف؛ كازيناف، آني (محرران). قياس الارتفاع بالأقمار الصناعية فوق المحيطات والأسطح الأرضية . مطبعة سي آر سي . doi : 10.1201/9781315151779 . ISBN 978-1-315-15177-9.
  6. ^ فيورتوفت، روجر. كالاهان، فيل؛ رودريجيز، إرنستو؛ ديروش ، داميان (21 يوليو 2013). "معالجة بيانات KaRIn/SWOT" . جذر . تم الاسترجاع في 2 نوفمبر 2022 .
  7. ↑ بيانكاماريا، سيلفان؛ ليتنماير، دينيس ب .؛ بافيلسكي، تاملين م. (1 مارس 2016). "مهمة SWOT وقدراتها في مجال هيدرولوجيا الأراضي" (ملف PDF) . مسوحات في الجيوفيزياء . 37 (2): 307-337 . Bibcode : 2016SGeo...37..307B . doi : 10.1007/s10712-015-9346-y . ISSN 0169-3298 . S2CID 130786322 .  
  8. ↑ حمود زاده، علي رضا؛ رافانيلي، روبرتا؛ كريسبى، ماتيا (31 مارس 2024). "منتج SWOT المستوى 2 للبحيرات أحادية المرور: التحليل الأولي لبيانات L2_HR_LakeSP لرصد مستوى المياه" . الاستشعار عن بعد . 16 (7): 1244. doi : 10.3390/rs16071244 . hdl : 11573/1721645 . ISSN 2072-4292 . 
  9. ↑ "مُصوِّر المسح | المهمة" . تحليل نقاط القوة والضعف والفرص والتهديدات لوكالة ناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 15 يناير 2023 .
  10. ^ فو، لي لوينج؛ بافلسكي، تاملين؛ كريتو، جان فرانسوا؛ الغد، روزماري. فارار، ج. توماس؛ فاز، باراج؛ سينجينيس، بيير؛ فينوغرادوفا-شيفر، نادية؛ سيلفستر بارون، أنيك؛ بيكو، نيكولاس؛ ديبربور ، جيرالد (28 فبراير 2024). "مهمة تضاريس المياه السطحية والمحيطات: طفرة في الاستشعار عن بعد بالرادار للمحيطات والمياه السطحية لليابسة" . رسائل البحوث الجيوفيزيائية . 51 (4). دوى : 10.1029/2023GL107652 . ISSN 0094-8276 . 
  11. ↑ "تحليل SWOT: التكنولوجيا" . swot.jpl.nasa.gov . مؤرشف من الأصل بتاريخ 24 يوليو 2009. تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 أبريل 2017 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  12. ↑ "مهمة ناسا لرسم تضاريس الرادار على متن مكوك الفضاء" . www2.jpl.nasa.gov . تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 ديسمبر 2022 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  13. ↑ "أنظمة الطيران | المهمة - تحليل نقاط القوة والضعف والفرص والتهديدات لوكالة ناسا" . تم الاطلاع عليه في 1 نوفمبر 2023 .
  14. ↑ "تحليل نقاط القوة والضعف والفرص والتهديدات العلمية" . swot.jpl.nasa.gov . مؤرشف من الأصل بتاريخ 18 يونيو 2019. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 ديسمبر 2022 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .
  15. ↑ "مهمة قياس تضاريس المياه السطحية والمحيطات" . swot.jpl.nasa.gov . مؤرشف من الأصل بتاريخ 23 يونيو 2018. تم الاطلاع عليه بتاريخ 18 ديسمبر 2022 .المجال العامتتضمن هذه المقالة نصًا من هذا المصدر، وهو متاح للعموم .