کاربرد ژئودزی ماهواره‌ای در پایش تغییرات اقلیمی و محیطی
طی روزهای جاری، رسانه‌های دنیا در حال پوشش خبری برگزاری بیست‌و‌ششمین اجلاس آب‌و‌هوایی سازمان ملل متحد هستند. کنفرانس اقلیمی مذکور، که به اجلاس COP26 معروف است، به میزبانی اسکاتلند و با حضور ده‌ها تن از رهبران جهان، فعالان معروف محیط زیست و نمایندگانی از شرکت‌های بزرگ تجاری و دولتی و نیز هیأتی به نمایندگی از جمهوری اسلامی ایران، در شهر گلاسکو اسکاتلند در حال برگزاری است.
کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای، کاهش آلاینده‌های ناشی از مصرف زغال سنگ، استفاده از روش‌های نوین و سازگار با محیط زیست در تولید انرژی و ایجاد اقتصاد سبز، به عنوان محورهای اصلی این نشست اعلام شده‌اند. برگزارکنندگان نشست مذکور امیدوارند بتوانند راه‌حلی لزوماً نه برای متوقف‌کردن بلکه برای کاهش روند گرم‌شدن زمین و تغییرات اقلیمی بیابند.
از سوی دیگر استفاده از دانش و فناوری‌های مکانی از جمله ژئودزی ماهواره‌ای در پایش، ارزیابی و مدیریت تغییرات اقلیمی و محیطی، امروزه به عنوان راه حلی مؤثر و کارآ پذیرفته شده است. ژئودزی ماهواره‌ای، دانش و فناوری اندازه‌گیری و تعیین شکل، ابعاد و نیز میدان ثقل زمین با استفاده از قمرهای مصنوعی (ماهواره‌ها) است. ژئودزی ماهواره‌ای، فناوری توانمندی برای پایش تغییرات زمانی زمین مرتبط با حرکات زمین‌ساخت صفحه‌ای (تکتونیک صفحه‌ای)، برگشت‌های ایزوستاتیک پوستۀ زمین پس از آخرین عصر یخبندان، چرخه‌های اقیانوسی، استخراج آب‌های زیرزمینی و بسیاری از فرآیندهای طبیعی و انسانی دیگر است.
امروزه دانشگاه‌ها و مراکز علمی و تحقیقاتی مختلفی در دنیا، در زمینۀ کاربرد ژئودزی ماهواره‌ای در مطالعات مربوط به تغییرات محیطی و جهانی فعال هستند. دانشگاه فلوریدای جنوبی (University of South Florida) از جمله دانشگاه‌هائی است که پایان‌نامه‌های دانشجوئی آن به کاربرد سه تکنیک سامانۀ تعیین موقعیت جهانی (GPS)، تداخل‌سنجی راداری (InSAR) و ثقل‌سنجی ماهواره‌ای (GRACE) در مطالعات اقلیمی و محیطی اختصاص یافته‌اند.
در مطالعۀ نخست دانشگاه فلوریدای جنوبی، آب شدن (یا ذوب) فصلی بخش ساحلی صفحۀ یخی گرینلند با استفاده از داده‌های جابجائی ارتفاعی GPS مربوط به ایستگاه‌های ساحلی و نیز داده‌های دمای هوا و آب اقیانوس مورد بررسی قرار گرفت. در این بررسی، بالا‌آمدگی[1] ساحلی مشاهده‌شده توسط GPS برای مطالعة تغییرات سالانۀ کاهش توده‌های یخی گرینلند استفاده شد. داده‌های مشاهداتی، تغییرات زمانی و مکانی کاهش توده‌های یخ ساحلی را نشان دادند. نتایج این بررسی حاکی از آن است که مجموعه‌ای از شرایط مانند گرم‌شدن هوا و آب اقیانوس، موجب بروز این تغییرات شده است.
در مطالعة دوم، از برآوردهای تغییر ثقل ماهانۀ ماهواره گریس (GRACE) برای تعیین شار (حجم جریان) آب شیرین گرینلند استفاده گردید. گفتنی است دانشمندان ذخایری عظیم از آب شیرین را در زیر یخ‌های گرینلند قطب شمال (در عمق 33 متری سطح زمین) پیدا كرده‌اند كه با وجود سرمای زیر صفر، در تمام طول سال به صورت مایع جریان داشته است. آن‌ها این ایده را مطرح كرده‌اند كه آب ناشی از ذوب یخ‌ها در تابستان كه به لایه‌های زیرین زمین نفوذ می‌كند می‌تواند به صورت مایع باقی بماند.
بهر حال، در این موضوع که ذوب شدن صفحۀ یخی گرینلند آب اقیانوس منجمد شمالی را شیرین می‌کند، تردیدی نیست. اما کاملاً روشن نیست که افزایش شار آب شیرین بتواند موجب اختلال در یک سیستم بزرگ جریان اقیانوسی شود که آب گرم را از مناطق استوایی به سمت شمال به اقیانوس منجمد شمالی می‌برد[2].
آب غلیظ (یا چگال) دریای لابرادور[3]، که با سرد شدن زمستانی آب شور اقیانوس منجمد شمالی و هم‌رَفت[4] متعاقب آن به وجود می‌آید، عامل اصلی و مهم در جریان عمیق برگشتی همین چرخۀ اقیانوسی به سمت جنوب است. در این بررسی، با استفاده از داده‌های بهنگام ماهوارۀ گریس، برآورد جدیدی از شار آب شیرین گرینلند به دست آمد که مقادیر تازه‌ای از انتقال گرما و شوری از اقیانوس منجمد شمالی به دریای لابرادور را نشان داد و توضیح تغییرات آب این دریا را ممکن ساخت. تحلیل داده‌های تغییر ثقل مشخص کرد که شار آب شیرین قطب شمال از اواسط تا اواخر دهۀ 1990، همزمان با کاهش تشکیل آب غلیظ دریای لابرادور، به طور سریعی افزایش یافته است. بر اساس یافته‌های این تحقیق، تغییرات آب دریای لابرادور را می‌توان به طور مستقیم با شیرین شدن اخیر آب اقیانوس منجمد شمالی و به طور محتمل با تضعیف جریانات آب گرم به سمت این اقیانوس، مرتبط دانست.
در مطالعه سوم دانشگاه فلوریدای جنوبی، از تداخل‌سنجی راداری InSAR برای پایش تغییر شکل پوستۀ زمین ناشی از تزریق دی‌اکسید کربن (CO2) در یک سایت احیاشدۀ استخراج نفت در غرب تگزاس استفاده گردید. استحصال و ذخیره‌سازی کربن می‌تواند دی‌اکسید کربن منتشر‌شده از نیروگاه‌ها را کاهش دهد و روشی امید‌بخش برای کاهش گرمایش زمین باشد. از سال 2007 تا 2011، حدود 24 میلیون تن دی‌اکسید کربن در میدان مذکور تزریق گردید که افزایش فشار تا 10 مگاپاسکال در یک مخزن عمیق و بالا‌آمدگی سطحی تا 10 سانتی‌متر را در پی داشته است. این مطالعه نیز نشان داد که جابجایی‌های سطحی مشاهده‌شده توسط InSAR روشی مقرون به صرفه برای تخمین تغییر فشار مخازن و پایش وضعیت محل‌های تزریق گاز و سیالات است.
منابع:
· https://tn.ai/2599366
· https://digitalcommons.usf.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=7636&context=etd
· www.irna.ir/news/80971409/
· https://fa.wikipedia.org/wiki/ جریان_لابرادور
طی روزهای جاری، رسانه‌های دنیا در حال پوشش خبری برگزاری بیست‌و‌ششمین اجلاس آب‌و‌هوایی سازمان ملل متحد هستند. کنفرانس اقلیمی مذکور، که به اجلاس COP26 معروف است، به میزبانی اسکاتلند و با حضور ده‌ها تن از رهبران جهان، فعالان معروف محیط زیست و نمایندگانی از شرکت‌های بزرگ تجاری و دولتی و نیز هیأتی به نمایندگی از جمهوری اسلامی ایران، در شهر گلاسکو اسکاتلند در حال برگزاری است.
کاهش تولید گازهای گلخانه‌ای، کاهش آلاینده‌های ناشی از مصرف زغال سنگ، استفاده از روش‌های نوین و سازگار با محیط زیست در تولید انرژی و ایجاد اقتصاد سبز، به عنوان محورهای اصلی این نشست اعلام شده‌اند. برگزارکنندگان نشست مذکور امیدوارند بتوانند راه‌حلی لزوماً نه برای متوقف‌کردن بلکه برای کاهش روند گرم‌شدن زمین و تغییرات اقلیمی بیابند.
از سوی دیگر استفاده از دانش و فناوری‌های مکانی از جمله ژئودزی ماهواره‌ای در پایش، ارزیابی و مدیریت تغییرات اقلیمی و محیطی، امروزه به عنوان راه حلی مؤثر و کارآ پذیرفته شده است. ژئودزی ماهواره‌ای، دانش و فناوری اندازه‌گیری و تعیین شکل، ابعاد و نیز میدان ثقل زمین با استفاده از قمرهای مصنوعی (ماهواره‌ها) است. ژئودزی ماهواره‌ای، فناوری توانمندی برای پایش تغییرات زمانی زمین مرتبط با حرکات زمین‌ساخت صفحه‌ای (تکتونیک صفحه‌ای)، برگشت‌های ایزوستاتیک پوستۀ زمین پس از آخرین عصر یخبندان، چرخه‌های اقیانوسی، استخراج آب‌های زیرزمینی و بسیاری از فرآیندهای طبیعی و انسانی دیگر است.
امروزه دانشگاه‌ها و مراکز علمی و تحقیقاتی مختلفی در دنیا، در زمینۀ کاربرد ژئودزی ماهواره‌ای در مطالعات مربوط به تغییرات محیطی و جهانی فعال هستند. دانشگاه فلوریدای جنوبی (University of South Florida) از جمله دانشگاه‌هائی است که پایان‌نامه‌های دانشجوئی آن به کاربرد سه تکنیک سامانۀ تعیین موقعیت جهانی (GPS)، تداخل‌سنجی راداری (InSAR) و ثقل‌سنجی ماهواره‌ای (GRACE) در مطالعات اقلیمی و محیطی اختصاص یافته‌اند.
در مطالعۀ نخست دانشگاه فلوریدای جنوبی، آب شدن (یا ذوب) فصلی بخش ساحلی صفحۀ یخی گرینلند با استفاده از داده‌های جابجائی ارتفاعی GPS مربوط به ایستگاه‌های ساحلی و نیز داده‌های دمای هوا و آب اقیانوس مورد بررسی قرار گرفت. در این بررسی، بالا‌آمدگی[1] ساحلی مشاهده‌شده توسط GPS برای مطالعة تغییرات سالانۀ کاهش توده‌های یخی گرینلند استفاده شد. داده‌های مشاهداتی، تغییرات زمانی و مکانی کاهش توده‌های یخ ساحلی را نشان دادند. نتایج این بررسی حاکی از آن است که مجموعه‌ای از شرایط مانند گرم‌شدن هوا و آب اقیانوس، موجب بروز این تغییرات شده است.
در مطالعة دوم، از برآوردهای تغییر ثقل ماهانۀ ماهواره گریس (GRACE) برای تعیین شار (حجم جریان) آب شیرین گرینلند استفاده گردید. گفتنی است دانشمندان ذخایری عظیم از آب شیرین را در زیر یخ‌های گرینلند قطب شمال (در عمق 33 متری سطح زمین) پیدا كرده‌اند كه با وجود سرمای زیر صفر، در تمام طول سال به صورت مایع جریان داشته است. آن‌ها این ایده را مطرح كرده‌اند كه آب ناشی از ذوب یخ‌ها در تابستان كه به لایه‌های زیرین زمین نفوذ می‌كند می‌تواند به صورت مایع باقی بماند.
بهر حال، در این موضوع که ذوب شدن صفحۀ یخی گرینلند آب اقیانوس منجمد شمالی را شیرین می‌کند، تردیدی نیست. اما کاملاً روشن نیست که افزایش شار آب شیرین بتواند موجب اختلال در یک سیستم بزرگ جریان اقیانوسی شود که آب گرم را از مناطق استوایی به سمت شمال به اقیانوس منجمد شمالی می‌برد[2].
آب غلیظ (یا چگال) دریای لابرادور[3]، که با سرد شدن زمستانی آب شور اقیانوس منجمد شمالی و هم‌رَفت[4] متعاقب آن به وجود می‌آید، عامل اصلی و مهم در جریان عمیق برگشتی همین چرخۀ اقیانوسی به سمت جنوب است. در این بررسی، با استفاده از داده‌های بهنگام ماهوارۀ گریس، برآورد جدیدی از شار آب شیرین گرینلند به دست آمد که مقادیر تازه‌ای از انتقال گرما و شوری از اقیانوس منجمد شمالی به دریای لابرادور را نشان داد و توضیح تغییرات آب این دریا را ممکن ساخت. تحلیل داده‌های تغییر ثقل مشخص کرد که شار آب شیرین قطب شمال از اواسط تا اواخر دهۀ 1990، همزمان با کاهش تشکیل آب غلیظ دریای لابرادور، به طور سریعی افزایش یافته است. بر اساس یافته‌های این تحقیق، تغییرات آب دریای لابرادور را می‌توان به طور مستقیم با شیرین شدن اخیر آب اقیانوس منجمد شمالی و به طور محتمل با تضعیف جریانات آب گرم به سمت این اقیانوس، مرتبط دانست.
در مطالعه سوم دانشگاه فلوریدای جنوبی، از تداخل‌سنجی راداری InSAR برای پایش تغییر شکل پوستۀ زمین ناشی از تزریق دی‌اکسید کربن (CO2) در یک سایت احیاشدۀ استخراج نفت در غرب تگزاس استفاده گردید. استحصال و ذخیره‌سازی کربن می‌تواند دی‌اکسید کربن منتشر‌شده از نیروگاه‌ها را کاهش دهد و روشی امید‌بخش برای کاهش گرمایش زمین باشد. از سال 2007 تا 2011، حدود 24 میلیون تن دی‌اکسید کربن در میدان مذکور تزریق گردید که افزایش فشار تا 10 مگاپاسکال در یک مخزن عمیق و بالا‌آمدگی سطحی تا 10 سانتی‌متر را در پی داشته است. این مطالعه نیز نشان داد که جابجایی‌های سطحی مشاهده‌شده توسط InSAR روشی مقرون به صرفه برای تخمین تغییر فشار مخازن و پایش وضعیت محل‌های تزریق گاز و سیالات است.
منابع:
· https://tn.ai/2599366
· https://digitalcommons.usf.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=7636&context=etd
· www.irna.ir/news/80971409/
· https://fa.wikipedia.org/wiki/ جریان_لابرادور