التغير المناخي يُفاقم "أخطر أنواع البرق"
هذا النوع من البرق يتميز بأن تياره الكهربائي يستمر مدة طويلة نسبيا؛ عادة أكثر من 40 ملي ثانية. أما البرق العادي، فيستمر وقتا قصيرا جدًا، من 1 إلى 10 ملي ثانية، ومن ثم فإن البرق طويل التيار أكثر قدرة على إشعال الحرائق من البرق القصير المعتاد.
وفي السنوات القليلة الماضية، بدأ العلماء في الاهتمام بهذه النوعية من البرق، ورصدت الدراسات أن البرق طويل التيار قد يكون السبب في نحو 90% من حرائق الغابات الناجمة عن البرق في الولايات المتحدة الأميركية خلال الفترة من 1992 إلى 2018.
يأتي ذلك على الرغم من أن هذا النوع من البرق، يشكل أقل من 10% من إجمالي البرق المعتاد.
مشكلة في نهاية القرن
في هذا السياق، اهتم فرانثيسكو خ. بيريث-إنفرنون، ورفاقه من معهد الفيزياء الفلكية في محافظة أندلوسيا الإسبانية، بالبحث خلف معدلات هذا النوع من البرق، ومن ثم فإن ذلك قد يعطينا إشارة عن تطور معدلات الحرائق الطبيعية في العالم.
وبحسب دراسة نشرها الفريق قبل عدة سنوات، جمعوا خلالها بيانات من الأقمار الصناعيّة لرصد البرق من نوع طويل التيار وربطه ببيانات الحرائق وكيفية اندلاعها، ظهرت علاقة واضحة بين البرق طويل التيار وتفاقم التغير المناخي.
استخدم الباحثون نماذج مناخية لتحليل الوضع خلال فترتين، الأولى في الماضي (2009-2011)، والثانية مستقبلية (2090-2095) مبنية على سيناريوهات عدة للاحترار العالمي.
العالم العربي في أمان نسبي
وبحسب الدراسة، كانت هناك زيادة متوقعة بنسبة نحو 41% في معدل برق طويل التيار عالميًا بحلول نهاية القرن.
وكانت أكبر زيادة متوقعة في مناطق مثل أميركا الجنوبية، والساحل الغربي لأميركا الشمالية، وأميركا الوسطى، وأستراليا، وجنوب وشرقي آسيا، وأوروبا.
أما المدن القطبية الشمالية، فقد أظهرت تغييرات أقل، ويجري الأمر كذلك على المنطقة التي تشمل عالمنا العربي، ولكن على الرغم من أن البرق طويل التيار قد لا يتغيّر بشكل كبير في منطقتنا، إلا أن زيادة شدة العواصف قد ترفع احتمالات حرائق ناتجة عن البرق.
احترار الكوكب
لكن، كيف يمكن للتغير المناخي أن يكون سببا في زيادة معدلات هذا النوع من البرق؟ الإجابة تتعلق بالأثر غير المباشر للاحترار العالمي، فمع ارتفاع درجات الحرارة، يرتفع الهواء الساخن الرطب في تزايد إلى طبقات الجو العليا، وهناك يبرد ويتكثف ويكون سحابا ضخما، فيه شحنات كهربائية متعاكسة (موجبة وسالبة).
وجود رطوبة شديدة وتيارات صاعدة قوية، يتسبب في مزيد من الطاقة الزائدة داخل السحب، إذ تجعل البرق أكثر قوة واستمرارية، مما يرفع من عدد ضربات البرق طويل التيار المرتبط بحرائق الغابات.
وإلى جانب ذلك، فإن تغير المناخ يؤدي إلى نشوء مزيد من العواصف الرعدية في بعض المناطق، وخاصة في الصيف، ومع وجود برق أكثر، تزيد فرص حدوث البرق طويل التيار، وعليه يزداد عدد الحرائق.
دراسة معمقة
لهذه الأسباب، يهتم العلماء بفحص هذا النوع من البرق بتمعن أكبر مع تفاقم أزمة المناخ، وبحسب دراسة نشرها أخيرا الاتحاد الأوروبي لعلوم الأرض، فإننا بحاجة إلى طريقة جديدة لدراسة البرق طويل التيار في أنظمة محاكاة متقدمة.
يأتي ذلك في سياق أن البرق عادة يطلق كميات محددة من أكاسيد النيتروجين، ولأن التيار يدوم أطول في حالة البرق طويل التيار، فهو يساهم في إنتاج أكبر لكمية أكاسيد الكربون في الجو، مما يؤثر على نوعية الهواء، ويمكن رصده لبناء حسابات كمية أدق.
وتتفق أكثر من 90% من الأعمال البحثية في نطاق التغير المناخي على أن النشاط الإنساني يلعب دورا في الاحتباس الحراري الذي تعاني منه الأرض حاليا.
ومع استخدام الوقود الأحفوري في السيارات والطائرات ومصانع الطاقة، ينفث البشر كمّا هائلا من ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي، مما رفع تركيزه بشكل لم يحدث منذ مئات الآلاف من السنين، وهو الغاز الذي يتمكن من حبس حرارة الشمس داخل الغلاف الجوي.
وبات واضحا للعلماء يوما بعد يوم، أن معدلات تطرف الظواهر المناخية، من أمطار غزيرة وعواصف قاسية وموجات حارة وضربات جفاف تستمر سنوات عدة، صارت تتزايد بما يكسر الأرقام القياسية عاما بعد عام، الأمر الذي يتطلب اتفاقا عالميا عاجلا، على الأقل لمنع المشكلات من التفاقم.
هاشتاغز
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
الجزيرة
منذ 5 ساعات
- الجزيرة
تقرير: 22 دولة فقط التزمت بتعهداتها الأممية حول الطاقة المتجددة
أشار تقرير لمؤسسة "إمبر" البحثية إلى أن معظم دول العالم فشلت في تنفيذ تعهد الأمم المتحدة لعام 2030 بمضاعفة قدرة العالم على إنتاج الطاقة المتجددة بحلول عام 2030، في ظل عدم تحقيق تقدم ملموس بالدول المسؤولة عن معظم الانبعاثات الكربونية وخصوصا الولايات المتحدة وروسيا والصين. ومن المرجح أن يستمر الاعتماد على الوقود الأحفوري، ولن يتم تحقيق هدف مؤتمر الأطراف الـ28 المتمثل في الحد من ظاهرة الاحتباس الحراري العالمي إلى أقل من 1.5 درجة مئوية، وهو ما يعني أن العالم سوف يتخلف كثيراً عن تحقيق أهدافه بمجال الطاقة النظيفة. وكشف التقرير الصادر عن مؤسسة "إمبر" لأبحاث المناخ أن 22 دولة فقط، معظمها داخل الاتحاد الأوروبي، زادت طموحاتها في مجال الطاقة المتجددة منذ أن انضمت أكثر من 130 دولة إلى ميثاق الطاقة المتجددة في محادثات المناخ "كوب 28" التي نظمتها الأمم المتحدة في دبي قبل عامين تقريبا. ويعني ذلك -حسب التقرير- أن إجمالي الأهداف الوطنية للطاقة المتجددة العالمية أصبح الآن أعلى بنسبة 2% فقط مما كان عليه في مؤتمر دبي. ومع ذلك فإن الحكومات ستتخلف كثيرا عن 11 تيراواط اللازمة لتحقيق الهدف الأممي المتمثل في مضاعفة الطاقة المتجددة 3 مرات، وفقا للمحللين. وذكر التقرير أن مضاعفة الطاقة الإنتاجية العالمية من مصادر الطاقة المتجددة 3 مرات بحلول عام 2030 تُعدّ أكبر إجراء منفرد هذا العقد للبقاء على المسار الصحيح نحو مسار المناخ الذي لا يتجاوز درجة الحرارة 1.5 درجة مئوية. كما أشار إلى أنه رغم اتفاق مؤتمر الأطراف الـ28 التاريخي للوصول إلى 11 ألف غيغاواط من مصادر الطاقة المتجددة بحلول عام 2030، فلا تزال الأهداف الوطنية دون تغيير إلى حد كبير، وهي أقل من المطلوب. ووجد التقرير أنه باستثناء الاتحاد الأوروبي، هناك 7 دول فقط قامت بتحديث أهدافها المتعلقة بالطاقة المتجددة منذ توقيع الاتفاقية، بما في ذلك المكسيك وإندونيسيا اللتان خففتا من أهدافهما. ومن بين الدول التي فشلت في التحرك الولايات المتحدة والصين وروسيا، والتي تعتبر من بين أكبر مستهلكي الطاقة في العالم، وهي مسؤولة مجتمعةً عن ما يقرب من نصف الانبعاثات الكربونية السنوية في العالم. ويرى التقرير أن مصير اتفاقية الطاقة المتجددة العالمية قد يعتمد على سياسات بكين التي من المتوقع أن تُنهي خطتها الخمسية الـ 15 للطاقة في وقت لاحق من هذا العام، والتي تغطي الفترة من 2026 إلى 2030. وفي المقابل، لا توجد أهداف محددة للطاقة المتجددة في واشنطن وموسكو لعام 2030، ومن غير المتوقع أن يضع قادتهما السياسيون أي أهداف وفقا لتقرير مؤسسة إمبر. كما ظلت أهداف الطاقة النظيفة بالهند دون تغيير أيضا، لكن طموح البلاد لبناء 500 غيغاواط من مصادر الطاقة المتجددة بحلول عام 2030 يتماشى بالفعل مع الهدف العالمي لمضاعفة قدرة الطاقة المتجددة 3 مرات، وفقا للتقرير. ويشير التقرير إلى أن فيتنام هي الدولة التي أبدت أكبر طموح في مجال الطاقة المتجددة منذ مؤتمر الأطراف الـ28، والتي تعهدت هذا العام بزيادة قدرتها الإنتاجية بمقدار 86 غيغاواط بحلول نهاية العقد، بينما وعدت أستراليا والبرازيل بزيادة إنتاجهما المحلي من الطاقة المتجددة بمقدار 18 و15 غيغاواط. كما حدّثت المملكة المتحدة خططها للطاقة المتجددة العام الماضي، مع تعهدها ببناء 7 غيغاواط إضافية من الطاقة المتجددة بحلول عام 2030، لتحقيق هدف حكومة حزب العمال المتمثل في إنشاء نظام كهرباء خالٍ تقريبا من الكربون. في حين يتوقع أن تنمو مصادر الطاقة المتجددة في كوريا الجنوبية بمقدار 9 غيغاواط بحلول عام 2030.
الجزيرة
منذ 19 ساعات
- الجزيرة
بحجم النانو.. طريقة جديدة تسرع الخطى نحو "الروبوتات المجهرية"
طوّر فريق من جامعة كولورادو بولدر الأميركية، طريقة جديدة تتيح تصنيع "جسيمات نشطة" بحجم النانو، وبخصائص دقيقة للغاية، يمكنها التحرك في أي مكان بما في ذلك أنسجة الجسم البشري، مما يمهد الطريق لتطبيقات مستقبلية واعدة في الطب والروبوتات الدقيقة والمواد الذكية. ويستخدم مصطلح "الإستنسل" في الحياة اليومية عند رسم غرافيتي بوضع قالب مُفرغ بشكل معين والرش فوقه، كما يستخدمه الأطفال لرسم الأشكال بجودة عالية عبر استخدام أوراق مفرغة والتلوين فوقها لتطبع الشكل الذي يرغبون فيه. هذا يشبه ما استخدمه الباحثون ولكن على المستوى المجهري تحت اسم "الميكروستنسل". تشرح كندرا كراينبرينك، الباحثة في برنامج علوم وهندسة المواد، جامعة كولورادو بولدر الأميركية، في تصريحات حصرية للجزيرة نت: "التقنية الجديدة التي عرضناها في دراستنا تتيح صناعة (الأجسام النشطة) البُقعية بأي شكل نريده، وبدقة غير مسبوقة، وذلك باستخدام أسلوب الطباعة المجهرية عبر فوتونين مع أقنعة إستنسل دقيقة". روبوتات أم ماذا؟ وبحسب الدراسة ، التي نشرها الفريق في دورية "نيتشر كومينيكيشنز"، فالجسيمات النشطة هي جسيمات صغيرة جدا، غالبا مجهرية أو نانوية، يمكنها التحرك ذاتيا باستخدام طاقة تتحصل عليها من البيئة المحيطة بها، مثل الضوء أو الحرارة أو مواد كيميائية أو غيرها. بعكس الجسيمات العادية التي تتحرك فقط إذا دُفعت من الخارج، فهذه الجسيمات "نشطة" لأنها تولّد الحركة بذاتها مستغلة بيئتها. تقول كندرا: "تتطلب الجسيمات النشطة وجود نوع من اللاتناظر كي تتحرك على المستوى الميكروسكوبي. ونُحدث هذا اللاتناظر في الشكل العام للجسيم أو عبر مناطق مختلفة في سطحه، عبر ما نسميه بالبقع". تخيّل قطرة صغيرة من الزيت في كوب ماء، هذه القطرة ستبقى ساكنة ما لم تحرّكها أنت. والآن تخيّل أن هذه القطرة مزودة بمحرك صغير في أحد طرفيها يجعلها تسبح من تلقاء نفسها، أو مكعب صغير طُبع عليه بقعة مغناطيسية، فيمكن توجيهه بمغناطيسات خارجية فيتحرك في أي اتجاه تريده عبر المغناطيس، ما يفعله المغناطيس هو دور البقع في حالة هذه الجسيمات الدقيقة. إن اعتماد الجسيمات النشطة على اللاتناظر في شكلها وتركيبها السطحي يمكّنها من الحركة بفعالية، وقد استخدم العلماء أشكالا مختلفة للجسيمات لعقود كما أضافوا بقعًا معدنية، إلا أن تقنيات تصنيع هذه البقع الدقيقة كانت محدودة في دقتها ومرونتها. منهج موحد لأنظمة متنوعة استخدم الفريق طابعة ضوئية فائقة الدقة تُسمى طابعة ثنائية الفوتون. هذه الطابعة ترسم جسيمات مجهرية صغيرة جدا على شكل كرة أو قرص أو حرف "ل" على سطح شفاف، حيث تطبع فوق كل جسيم قالبا أو قناعا صغيرا جدا والمسمى "إستنسل" مُفرغا بثقب صغير على شكل البقعة المطلوبة للطباعة. ثم يُرَشّ المعدن على السطح، فلا يصل إلى الجسيم إلا ما يمر عبر فتحة القالب أو الإستنسل. تقول كندرا: "الميزة الكبرى هي أنك تستطيع استخدام مجموعة متنوعة من المواد، سواء في الجسيم نفسه أو في البقعة بتغيير نوع المعدن أو المادة المستخدمة في التبخير الفيزيائي". أظهرت الدراسة قدرة هذه التقنية على التحكم في حركة الجسيمات بـ3 أنظمة مختلفة هي الحقول الكهربائية، والتفاعلات الكيميائية، والمجالات المغناطيسية، ما يجعلها أداة موحدة لابتكار جسيمات نشطة تناسب عدة تطبيقات. تضيف كندرا: "قبل هذه التقنية، لم نمتلك القدرة على دراسة كل أشكال البقع الممكنة، لذلك لم نكن نعلم أنواع الحركات التي يمكننا تحقيقها. الآن، وبفضل هذه التقنية، نستطيع دراسة تأثير كل نوع من البقع بشكل منهجي، وقد نكتشف قيودا جديدة مثل اتجاه الحقول الكهربائية أو خصائص البيئة التي قد تمنع بعض الحركات أو تُفضل غيرها". أحد الاكتشافات اللافتة في الدراسة هو أن شكل البقعة المعدنية يمكن أن يُغير تماما حركة الجسيم، فقد صنعت كندرا وزملاؤها جسيمات لها بقع على شكل "دمعة" أو "مروحة"، ووجدوا أن كل شكل يؤدي إلى نمط حركة لولبي مختلف عند تعريض الجسيم لحقل كهربائي متردد. وتوضح كندرا أهمية هذا قائلة: "أعتقد أن الخطوة الأولى هي أن نفهم كيف يؤثر شكل البقعة على حركة الجسيم ككل. لطالما كانت لدينا دراسات نظرية، لكن الآن أصبح بإمكاننا إجراء دراسات تجريبية دقيقة. وبعد الفهم الكامل، يمكننا تصميم جسيمات تتحرك بطرق تناسب البيئات المعقدة داخل الجسم، كأن تخترق الأنسجة أو المخاط أو تصل لأماكن يصعب إيصال الأدوية إليها حاليا". روبوتات مجهرية ذاتية التنظيم في خطوة أخرى، عرضت الدراسة تصميم جسيمات مغناطيسية على شكل حرف "L" مزودة ببقعة معدنية محددة على جانب واحد. عند تعرض هذه الجسيمات لمجال مغناطيسي موحد، تتجمع لتشكيل أزواج، مما يتيح لها أداء وظائف ميكانيكية دقيقة. تظهر هذه الجسيمات سلوكا يعرف بـ"الروبوتات المجهرية ذاتية التحديد"، حيث تتجمع وتفصل تلقائيًا بناء على تصميمها المغناطيسي. هذه القدرة على التجميع الذاتي والتحكم في الحركة تجعلها واعدة في تطبيقات مثل توصيل الأدوية داخل الجسم، حيث يمكنها التنقل في الأنسجة بدقة عالية. وتعلّق كندرا: "الميزة في هذا التصميم هي أنه يمنحنا سيطرة أكبر على عدد الروبوتات المجهرية الناتجة. ومن دون خاصية التحديد الذاتي، قد تتجمع الجسيمات بشكل عشوائي وغير محدود، مما يعيق التحكم في أدائها. أما مع التجمع الثنائي فقط، فلدينا نمط واضح يمكن توجيهه للحركة أو للالتقاط أو لأغراض أخرى". إن القدرة على تجميع عدد محدد من الجسيمات النشطة في شكل معين قد يتيح ابتكار وظائف لما نتخيل إمكانية فعلها على المستوى المجهري، كالإحاطة بشيء ما، أو الإمساك بجسم معين كأنك تمسكه بقبضتك أو تصطاده ولكن على المستوى المجهري. لكن التوسع من أزواج بسيطة إلى مجموعات أكثر تعقيدا ليس بالأمر السهل، حسب كندرا، إذ تقول: "التحدي الأكبر حاليا هو أنه لا توجد طريقة فعالة لتوجيه الجسيمات لتتجمع في ترتيب معين. فكلما أضفنا جسيمًا جديدًا، زادت فرص التجمعات العشوائية، وقلّت نسبة التجمعات التي نريدها فعلا. وإذا تمكنا من التحكم في ترتيب الجسيمات داخل التجمع، حينها يمكننا بناء روبوتات مجهرية تؤدي وظائف أكثر تعقيدا". الهدف من عمل تجمعات للأجسام النشطة التي تمت الإشارة إليها في الدراسة، هو تحقيق تفاعلات معينة أو أداء مهام معقدة بشكل أكثر دقة وكفاءة. وفي حالة الجسيمات المغناطيسية ذات الشكل "L" ، تتجمع هذه الأجسام لتشكيل أزواج أو مجموعات يمكنها تنفيذ وظائف مثل التوجيه والتحكم الذاتي (التحرك والتفاعل بشكل منظم مما يجعلها مثالية للروبوتات المجهرية القادرة على التنقل داخل الجسم أو بيئات معقدة، مثل توصيل الأدوية إلى أماكن معينة في الجسم أو استهداف خلايا مريضة، وهي مهام تتطلب تحكما دقيقا وتحفيزا معينا. كما أن التجمعات يمكن أن تُحسّن من قدرة الأجسام على التفاعل مع محيطها، مثل التواصل مع خلايا معينة أو استجابة لعوامل بيئية مثل درجة الحرارة أو الحقول الكهربائية. هذا التقدم لا يُشكل فقط طفرة تقنية، بل يخلق جسرًا جديدًا بين العلم الأساسي على المستوى المجهري والتطبيقات الواقعية، من روبوتات تسبح في الجسم لعلاج الأمراض، إلى نظم دقيقة لتنظيف المياه أو بناء المواد، كأننا نصنع آلافا من "الرجل النملة" الخارقين لخدمتنا.
الجزيرة
منذ 3 أيام
- الجزيرة
ملف الشهر: تطور أنظمة الدفاع الجوي في مواجهة تهديدات المستقبل
نشر موقع الجزيرة نت على منصاته الرقمية حلقة جديدة من برنامج "ملف الشهر"، المخصص لتناول الموضوعات الراهنة والمستجدات المهمة على الساحة العالمية. وتطرق ملف هذا الشهر إلى تاريخ نشأة منظومات الدفاع الجوي وأهمّها عالميا، بالإضافة إلى مسار تطورها وتطوّر تكنولوجيات تشغيلها. وظهرت أنظمة الدفاع الجوي خلال الحرب العالمية الأولى ، حيث كانت تعتمد على المدافع الأرضية المضادة للطائرات بأسلوب الرماية المباشرة، إلا أن الحرب العالمية الثانية شهدت قفزة نوعية في هذا المجال، بفعل تصاعد الهجمات الجوية وتطور الطيران العسكري، مما فرض الحاجة إلى وسائل دفاع أكثر دقة وفاعلية. وعقب انتهاء الحرب العالمية الثانية، انخرطت الولايات المتحدة و الاتحاد السوفياتي في سباق تسلح صاروخي، كان من أبرز نتائجه ظهور أول منظومات الدفاع الصاروخي المتطورة في خمسينيات القرن الماضي، ممهدة الطريق أمام حقبة جديدة في مجال الدفاع الجوي. ومع نهاية السبعينيات، تزامن دخول الحواسيب المتطورة والرادارات الرقمية مع ثورة حقيقية في تصميم وتشغيل أنظمة الدفاع الجوي. ومن أبرز تلك الأنظمة "باتريوت" الأميركي و"إس 300″ السوفياتي، اللذان اعتمدا على التحكم الإلكتروني والرصد المتعدد الوظائف. إثر ذلك طورت الولايات المتحدة الأميركية نظام "ثاد" في حين توصلت روسيا إلى تطوير نظام "إس-400" وإن صمم الأول لاعتراض الأهداف داخل وخارج الغلاف الجوي فقد صمم الثاني للتصدي للطائرات المقاتلة والطائرات المسيّرة والصواريخ بمختلف أنواعها. وإلى جانب الولايات المتحدة وروسيا، دخلت الصين خط الإنتاج الدفاعي بمنظومة هونغ تشي-9. بينما طورت إيران عدة أنظمة محلية من بينها: باور 373، رعد، طبس، خرداد 3، وكمين 2. وخلال القرن الـ21، واجهت الأنظمة التقليدية تحديات جديدة، أبرزها انتشار الطائرات دون طيار والصواريخ الفرط صوتية، بالإضافة إلى تقنيات التشويش الإلكتروني، مما دفع الدول إلى إعادة النظر في أدواتها الدفاعية، وتحديثها لمواكبة هذه التهديدات المستجدة. كما كشفت المواجهات الميدانية الأخيرة حول العالم عن فجوات اقتصادية وتقنية، حيث استطاعت طائرات مسيرة منخفضة الكلفة إرباك منظومات دفاعية تتجاوز تكلفتها ملايين الدولارات، وهو ما أفرز توجها جديدا نحو تطوير أنظمة أكثر مرونة وأقل تكلفة. في هذا السياق، عملت إسرائيل على تطوير نظام الشعاع الحديدي كحل متقدم لمواجهة التهديدات الجديدة، في حين كشف الرئيس الأميركي السابق دونالد ترامب عن مشروع القبة الذهبية، التي تمزج بين أنظمة أرضية وبحرية وفضائية لمواجهة تهديدات محتملة قد تطول المصالح الأميركية في الفضاء. يذكر أن تقارير عديدة تشير إلى احتمالات واردة بشأن توسع مسرح المواجهات ليشمل الفضاء الخارجي، مما قد يهدد سلامة الأقمار الصناعية المسؤولة عن الاتصالات والملاحة والرصد، ويطرح تساؤلات جوهرية حول طبيعة الحروب القادمة وحدودها.
