استخدامات الأراضي

في الدرس السابق، تحدثنا عن معالج الأرصاد الجوية AERMET وذكرنا أنه برنامج متخصص في معالجة بيانات الأرصاد الجوية، حيث يقوم بإعادة تنسيق هذه البيانات وتحليلها لتصبح جاهزة كمدخلات لنموذج AERMOD. كما أوضحنا أن بيانات الأرصاد الجوية تأتي من مصدرين رئيسيين:

1. محطات السطح
2. محطات أرصاد الغلاف الجوي

ولتحليل بيانات الأرصاد الجوية بشكل دقيق، يجب إدخال العوامل المؤثرة على هذا التحليل، والتي أشرنا إليها بثلاثة عوامل رئيسية تُسمى خصائص السطح:

1. معامل خشونة السطح (Surface Roughness): هذا المعامل يؤثر على سرعة الرياح واتجاهها.
2. معامل بوين (Bowen Ratio): يحدد نسبة الرطوبة والجفاف في الجو.
3. نسبة الإبيضاض (Albedo): تحدد نسبة امتصاص وانعكاس أشعة الشمس، وبالتالي درجة الحرارة.

ولكي نحدد قيمة هذه العوامل الثلاثة، يجب علينا أن نفهم طبيعة الأراضي المحيطة بموقع المشروع محل الدراسة. بمعنى آخر، يجب تحديد مواقع ومساحات الأراضي الزراعية، المسطحات المائية، المناطق الصحراوية، المباني، وغيرها. وبعد تحديد هذه المناطق، يجب تحليلها للحصول على قيم العوامل الثلاثة التي ستمثل الموقع. وهنا يأتي دور المعالج الثاني AERSURFACE.

يتمتع AERSURFACE بالقدرة على الوصول إلى مواقع تحتوي على خرائط لاستخدام الأراضي على مستوى العالم، مما يسهل استخراج خريطة الموقع المطلوب من مصادر متعددة، وأهمها قاعدة البيانات الوطنية للغطاء الأرضي (National Land Cover Database – NLCD). هذا المشروع الحكومي الأمريكي يهدف إلى توفير معلومات شاملة ومحدثة عن الغطاء الأرضي في الولايات المتحدة. وهناك مشروع آخر يُسمى Global Land Cover Characterization (GLCC) يُغطي بقية العالم. يتم إدارة هذا المشروع من قبل مجموعة من الوكالات الفيدرالية مثل هيئة المساحة الجيولوجية الأمريكية (USGS) ووكالة حماية البيئة (EPA). والهدف من هذه المشاريع هو توفير بيانات دقيقة وموحدة عن الغطاء الأرضي لاستخدامها في مجالات متنوعة مثل:

1. إدارة الموارد الطبيعية
2. التخطيط العمراني
3. التغيرات البيئية
4. البحوث العلمية

يتم تحديث هذه البيانات بشكل دوري، وعادةً كل خمس إلى عشر سنوات. تعتمد قاعدة بيانات NLCD في جمع بياناتها على تقنيات الاستشعار عن بُعد والصور الفضائية، بالإضافة إلى البيانات الميدانية. يتم تحليل هذه الصور باستخدام تقنيات تحليل الصور الرقمية وأنظمة المعلومات الجغرافية (GIS). تُعتبر NLCD مصدرًا مفتوحًا للباحثين، حيث يمكنهم الوصول إلى هذه البيانات مجانًا من خلال مواقع الويب الخاصة بالوكالات المعنية. يختلف عدد الأكواد في نظام تصنيف NLCD بناءً على التحديثات، ولكنه يتراوح عمومًا بين 20 إلى 30 كودًا، تمثل الأنواع المختلفة للغطاء الأرضي. وتشمل الفئات الرئيسية مثل الغابات، الأراضي الزراعية، المناطق الحضرية، المسطحات المائية، الأراضي الرطبة، والأراضي الجرداء، ولكل فئة من هذه الفئات فئات فرعية. على سبيل المثال، تتضمن فئة المسطحات المائية:

1. المسطحات المائية المفتوحة (Open Water)
2. الأراضي الرطبة الخشبية (Woody Wetlands)
3. الأراضي الرطبة العشبية (Emergent Herbaceous Wetlands)

وبعد تحديد استخدامات الأراضي لمنطقة الدراسة، يقوم معالج AERSURFACE بتحويل هذه الخرائط إلى قيم تمثل خصائص السطح الثلاثة الخاصة بالموقع. وأخيرًا، يأخذ برنامج AERMET قيم خصائص السطح هذه مع بيانات الأرصاد الجوية السطحية والعلوية، ويقوم بتحليلها وفقًا للفترات الزمنية المطلوبة، سواء كانت شهرية أو موسمية أو سنوية. قبل بدء تحليل هذه البيانات، يقوم برنامج AERMET بالتحقق من جميع البيانات، وإذا كانت هناك أي مشكلة في البيانات أو الإعدادات، يصدر رسالة توضح مكان الخطأ.