في المناظر الطبيعية الشاسعة والقاحلة التي تميز العديد من المناطق حول العالم، بلغت الحاجة المُلحة إلى إدارة مستدامة للمياه مرحلةً حاسمة. وقد حفّزت معضلة تتبع موارد المياه والحفاظ عليها بكفاءة في مثل هذه البيئات الصعبة العلماء والجهات التنظيمية على استكشاف حلول مبتكرة. وهنا يأتي دور OpenET ، وهي أداة متطورة للاستشعار عن بُعد تستخدم بيانات من وكالة ناسا وهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS) وبرنامج لاندسات وأنظمة أقمار صناعية أخرى لحساب التبخر النتحي (ET) على مستوى كل حقل على حدة. تحمل هذه التقنية الرائدة إمكانية إحداث نقلة نوعية في إدارة موارد المياه.
في دراسة حديثة نُشرت في مجلة Nature Water ، كشف علماء من معهد أبحاث الصحراء (DRI) عن الدقة المذهلة لبيانات OpenET في تقييم التبخر النتحي عبر مختلف المحاصيل وأنواع الغطاء الأرضي الطبيعي. تأخذنا هذه الدراسة في رحلة عبر جوهر تحديات استدامة المياه، مُبينةً كيف أن دقة OpenET في رصد استخدام المياه، لا سيما في المناطق القاحلة، قد تُحدث نقلة نوعية نحتاجها. انضموا إلينا لنغوص في تفاصيل هذه الدراسة، ونكشف الأداء المذهل لـ OpenET ودوره المحوري في صياغة مستقبل إدارة المياه.
تحويل إدارة المياه
في المناطق القاحلة حول العالم، تكتسب قضية الإدارة المستدامة للمياه أهمية متزايدة. ويلجأ العلماء والجهات التنظيمية الآن إلى تقنيات متقدمة مثل OpenET، وهي أداة استشعار عن بُعد تستخدم بيانات من وكالة ناسا وهيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS Landsat)، بالإضافة إلى أنظمة أقمار صناعية أخرى. تحسب OpenET معدل التبخر النتحي (ET) - وهو معدل الماء المفقود في الغلاف الجوي من خلال تبخر التربة ونتح النباتات - على مستوى الحقول الفردية، مما يُقدم نهجًا رائدًا لإدارة موارد المياه.
كشفت دراسة حديثة، نُشرت في 15 يناير في مجلة "نيتشر ووتر"، بقيادة علماء من معهد أبحاث الصحراء، عن تحليل معمق لدقة بيانات OpenET عبر مختلف المحاصيل وأنواع الغطاء الأرضي الطبيعي. وقد أجرى فريق البحث مقارنة دقيقة بين بيانات OpenET وبيانات التبخر النتحي من 152 محطة أرصاد جوية دقيقة أرضية، تُعرف باسم أبراج قياس تدفقات الدوامات.
نتائج الدراسة لافتة للنظر، إذ تكشف أن بيانات OpenET تُظهر دقةً استثنائية، لا سيما في تقييم التبخر والنتح في البيئات الزراعية. وينصبّ التركيز على المحاصيل الحولية كالقمح والذرة وفول الصويا والأرز، حيث أثبتت نتائج OpenET موثوقيتها بشكل خاص. وهذا أمر بالغ الأهمية في المناطق القاحلة مثل كاليفورنيا والجنوب الغربي، حيث لا تزال استدامة المياه تُشكّل أزمةً مستمرة.
ويؤكد الدكتور جون فولك، المؤلف الرئيسي، على أهمية معالجة مسألة الدقة، قائلاً: "إن أحد أكبر الأسئلة التي يواجهها مستخدمو بيانات OpenET هو مدى دقتها، نظرًا لحجم وتأثيرات استخدام البيانات على إدارة موارد المياه".
تُسلّط الدراسة الضوء على الأداء المتميز لنظام OpenET، حيث تُظهر النماذج توافقًا ملحوظًا في المواقع الزراعية، لا سيما خلال موسم الذروة عندما يكون الطلب على المياه في ذروته. بالنسبة للمحاصيل السنوية، أظهرت بيانات OpenET معدل خطأ متوسطًا يتراوح بين 10% و20%، وهو معدل يقع ضمن النطاق المستهدف الذي حدده شركاء OpenET، مثل المزارعين وهيئات إدارة المياه.
يتجاوز تنوع بيانات OpenET البيئات الزراعية ليشمل رصد التبخر والنتح في النظم البيئية الطبيعية. تكشف الدراسة عن معدلات خطأ ضئيلة لمعظم أنواع الغطاء الأرضي، مما يؤكد قدرة بيانات OpenET على معالجة آثار الجفاف، وإجهاد الغطاء النباتي المائي، وتوافر المياه في هذه النظم البيئية.
يعرب الدكتور جاستن هنتنغتون، أستاذ الأبحاث في معهد DRI، عن دهشته قائلاً: "يعتبر التبخر والنتح أحد أصعب التدفقات الهيدرولوجية التي يمكن قياسها، والاعتقاد بأننا نقوم بقياس هذا التدفق من الفضاء بدقة مماثلة أو أفضل من محطات الأرصاد الجوية الأرضية وبيانات العدادات للأراضي الزراعية هو أمر رائع حقًا".
مع الإقرار بمجالات التحسين في نماذج OpenET، تُشيد الدراسة بالتقدم الكبير المُحرز في تطوير تقنيات استشعار عن بُعد مؤتمتة بالكامل. ويُشير موريس هول، مدير OpenET والمستشار الأول في صندوق الدفاع البيئي، إلى أن "المزارعين ومديري المياه يحتاجون بشكل متزايد إلى بيانات ميدانية دقيقة حول استخدام المياه". ويُعدّ دور OpenET في توفير صورة ديناميكية ودقيقة لاستخدام المياه أداةً حيويةً لاتخاذ القرارات الفورية بشأن المياه في عالمٍ يُعاني من نقصٍ حادٍّ في إمدادات المياه وتقلباتها. وتُختتم الدراسة بدعوةٍ لمواصلة البحث، مع التركيز على النظم البيئية الطبيعية وتقييم نماذج OpenET في ظلّ مختلف إجراءات إدارة الطلب الزراعي والحفاظ عليه، لا سيما في مناطق مثل حوض نهر كولورادو.
