تحتاج هندسة الموارد المائية إلى بيانات تغطي المكان والزمان بدقة، وهذا ما يصعب توفيره في بلد مثل العراق، إذ تذكر الدراسات أن محطات الأرصاد الجوية خرجت من الخدمة مدة طويلة، وتضرر بعضها بفعل العمليات العسكرية. وهنا يدخل الاستشعار عن بعد بوصفه مصدرًا بديلًا أو مكملًا، فالأقمار الصناعية ترصد الأمطار والتبخر ورطوبة التربة والمياه المخزنة ومساحات المسطحات المائية، وتغطي مناطق لا يصلها قياس أرضي. mdpi (https://mdpi.com/2073-4441/15/5/852)
ويأتي في مقدمة هذه البيانات منتج CHIRPS، وهو سجل أمطار شبه عالمي بدقة مكانية 0.05 درجة، يمزج تقديرات الأمطار المستخرجة من الأشعة تحت الحمراء ومدة الغيوم الباردة مع بيانات محطات القياس. وللمنتج صورتان، أولية تتاح خلال يومين تقريبًا، ونهائية تتأخر نحو ثلاثة أسابيع بعد دمج أفضل بيانات المحطات المتاحة. وأصبح الإصدار الثالث من CHIRPS تشغيليًا منذ كانون الثاني 2025، ويغطي نحو أربعين سنة من 1981 إلى الوقت القريب من الحاضر. وقد اعتمدت عليه دراسات حوض الفرات الأوسط التي ناقشناها سابقًا، وكان معامل ارتباطه بالمحطات الأرضية بين 0.83 و0.97 حسب المحطة. pmc.ncbi.nlm.nih.gov +2 (https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4672685)
أما أقرب أخواته فهو IMERG التابع لبعثة قياس الهطول العالمية (GPM) التابعة لوكالة ناسا. وهو يقدّر الأمطار بدقة نحو 10 كم مربع كل نصف ساعة منذ حزيران 2000، مما يجعله مناسبًا لدراسة العواصف القصيرة والسيول. ويُشغَّل بثلاث صور: مبكرة بعد نحو أربع ساعات، ومتأخرة بعد نحو أربع عشرة ساعة، ونهائية بعد أشهر تُضبط فيها التقديرات بقياسات المحطات. ويحذّر مطوروه من أن مهارة التقدير تكون أقل فوق التضاريس المعقدة والمناطق الساحلية والأسطح المتجمدة، وأن تغير مجموعة الأقمار عبر السنين قد يُدخل آثارًا مصطنعة في دراسات الاتجاهات الطويلة. N: 90 S: -90 E: 180 W: -180 +3 (https://www.earthdata.nasa.gov/es/data/catalog/ges-disc-gpm-3imergm-07)
وهناك عائلة أوسع من المنتجات، منها GSMaP وPERSIANN وGPCP، وإعادة التحليل ERA5-Land. وقد قارنت دراسات عدة بينها في المناطق الجافة. ففي العراق خلصت إحدى الدراسات إلى ضرورة تصحيح بيانات الأمطار الفضائية بقياسات المحطات لتقليل الإفراط والتقليل في التقدير، وأن نسخة GSMaP المصححة تقدّر الأمطار بصورة معقولة في مناخ جاف مثل العراق. وفي السودان تبين أن CHIRPS يميل إلى تقدير أقل بنسبة 5–13%، بينما يزيد IMERG التقدير بنسبة 25–42%، وهي أرقام تعبر عن منطقة محددة لا تُعمَّم، لكنها توضح أن أفضل منتج يختلف باختلاف المكان. mdpi (https://mdpi.com/2073-4441/15/5/852)mdpi-res (https://mdpi-res.com/d_attachment/remotesensing/remotesensing-18-02079/article_deploy/remotesensing-18-02079.pdf)
ولا يقتصر الاستشعار عن بعد على الأمطار. فأقمار GRACE تقيس تغيرات مجال الجاذبية، وبذلك ترصد تغير المخزون المائي الكلي، بما فيه المياه الجوفية، وهو ما يصفه باحثون بأنه الطريقة الوحيدة حاليًا لتقدير تغير المياه الجوفية من الفضاء. وقد كشفت بيانات GRACE أن حوضي دجلة والفرات، بما فيهما أجزاء من تركيا وسوريا والعراق وإيران، فقدا نحو 144 كم³ من المياه العذبة المخزنة بين 2003 و2009، وعُزي نحو 60% من الفقد إلى ضخ المياه الجوفية. وفي الدراسة نفسها استُخدمت صور Landsat لإظهار انكماش بحيرة القادسية بين 2006 و2009. nasa (https://www.jpl.nasa.gov/news/nasa-satellites-find-freshwater-losses-in-middle-east)nasa (https://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=80613)
وإلى جانب ذلك، تدخل بيانات أخرى في العمل اليومي لمهندس الموارد المائية: نماذج الارتفاع الرقمية مثل SRTM لتحديد الأحواض ومسارات التصريف، وصور Landsat وSentinel لإنتاج خرائط استخدامات الأراضي وقياس مساحات الأهوار والخزانات، وبيانات التبخر-نتح ورطوبة التربة لتقدير الاحتياج المائي. وكل طبقة من هذه الطبقات تُغذي نموذجًا هيدرولوجيًا أو مؤشرًا للجفاف، كما في SPI وHEC-HMS.
لكن هذه الوفرة لا تعني أن الأرقام الفضائية صحيحة تلقائيًا. فالتحيز في الأمطار الفضائية يتغير بحسب التضاريس ونوع السحب وشدة الهطول، ولذلك يوصى بتصحيحه بقياسات محلية. وفي المناخ الصحراوي الحار ما يزال رصد الأمطار بالمستشعرات الفضائية تحديًا. كما أن الاكتفاء بمعامل الارتباط قد يخدع، لأن الارتباط المرتفع كثيرًا ما يخفي تحيزًا واضحًا، فالمنتج قد يتتبع شكل السلسلة جيدًا ويخطئ في حجمها. ويُضاف إلى ذلك أن CHIRPS في سلسلته اليومية يعتمد في التباين اليومي على الأشعة تحت الحمراء وبيانات إعادة التحليل، بينما يُصحَّح التباين الشهري بقياسات المحطات، ولذلك فهو أوثق على المقياس الشهري منه على اليومي. mdpi.com +3 (https://mdpi.com/2073-4441/15/5/852)
وعلى ضوء ذلك، يمكن أن يتبع المهندس خطوات عملية: اختيار المنتج بحسب الغرض، فـ CHIRPS مناسب للمؤشرات الشهرية وتحليل الجفاف، وIMERG مناسب للأحداث القصيرة والسيول. ثم مقارنته بالمحطات المتاحة بمقاييس متعددة مثل معامل الارتباط وRMSE وMAE وNSE وليس بمقياس واحد، وتصحيح التحيز إن ظهر، ثم إدخاله في النماذج. ويمكن الوصول إلى CHIRPS بسهولة عبر منصات مثل Google Earth Engine التي تتيحه بخطوة زمنية كل خمسة أيام ودقة نحو 5.5 كم. google (https://developers.google.com/earth-engine/datasets/catalog/UCSB-CHC_CHIRPS_V3_PENTAD)
وهكذا يمنح الاستشعار عن بعد المهندسَ ما كان مفقودًا من بيانات في المناطق الشحيحة بالقياسات، لكنه لا يعفيه من التحقق. فالقيمة الحقيقية للمنتجات الفضائية تظهر حين تُقرأ بوصفها تقديرات تحتاج إلى معايرة محلية، وتُدمج مع القياسات الأرضية بدل أن تحل محلها بالكامل.
قدمتها: م.م زهراء حسين محمد
المصدر: Funk et al. (2015), Scientific Data, عن CHIRPS؛ مركز مخاطر المناخ (UCSB)؛ وثائق ناسا لمنتج IMERG الإصدار 7؛ دراسة Voss et al. (2013) وبيان ناسا عن GRACE في حوضي دجلة والفرات؛ دراسات تقييم المنتجات الفضائية في العراق ومصر والسودان والسعودية (MDPI وغيرها).