كشف الغابات: كيف يعيد قمر ESA الصناعي للكتلة والرادار ذو الحزمة P تعريف محاسبة الكربون العالمية

• نظرة عامة على السوق: المشهد المتطور لمراقبة كربون الغابات
• اتجاهات التكنولوجيا: تقدم في رادار الحزمة P واستشعار الكتلة عبر الأقمار الصناعية
• المشهد التنافسي: اللاعبون الرئيسيون والمبادرات الاستراتيجية
• توقعات النمو: التوسع المتوقع في حلول قياس كربون الغابات
• تحليل إقليمي: التبني والأثر عبر الأسواق العالمية
• التطلعات المستقبلية: الحدود القادمة في تقييم الكتلة الحيوية للغابات
• التحديات والفرص: مواجهة الحواجز وإطلاق العنان للإمكانات
• المصادر والمراجع

“فيجي، عبارة عن أرخبيل يتكون من أكثر من 330 جزيرة في جنوب المحيط الهادئ، قد تحولت بسرعة في السنوات الأخيرة.” (المصدر)

نظرة عامة على السوق: المشهد المتطور لمراقبة كربون الغابات

يشهد مشهد مراقبة كربون الغابات تحولاً جذريًا مع ظهور تقنيات الأقمار الصناعية المتقدمة، وأبرزها قمر ESA الصناعي للكتلة. تم إطلاقه في مايو 2024، قمر الكتلة هو أول مهمة تحمل رادارًا صناعيًا ذا حزمة P قطبي بالكامل، مما يمكّن مما يوصف غالبًا بأنه “رؤية الأشعة السينية” للغابات. تتيح هذه التقنية اختراقًا غير مسبوق عبر قمم الغابات الكثيفة، مما يوفر قياسات مباشرة للكتلة الحيوية الخشبية، وبالتالي، تقييمات أكثر دقة لمخزونات الكربون.

واجهت الطرق التقليدية للاستشعار عن بعد، مثل الرادار البصري ورادار الحزمة L، صعوبات في تقدير الكتلة الحيوية بدقة في الغابات الاستوائية والكثيفة بسبب تشبع السطح وضعف الإشارة. يتمكن رادار الحزمة P، الذي يعمل على طول موجة يبلغ نحو 70 سم، من تجاوز هذه القيود من خلال اختراق التركيب الغابي، والتقاط الإشارات من الجذوع والفروع الكبيرة التي تخزن الغالبية العظمى من الكربون (ESA: كيف تعمل الكتلة).

تعتبر الآثار المترتبة على محاسبة الكربون مهمة. وفقًا لوكالة ESA، من المتوقع أن تقدم مهمة الكتلة خرائط عالمية للكتلة الحيوية للغابات كل ستة أشهر، بدقة مكانية تبلغ 200 متر. سيمكن ذلك من رصد التغيرات في مخزونات الكربون على مقياس ذي صلة بجرد غازات الاحتباس الحراري الوطنية وأسواق الكربون (ESA: مهمة الكتلة). تشير المحاكاة الأولية إلى أن القمر يمكن أن يقلل من عدم اليقين في تقديرات كربون الغابات العالمية بنسبة تصل إلى 50% مقارنة بالطرق السابقة (Nature Geoscience).

• أثر السوق: من المتوقع أن تعزز الدقة المحسّنة وتكرار بيانات الكتلة الحيوية مصداقية اعتماد كربون الغابات، وهو سوق من المتوقع أن يصل إلى 50 مليار دولار بحلول عام 2030 (McKinsey).
• السياسة والامتثال: يمكن للحكومات والمنظمات الآن تتبع التقدم نحو الالتزامات المناخية بشكل أفضل، مثل تلك الموجودة في اتفاقية باريس، باستخدام بيانات قابلة للتحقق وعالية الدقة.
• نظام الابتكار: من المتوقع أن يؤدي توفر بيانات الحزمة P المفتوحة إلى تحفيز الابتكار بين مقدمي التحليلات، والمنظمات غير الحكومية، والشركات الناشئة في التكنولوجيا، مما يوسع سلسلة قيمة مراقبة الغابات.

باختصار، قمر ESA الصناعي للكتلة وراداره الرائد ذو الحزمة P يغيران قواعد لعبة مراقبة كربون الغابات، مما يوفر “رؤية الأشعة السينية” اللازمة لإطلاق مستويات جديدة من الشفافية، والمساءلة، ونمو السوق في الجهود العالمية لمكافحة تغير المناخ.

اتجاهات التكنولوجيا: تقدم في رادار الحزمة P واستشعار الكتلة عبر الأقمار الصناعية

يمثل إطلاق قمر ESA الصناعي للكتلة في عام 2024 قفزة تحول في مراقبة الغابات العالمية ومحاسبة الكربون. في قلب هذه المهمة هو الاستخدام الرائد لرادار الحزمة P الصناعي، وهي تقنية كثيرًا ما تشبه “رؤية الأشعة السينية” لقدرتها غير المسبوقة على اختراق قمم الغابات الكثيفة وقياس الكتلة الحيوية الخشبية بشكل مباشر. هذه القدرة تعالج تحديًا مستمرًا في علوم المناخ: الكمية الدقيقة من الكربون المخزن في غابات العالم.

واجهت أجهزة الاستشعار الساتلية التقليدية، مثل الرادار البصري ورادار الحزمة L، صعوبات في الرؤية من خلال الغطاء النباتي الكثيف، مما أدى إلى مستويات كبيرة من عدم اليقين في تقديرات الكتلة الحيوية. يتمكن رادار الحزمة P، الذي يعمل عند ترددات حول 435 ميجاهرتز، من اختراق عمق عدة أمتار في غابات الأشجار، والتقاط معلومات مفصلة حول الهيكل الجذعي والفروع. يسمح هذا برسم خرائط مباشرة للكتلة الحيوية فوق الأرض على نطاق عالمي، بدقة مكانية من 50 إلى 100 متر (نظرة عامة على ESA Biomass).

تعتبر الآثار المترتبة على محاسبة الكربون عميقة. تمتص الغابات حوالي 2.6 مليار طن من CO₂ سنويًا، ولكن تقديرات مخزونات الكربون الخاصة بها قد تباينت بنسبة تصل إلى 50% بسبب قيود القياس (أخبار الطبيعة). ستُمكِّن بيانات قمر الكتلة من تحصيل جرد أكثر دقة لغازات الاحتباس الحراري الوطنية، ودعم مبادرات REDD+، وتوجيه السياسة المناخية من خلال تقديم تحديثات شبه حقيقية حول إزالة الغابات، وتدهورها، ونموها مرة أخرى.

• التغطية العالمية: ستقوم الكتلة برسم جميع الغابات الاستوائية، والمعتدلة، والبورالية مرة واحدة على الأقل كل ستة أشهر، مما ينتج مجموعة بيانات شاملة للباحثين وصانعي السياسات.
• الابتكار التكنولوجي: إن الهوائي القابل للنشر البالغ طوله 12 مترًا هو أكبر طبق راداري تم إطلاقه في الفضاء، مما يمكّن من جمع بيانات دقيقة من الحزمة P (تكنولوجيا ESA).
• سياسة البيانات المفتوحة: تلتزم ESA بجعل بيانات الكتلة متاحة مجانًا، مما يعزز التعاون والابتكار في علوم الغابات ومراقبة الكربون (وصول بيانات ESA).

مع تكثيف العالم لجهوده لمكافحة تغير المناخ، فإن ثورة رادار الحزمة P التي يقودها قمر ESA الصناعي للكتلة هي في وضع يمكنها من توفير “الحلقة المفقودة” في محاسبة الكربون العالمية، مما يوفر حقبة جديدة من الشفافية والدقة في فهم موارد الغابات الحيوية على كوكبنا.

المشهد التنافسي: اللاعبون الرئيسيون والمبادرات الاستراتيجية

يتطور المشهد التنافسي لتقنيات مراقبة الغابات المتقدمة بسرعة، مع قمر ESA الصناعي للكتلة في المقدمة. تم إطلاق قمر الكتلة في مايو 2024، وهو أول مهمة تحمل رادارًا مدمجًا ذو حزمة P في الفضاء، مما يمكّن من “رؤية الأشعة السينية” غير المسبوقة عبر قمم الغابات الكثيفة. تمثل هذه التقنية قفزة كبيرة في محاسبة الكربون العالمية، حيث تسمح بقياس الكتلة الحيوية والغابات ومخزونات الكربون بشكل مباشر، حتى في المناطق الاستوائية التي كانت تعتبر شديدة الصعوبة (ESA).

تشمل اللاعبون الرئيسيون في هذا المجال:

• وكالة الفضاء الأوروبية (ESA): تعتبر مهمة الكتلة هي الرائدة في مراقبة كربون الغابات، حيث تستفيد من رادار الحزمة P لتوفير تغطية عالمية كل ستة أشهر. من المتوقع أن توفر المهمة بيانات حيوية لتخفيف تغير المناخ ومبادرات REDD+ (ESA Biomass).
• ناسا: بينما قدم برنامج GEDI (التحقيق في ديناميات النظام البيئي العالمي) التابع لناسا كبير من بيانات الهيكل العمودي للغابات عالية الدقة من محطة الفضاء الدولية، فإنه محدود بتغطية السحب والثغرات في العينة. تقوم ناسا أيضًا بتطوير مهمة NISAR (بالتعاون مع ISRO)، التي ستستخدم رادارات الحزمة L وS، ولكن ليس رادار الحزمة P الذي يخترق بعمق (GEDI; NISAR).
• القطاع الخاص: تستثمر شركات مثل إيرباص وCapella Space في كوكبات رادارية تجارية، على الرغم من أن معظمها يعمل عند ترددات الحزمة X أو C، والتي تعتبر أقل فعالية في تقدير الكتلة الحيوية. ومع ذلك، تظهر الشراكات مع الوكالات العامة لتعزيز دمج البيانات والتحليلات (إيرباص SAR).

تشمل المبادرات الاستراتيجية التي تشكل القطاع ما يلي:

• دمج البيانات: هناك جهود جارية لدمج بيانات رادار الحزمة P مع بيانات الليزر، والبصري، والميداني للحصول على تقييمات أكثر دقة لمخزونات الكربون (Nature).
• سياسات البيانات المفتوحة: من المتوقع أن تساهم التزام ESA بتوفير بيانات الكتلة بشكل مجاني وذو وصول مفتوح في تعزيز مراقبة الكربون ودعم الامتثال للسياسات المناخية العالمية.
• التعاون الدولي: تسريع الشراكات عبر الوكالات، مثل بين ESA وناسا والوكالات الوطنية للغابات، يعزز اعتماد المراقبة المتقدمة لمبادرات REDD+ وأسواق الكربون.

من خلال رادار الحزمة P التابع لقمر الكتلة، تؤسس ESA معيارًا جديدًا في محاسبة كربون الغابات، مما يؤدي إلى زيادة المنافسة والتعاون بين وكالات الفضاء ومزودي الخدمات التجارية لتقديم بيانات عالية الدقة قابلة للتنفيذ من أجل العمل المناخي.

توقعات النمو: التوسع المتوقع في حلول قياس كربون الغابات

يشهد مشهد قياس كربون الغابات تحولًا جذريًا مع ظهور تقنيات الاستشعار عن بعد المتقدمة، وأبرزها قمر ESA الصناعي للكتلة. تم إطلاقه في عام 2024، تعتبر هذه المهمة الأولى التي تحمل رادارًا صناعيًا ذو حزمة P في مداره، مما يمكّن من “رؤية الأشعة السينية” غير المسبوقة من خلال قمم الغابات الكثيفة لقياس الكتلة الحيوية الخشبية مباشرة، وبالتالي، مخزونات الكربون (نظرة عامة على ESA Biomass).

يعمل رادار الحزمة P على طول موجة 70 سم، مما يسمح له باختراق الأوراق والفروع الصغيرة، والتقاط الإشارات من الجذوع والفروع الكبيرة – الخزانات الأساسية لكربون الغابات. تعالج هذه القدرة فجوة حاسمة في المهام الساتلية السابقة، التي واجهت صعوبات في قياس الكتلة الحيوية فوق الأرض بشكل دقيق في الغابات الاستوائية والبورالية بسبب انسدادات السقف (Nature).

يتوقع المحللون في السوق أن يؤدي دمج بيانات رادار الحزمة P إلى تحفيز نمو كبير في قطاع حلول قياس كربون الغابات. وفقًا لتقرير عام 2023 نشره MarketsandMarkets، من المتوقع أن ينمو السوق العالمي لكربون الغابات من 1.3 مليار دولار في 2023 إلى 2.7 مليار دولار بحلول عام 2028، بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 15.2%. من المتوقع أن يسرع نشر قمر ESA الصناعي للكتلة هذا الاتجاه من خلال توفير خرائط دقيقة متسقة على مستوى العالم، والتي تعتبر ضرورية للتحقق من الائتمانات الكربونية، ومبادرات REDD+، وجرد غازات الاحتباس الحراري الوطنية.

• دقة محسّنة: تشير الدراسات الأولية للتحقق إلى أن رادار الحزمة P يمكن أن يقلل من عدم اليقين في تقديرات الكتلة الحيوية بنسبة تصل إلى 30% مقارنة بالطرق السابقة (ESA Biomass Science).
• تغطية عالمية: سيعيد قمر الكتلة زيارة كل نقطة على الأرض كل ستة أشهر، مما يمكّن من مراقبة ديناميكية لتغيرات كربون الغابات على نطاق واسع.
• أثر السوق: من المتوقع أن يعزز تحسين جودة البيانات الثقة لدى المستثمرين في الائتمانات الكربونية المرتكزة على الطبيعة، مما قد يفتح أبوابًا لمليارات الدولارات في تمويل المناخ (Carbon Herald).

باختصار، ثورة رادار الحزمة P، التي تقودها ESA بواسطة قمر الكتلة، ستهيمن على إعادة تعريف محاسبة كربون الغابات. مع نضوج التكنولوجيا وتوافر البيانات بشكل واسع، يستعد أصحاب المصلحة عبر سلسلة قيمة سوق الكربون – من مطوري المشاريع إلى صانعي السياسات – للاستفادة من حلول قياس أكثر موثوقية، وشفافية، وقابلية للتوسع.

تحليل إقليمي: التبني والأثر عبر الأسواق العالمية

يعتبر إطلاق قمر ESA الصناعي للكتلة في مايو 2024 لحظة تحوّل في مراقبة الغابات العالمية ومحاسبة الكربون. مزود برادار صناعي ذو حزمة P، يعتبر القمر الأول من نوعه الذي يوفر “رؤية الأشعة السينية” عبر قمم الغابات الكثيفة، مما يمكّن من قياسات غير مسبوقة للكتلة الحيوية فوق الأرض ومخزونات الكربون عبر غابات العالم (ESA).

التبني الإقليمي والأثر

• حوض الأمازون (أمريكا الجنوبية): تعتبر غابة الأمازون، التي تحتفظ بحوالي 17% من الكربون الأرضي في العالم، منطقة كانت تعتبر نقطة عمياء منذ زمن طويل لنظارات الأقمار الصناعية التقليدية بسبب تغطية سحابية مستمرة والنباتات الكثيفة. يقوم رادار حزمة P الخاص بقمر الكتلة باختراق هذه العقبات، مما يوفر بيانات دقيقة على مدار السنة. من المتوقع أن تحسن بشكل كبير محاسبة الكربون للبرازيل وبيرو وكولومبيا، دعمًا لمبادرات REDD+ والالتزامات المناخية الدولية (Nature).
• حوض الكونغو (أفريقيا): تعتبر الغابات الاستوائية في أفريقيا التي تشكل ثاني أكبر مصرف كربون في العالم، لكنها عانت من نقص في البيانات. من المقرر أن تملأ مهمة الكتلة هذه الفجوة، مقدمة خرائط للكتلة الحيوية عالية الدقة التي ستساعد في إدارة الغابات المستدامة وجذب تمويل المناخ للبلدان مثل جمهورية الكونغو الديمقراطية وغابون (ESA).
• الغابات البورالية (روسيا، كندا، الدول الإسكندنافية): تخزن المناطق البورالية كميات هائلة من الكربون في كل من الأشجار والتربة. من المتوقع أن تساعد قدرة رادار الحزمة P على قياس الكتلة الحيوية في هذه الغابات ذات العرض العالي، حتى تحت غطاء الثلج، في تحسين نماذج الكربون العالمية وإبلاغ جرد غازات الاحتباس الحراري الوطنية (BBC).
• جنوب شرق آسيا: ستستفيد دول مثل إندونيسيا وماليزيا، التي تمتلك غابات شديدة الرطوبة، من تحسين مراقبة إزالة الغابات والتدهور، دعمًا للحفاظ والتصديق على زراعة الزيت النخيل المستدامة (ESA).

التداعيات السوقية

من المتوقع أن تدعم بيانات قمر الكتلة الجيل التالي من أسواق الكربون، وتعزز الشفافية في التقارير المناخية، وتدفع الاستثمار في الحلول المعتمدة على الطبيعة. مع تصاعد الضغوط على الدول والشركات للتحقق من تخفيضات الانبعاثات، من المتوقع أن يصبح اعتماد تقنية رادار الحزمة P معيارًا عالميًا في محاسبة الكربون وإدارة الغابات.

التطلعات المستقبلية: الحدود القادمة في تقييم الكتلة الحيوية للغابات

يستعد مستقبل تقييم الكتلة الحيوية للغابات لقفزة تحويلية مع ظهور تقنيات فضائية متقدمة، وأبرزها قمر ESA الصناعي للكتلة. أُطلق في مايو 2024، وتعتبر هذه المهمة الأولى التي تحمل رادارًا صناعيًا ذا حزمة P قطبي بالكامل، مما يوفر “رؤية الأشعة السينية” غير مسبوقة إلى غابات العالم (ESA).

يعمل رادار الحزمة P على طول موجة 70 سم، وهو أطول بكثير من رادارات الحزمة L وC المستخدمة في المهام السابقة. يسمح هذا الطول الموجي الأطول لإشارات الرادار باختراق الغابة والتفاعل مع الفروع والجذوع وحتى الأرض تحت النباتات الكثيفة. نتيجة لذلك، يمكن لقمر الكتلة قياس بناء الغابة مباشرة وتقدير الكتلة الحيوية فوق الأرض بدقة أكبر بكثير من الأنظمة البصرية أو رادارات الأطوال الموجية القصيرة (Nature).

تعتبر هذه القفزة التكنولوجية حيوية لمحاسبة الكربون. تخزن الغابات حوالي 80% من كربون الأرض، لكن التقديرات الحالية لكتلة الغابات العالمية تحمل عدم يقين بنسبة تصل إلى 30% (Nature). تهدف قمر الكتلة إلى تقليل هذا عدم اليقين إلى أقل من 10%، مما يوفر خرائط سنوية عالمية لكتلة الغابات بدقة مكانية تبلغ 200 متر. ستكون هذه البيانات ذات قيمة لا تعد ولا تحصى لرصد إزالة الغابات، وتدهورها، ونموها مرة أخرى، بالإضافة إلى التحقق من الجرد الوطني للكربون تحت اتفاقية باريس (ESA: كيف تعمل الكتلة).

• تغطية عالمية: ستقوم الكتلة برسم خرائط لجميع غابات العالم مرة واحدة على الأقل كل ستة أشهر، مما يمكن من مراقبة تغيرات الطقس في الوقت الفعلي.
• تحسين نماذج الكربون: ستساهم القياسات المباشرة عالية الدقة في تحسين نماذج المناخ وتوجيه القرار السياسي.
• دعم لمبادرات REDD+: ستحصل الدول المشاركة في REDD+ (تخفيف الانبعاثات الناتجة عن إزالة الغابات وتدهور الغابات) على أداة قوية ومستقلة للإبلاغ والتحقق (UN-REDD).

باختصار، يحمل قمر ESA الصناعي للكتلة وراداره الرائد ذو الحزمة P حقبة جديدة في مراقبة الغابات. من خلال توفير صورة أوضح وأكثر دقة عن غابات العالم، ستكون هذه التكنولوجيا بالغة الأهمية في الجهود العالمية لمكافحة تغير المناخ وحماية نظم البيئة الحيوية.

التحديات والفرص: مواجهة الحواجز وإطلاق العنان للإمكانات

يمثل قمر ESA الصناعي للكتلة، الذي أُطلق في عام 2024، قفزة تحويلية في مراقبة الغابات ومحاسبة الكربون. مدعومًا برادار صناعي ذو حزمة P رائد، يمكن للكتلة “رؤية” من خلال قمم الغابات لقياس كتلة الأشجار والنباتات بدقة غير مسبوقة. تعالج هذه القدرة التحديات المستمرة في قياس مخزونات كربون الغابات، وهو مكون حاسم في تتبع تغير المناخ وإبلاغ السياسة.

• التحديات:
  • قيود الاختراق: تكافح أجهزة الاستشعار الساتلية التقليدية، مثل البصرية والرادارات ذات الأطوال الموجية القصيرة، لاختراق قمم كثيفة، مما يؤدي إلى تقديرات غير دقيقة للكتلة الحيوية، خاصة في الغابات الاستوائية (ESA).
  • دمج البيانات: يتطلب دمج بيانات رادار الحزمة P مع جرد الغابات القائمة ومجموعات بيانات الاستشعار عن بعد خوارزميات جديدة ومعايرة متقاطعة، مما يطرح تحديات تقنية ومنهجية (Nature Scientific Reports).
  • حواجز تنظيمية: تخضع ترددات الحزمة P لتنظيمات دولية صارمة بسبب إمكانية التعرض للتداخل مع أنظمة الاتصال الأخرى، مما يحد من النشر ومشاركة البيانات في بعض المناطق (ITU).
• الفرص:
  • تعزيز محاسبة الكربون: يمكن لرادار الحزمة P تقدير الكتلة الحيوية فوق الأرض بدقة هدف تبلغ 20% عند دقة 200 متر، مما يُتيح سجلات أكثر موثوقية لغازات الاحتباس الحراري الوطنية ويدعم مبادرات REDD+ (ESA).
  • تغطية عالمية: سيقوم القمر برسم خرائط غابات العالم كل ستة أشهر، مما يوفر بيانات متسقة على نطاق واسع لتتبع أنماط إزالة الغابات، والتدهور، والنمو مرة أخرى (Nature Scientific Reports).
  • أثر السوق والسياسة: يمكن أن يعزز تحسين الشفافية في البيانات مصداقية أسواق الكربون ويضيء على قرارات تمويل المناخ، بينما يدعم البلدان في تحقيق التزاماتها بموجب اتفاقية باريس (Carbon Brief).

باختصار، من المقرر أن تحدث قمر ESA الصناعي للكتلة وتكنولوجيا رادار الحزمة P تحولًا في محاسبة كربون الغابات. بينما تبقى تحديات تقنية وتنظيمية ودمج قائمة، توفر الإمكانية للحصول على بيانات دقيقة وشفافة وقابلة للتنفيذ فرصًا كبيرة للسياسات المناخية، والحفاظ، والاقتصاد الكربوني الناشئ.

المصادر والمراجع

• رؤية الأشعة السينية للغابات: قمر ESA الصناعي للكتلة وثورة رادار الحزمة P في محاسبة الكربون
• ESA
• Nature Scientific Reports
• McKinsey
• GEDI
• إيرباص SAR
• MarketsandMarkets
• Carbon Herald
• BBC
• UN-REDD
• ITU
• Carbon Brief