تاریخ انتشار : ۱۴۰۲/۰۳/۲۷ ساعت ۱۷:۱۰
کد مطلب : ۴۱۰۵۲۸
وقتی فناوری به مبارزه‌ی خشکسالی می‌آید
گروه علمی: تغییرات آب و هوایی باعث ایجاد یک مشکل جهانی شده است و آن بیابان‌زایی است اما از آنجا که فناوری‌های جدید برای حل مشکلات بشر توسعه می‌یابند و راه‌حل‌هایی برای برخی از چالش‌های تاثیرگذار بر سیاره آبی ما ارائه می‌دهند، برای حل بیان‌زایی نیز می‌توان از فناوری کمک گرفت.
به گزارش ایسنا، بیابان‌زایی نوعی از تخریب زمین است که در آن منطقه‌ای با زمین‌های تقریبا خشک به طور فزاینده‌ای خشک و لم‌یزرع می‌شود. به طور معمول چنین منطقه‌ای آب، پوشش گیاهی و حیات وحش خود را از دست می‌دهد. عوامل گوناگونی همچون تغییر اقلیم و فعالیت‌های انسانی بر بیابان‌زایی نقش دارند. بیابانی شدن یکی از مسائل قابل ملاحظه‌ی بوم‌شناسی و زیست‌محیطی جهان است.
بیابان‌زایی پدیده‌ای است که روز به روز گسترش می‌یابد و به همین مناسبت روز ۱۷ ژوئن(۲۷ خرداد) به عنوان روز جهانی بیابان‌زایی نام‌گذاری شده است. براساس گزارش سازمان ملل تخمین زده می‌شود تا سال ۲۰۵۰ سه چهارم جهان تحت تاثیر خشکسالی قرار بگیرند. از سال ۲۰۰۰ خشکسالی‌ها هم از نظر تعداد هم از نظر مدت ۲۹ درصد افزایش یافته است.رقم نگران کننده دیگری که باید اقدامات سیاسی، تغییرات فرهنگی و پیشرفت‌های علمی و فنی را تسریع بخشد آمار ۵۵ میلیون نفری کسانی است که سالانه در جهان تحت تاثیر خشکسالی قرار می‌گیرند و اگر کاری نکنیم این آمار افزایش می‌یابد.
بشر در طول تاریخ فعالیت‌های گوناگونی انجام داده که تاثیرات مستقیمی بر محیط زیست گذاشته است. از جمله کشاورزی و دامداری که در دهه‌های اخیر به سطوحی افراطی رسیده‌اند. برای مثال تک‌کشت‌ها تنوع گیاهی را محدود می‌کنند و تعادل را به هم می‌ریزند و در نتیجه امکان رسیدن مواد مغذی به خاک سخت می‌شود. در دامداری نیز ردپای حیوانات خاک را فشرده می‌کند و در نتیجه جریان آب به لایه‌های زیرین محدود می‌شود.
راه حل آن بیابان زدایی است که به فعالیت‌ها و روش‌هایی گفته می‌شود که برای سبزکاری در بیابان و جلوگیری از روند شتاب‌زده‌ی تخریب زمین در مناطق خشک و نیمه خشک انجام می‌شود. قرار نیست پیش‌بینی سازمان ملل برای سال ۲۰۵۰ به طور قطع به واقعیت تبدیل شود. کارشناسان فناوری و متخصصان محیط زیست سخت تلاش می‌کنند تا راه حل‌هایی در این مورد ارائه دهند.
هوش مصنوعی و دیجیتالی کردن راه‌های مهار خشکسالی
کمبود آب را نمی‌توان به تنهایی با یک نوع فناوری مهار کرد. روش‌های متعددی مانند استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی یا الگوریتم‌ها وجود دارد که مزایای گسترده‌ای برای مدیریت آب به ارمغان می‌آورد. ترکیبی از هوش مصنوعی و دیجیتالی کردن مهار خشکسالی می‌تواند نتایج مثبتی در مبارزه با تاثیرات تغییرات آب و هوایی به همراه داشته باشد.
برای مثال چین برای مقابله با کمبود آب به هوش مصنوعی متوسل شده‌اند. آنها با استفاده از ماهواره‌ها و ایستگاه‌های راداری سیار قصد دارند حرکت هوای مرطوب را برای بهبود شرایط در استان‌های نزدیک رودخانه‌ی یانگ تسه پیش‌بینی‌کنند.
پروژه‌ی قابل توجه دیگری برای کاهش این مشکل WWTP ۳۶۰ نام دارد که ایده‌ی توسعه‌ی آن توسط موسسه فناوری گالیسیا توسعه یافته است. هدف آن طراحی جایگزین‌های فنی است که مدیریت کارآمد بهداشتی و دیجیتالی کردن فرآیند تصفیه فاضلاب و چرخه‌ی آب را به طور کلی تضمین می‌کند. آنها از هوش مصنوعی و یادگیری عمیق برای ایجاد سیستم‌های اتوماسیون و مدل‌های پیش‌بینی‌کننده برای بهبود خدمات استفاده می‌کنند.مثال دیگر استفاده از هوش مصنوعی برای مبارزه با خشکسالی در اسپانیا است که با پشتیبانی از اطلاعات ماهواره‌ای در لحظه می‌تواند مدیریت مخازن آب را بهبود بخشد. این پروژه توسط دانشگاه کوردوبا(Córdoba) توسعه یافته است.
استفاده از پهپادها برای بارور کردن ابرها
چینی‌ها پس از گذراندن یکی از طولانی‌ترین و بدترین خشکسالی‌های تاریخ خود در سال ۲۰۲۲ به روشی به نام بارورسازی ابرها روی آورده‌اند. این روش شامل استفاده از ترکیبی از مواد شیمیایی می‌شود که توسط موشک‌ها به آسمان پرتاب شده تا به طور مصنوعی باعث بارش قطرات باران شوند. به تازگی این کشور آسیایی از پهپادها برای آزادسازی محموله‌های کوچک یدید نقره که برای ایجاد باران استفاده می‌شود نیز بهره برده است.
پهپادها در صحرای دبی نیز برای رسیدن به هدفی مشابه مورد استفاده قرار گرفتند اما روش آنها متفاوت بود. در این مورد مرکز ملی هواشناسی امارات متحده عربی از پهپادها برای دستیابی به باران مصنوعی استفاده کرد اما به جای استفاده از مواد شیمیایی این کار را با به کارگیری لیزرهایی که بارهای الکتریکی تولید می‌کنند انجام داد. با استفاده از لیزر می‌توان ابرها را به هم ملحق کرد تا به مجموعه‌ای از ابر تبدیل شوند که در نهایت منجر به بارش باران می‌شود.
اینترنت اشیاء و کلان داده برای مدیریت موثر آبیاری
جمعیت جهان همچنان در حال رشد است و در شرایطی که وضعیت آب و هوا سالانه بدتر می‌شود، تغذیه افراد تبدیل به موضوعی چالش‌برانگیز می‌شود. استفاده از اینترنت اشیاء و کلان‌داده می‌تواند عنصری ضروری در مدیریت کارآمد آبیاری در بخش کشاورزی باشد. کار کردن با ابزارهای دیجیتالی و سیستم‌های پیش‌بینی که داده‌های ثبت شده را به اطلاعات ارزشمند و کارآمد تبدیل می‌کنند راهی برای تصمیم‌گیری در لحظه در مورد استفاده و مدیریت آب به منظور بهینه‌سازی آن در مواقع خشکسالی است.
ابزارهایی توسعه یافته‌اند که از هر دوی این فناوری‌ها استفاده می‌کنند. این ابزارها حداقل آب مورد نیاز در هر زمانی برای آبیاری خاک را مشخص می‌کنند و نه تنها به نظارت بر مصرف آب در لحظه کمک می‌کنند بلکه می‌توانند نشت‌های احتمالی در زیرساخت‌ها را نمایش دهند و به سرعت خطاها را مشخص کنند.نکته قابل توجه اینجاست که اینترنت اشیاء با فناوری ۵G کار می‌کند و پتانسیل زیادی برای کاهش انتشار دی‌اکسید کربن در دهه‌های پیش رو و مهار گرمایش جهانی دارد.
فراهم کردن آب آشامیدنی با پمپاژ خورشیدی
این فناوری که توسط دپارتمان علوم، فناوری و نوآوری کلمبیا در اواسط دهه گذشته به عنوان جایگزینی برای تامین آب آشامیدنی جوامع به کار گرفته شد در طول دوره‌های خشکسالی و مناطق حاشیه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد و آب را پمپاژ و تقطیر خورشیدی می‌کند. این فناوری براساس اصول تبخیر به کاهش اثر گلخانه‌ای کمک کرده و امکان جداسازی نمک دریا و حذف عوامل بیماری‌زا از آب را فراهم می‌کند.
ماهواره‌هایی برای مطالعه زمین از آسمان
فناوری‌های فضایی راه دیگری برای به دست آوردن داده‌های پژوهشی هستند که اطلاعات حیاتی در مورد چگونگی تاثیرات تغییرات آب و هوایی بر روی تمامی کره زمین ارائه می‌کنند. استفاده از ماهواره‌ها مانند ماهواره‌ی NISAR داده‌هایی در مورد وضعیت یخچال‌ها، آتشفشان‌ها و همچنین توده‌های جنگلی که برای تعادل اکوسیستم‌های مختلف مورد نیاز هستند، فراهم می‌کند.ناسا نزدیک به ۲۰ سال است که در حال جمع‌آوری داده در مورد میزان منابع آبی بوده است. این داده‌ها از طریق پلتفرم openET در اختیار کشاورزان، مدیران منابع آب و متخصصان جنگلداری قرار می‌گیرد.
سنجش از راه دور ASSIS
این فناوری توسط سازمان غذا و کشاورزی ایالات متحده آمریکا توسعه یافته است. این سازمان از داده‌های سنجش از راه دور ماهواره‌ای برای شناسایی مناطق کشاورزی مانند مراتع یا زمین‌هایی که احتمالا تنش آبی زیادی دارند استفاده می‌کند و داده‌هایی در لحظه به دست می‌آورد.
ابزارهای نقشه‌برداری همچون ArcGIS و QGIS
در سراسر جهان این ابزارها مورد استفاده قرار می‌گیرند زیرا امکان ایجاد نقشه‌ی خطرات اقلیمی کشاورزی را برای تصمیم‌گیری بهتر در این بخش ارائه می‌دهند و می‌توان با به کارگیری آنها اثرات زیست‌محیطی و اجتماعی رویدادهای شدید آب و هوایی کشور را کاهش داد.
هر چالش فرصت جدیدی برای ایجاد راه حل و به کارگیری فناوری‌های جدید است و مواردی که ذکر شد تنها چند مورد از فناوری‌هایی هستند که برای مهار خشکسالی مورد استفاده قرار می‌گیرند.این روز جهانی به ما یادآوری می‌کند که اگرچه آب آشامیدنی هنوز در دسترس بخش زیادی از افراد جهان است و به نظر می‌رسد زندگی روند ثابتی را طی می‌کند اما مشکلات زیست محیطی وجود دارند، پیشرفت می‌کنند و روز به روز قدرت بیشتری پیدا می‌کنند. همه‌ی ما باید به نوبه خود با انجام فعالیت‌های روزانه‌ی گوناگون در مبارزه با خشکسالی، بیابان‌زایی و به طور کلی تغییرات آب و هوایی سهیم باشیم تا از تبدیل شدن آن به یک فاجعه جهانی جلوگیری کنیم.
بیابان‌زایی پدیده‌ای است که روز به روز گسترش می‌یابد و به همین مناسبت روز ۱۷ ژوئن(۲۷ خرداد) به عنوان روز جهانی بیابان‌زایی نام‌گذاری شده است. براساس گزارش سازمان ملل تخمین زده می‌شود تا سال ۲۰۵۰ سه چهارم جهان تحت تاثیر خشکسالی قرار بگیرند. از سال ۲۰۰۰ خشکسالی‌ها هم از نظر تعداد هم از نظر مدت ۲۹ درصد افزایش یافته است.رقم نگران کننده دیگری که باید اقدامات سیاسی، تغییرات فرهنگی و پیشرفت‌های علمی و فنی را تسریع بخشد آمار ۵۵ میلیون نفری کسانی است که سالانه در جهان تحت تاثیر خشکسالی قرار می‌گیرند و اگر کاری نکنیم این آمار افزایش می‌یابد.
بشر در طول تاریخ فعالیت‌های گوناگونی انجام داده که تاثیرات مستقیمی بر محیط زیست گذاشته است. از جمله کشاورزی و دامداری که در دهه‌های اخیر به سطوحی افراطی رسیده‌اند. برای مثال تک‌کشت‌ها تنوع گیاهی را محدود می‌کنند و تعادل را به هم می‌ریزند و در نتیجه امکان رسیدن مواد مغذی به خاک سخت می‌شود. در دامداری نیز ردپای حیوانات خاک را فشرده می‌کند و در نتیجه جریان آب به لایه‌های زیرین محدود می‌شود.
راه حل آن بیابان زدایی است که به فعالیت‌ها و روش‌هایی گفته می‌شود که برای سبزکاری در بیابان و جلوگیری از روند شتاب‌زده‌ی تخریب زمین در مناطق خشک و نیمه خشک انجام می‌شود. قرار نیست پیش‌بینی سازمان ملل برای سال ۲۰۵۰ به طور قطع به واقعیت تبدیل شود. کارشناسان فناوری و متخصصان محیط زیست سخت تلاش می‌کنند تا راه حل‌هایی در این مورد ارائه دهند.
هوش مصنوعی و دیجیتالی کردن راه‌های مهار خشکسالی
کمبود آب را نمی‌توان به تنهایی با یک نوع فناوری مهار کرد. روش‌های متعددی مانند استفاده از شبکه‌های عصبی مصنوعی یا الگوریتم‌ها وجود دارد که مزایای گسترده‌ای برای مدیریت آب به ارمغان می‌آورد. ترکیبی از هوش مصنوعی و دیجیتالی کردن مهار خشکسالی می‌تواند نتایج مثبتی در مبارزه با تاثیرات تغییرات آب و هوایی به همراه داشته باشد.
برای مثال چین برای مقابله با کمبود آب به هوش مصنوعی متوسل شده‌اند. آنها با استفاده از ماهواره‌ها و ایستگاه‌های راداری سیار قصد دارند حرکت هوای مرطوب را برای بهبود شرایط در استان‌های نزدیک رودخانه‌ی یانگ تسه پیش‌بینی‌کنند.
پروژه‌ی قابل توجه دیگری برای کاهش این مشکل WWTP ۳۶۰ نام دارد که ایده‌ی توسعه‌ی آن توسط موسسه فناوری گالیسیا توسعه یافته است. هدف آن طراحی جایگزین‌های فنی است که مدیریت کارآمد بهداشتی و دیجیتالی کردن فرآیند تصفیه فاضلاب و چرخه‌ی آب را به طور کلی تضمین می‌کند. آنها از هوش مصنوعی و یادگیری عمیق برای ایجاد سیستم‌های اتوماسیون و مدل‌های پیش‌بینی‌کننده برای بهبود خدمات استفاده می‌کنند.مثال دیگر استفاده از هوش مصنوعی برای مبارزه با خشکسالی در اسپانیا است که با پشتیبانی از اطلاعات ماهواره‌ای در لحظه می‌تواند مدیریت مخازن آب را بهبود بخشد. این پروژه توسط دانشگاه کوردوبا(Córdoba) توسعه یافته است.
استفاده از پهپادها برای بارور کردن ابرها
چینی‌ها پس از گذراندن یکی از طولانی‌ترین و بدترین خشکسالی‌های تاریخ خود در سال ۲۰۲۲ به روشی به نام بارورسازی ابرها روی آورده‌اند. این روش شامل استفاده از ترکیبی از مواد شیمیایی می‌شود که توسط موشک‌ها به آسمان پرتاب شده تا به طور مصنوعی باعث بارش قطرات باران شوند. به تازگی این کشور آسیایی از پهپادها برای آزادسازی محموله‌های کوچک یدید نقره که برای ایجاد باران استفاده می‌شود نیز بهره برده است.
پهپادها در صحرای دبی نیز برای رسیدن به هدفی مشابه مورد استفاده قرار گرفتند اما روش آنها متفاوت بود. در این مورد مرکز ملی هواشناسی امارات متحده عربی از پهپادها برای دستیابی به باران مصنوعی استفاده کرد اما به جای استفاده از مواد شیمیایی این کار را با به کارگیری لیزرهایی که بارهای الکتریکی تولید می‌کنند انجام داد. با استفاده از لیزر می‌توان ابرها را به هم ملحق کرد تا به مجموعه‌ای از ابر تبدیل شوند که در نهایت منجر به بارش باران می‌شود.
اینترنت اشیاء و کلان داده برای مدیریت موثر آبیاری
جمعیت جهان همچنان در حال رشد است و در شرایطی که وضعیت آب و هوا سالانه بدتر می‌شود، تغذیه افراد تبدیل به موضوعی چالش‌برانگیز می‌شود. استفاده از اینترنت اشیاء و کلان‌داده می‌تواند عنصری ضروری در مدیریت کارآمد آبیاری در بخش کشاورزی باشد. کار کردن با ابزارهای دیجیتالی و سیستم‌های پیش‌بینی که داده‌های ثبت شده را به اطلاعات ارزشمند و کارآمد تبدیل می‌کنند راهی برای تصمیم‌گیری در لحظه در مورد استفاده و مدیریت آب به منظور بهینه‌سازی آن در مواقع خشکسالی است.
ابزارهایی توسعه یافته‌اند که از هر دوی این فناوری‌ها استفاده می‌کنند. این ابزارها حداقل آب مورد نیاز در هر زمانی برای آبیاری خاک را مشخص می‌کنند و نه تنها به نظارت بر مصرف آب در لحظه کمک می‌کنند بلکه می‌توانند نشت‌های احتمالی در زیرساخت‌ها را نمایش دهند و به سرعت خطاها را مشخص کنند.نکته قابل توجه اینجاست که اینترنت اشیاء با فناوری ۵G کار می‌کند و پتانسیل زیادی برای کاهش انتشار دی‌اکسید کربن در دهه‌های پیش رو و مهار گرمایش جهانی دارد.
فراهم کردن آب آشامیدنی با پمپاژ خورشیدی
این فناوری که توسط دپارتمان علوم، فناوری و نوآوری کلمبیا در اواسط دهه گذشته به عنوان جایگزینی برای تامین آب آشامیدنی جوامع به کار گرفته شد در طول دوره‌های خشکسالی و مناطق حاشیه‌ای مورد استفاده قرار می‌گیرد و آب را پمپاژ و تقطیر خورشیدی می‌کند. این فناوری براساس اصول تبخیر به کاهش اثر گلخانه‌ای کمک کرده و امکان جداسازی نمک دریا و حذف عوامل بیماری‌زا از آب را فراهم می‌کند.
ماهواره‌هایی برای مطالعه زمین از آسمان
فناوری‌های فضایی راه دیگری برای به دست آوردن داده‌های پژوهشی هستند که اطلاعات حیاتی در مورد چگونگی تاثیرات تغییرات آب و هوایی بر روی تمامی کره زمین ارائه می‌کنند. استفاده از ماهواره‌ها مانند ماهواره‌ی NISAR داده‌هایی در مورد وضعیت یخچال‌ها، آتشفشان‌ها و همچنین توده‌های جنگلی که برای تعادل اکوسیستم‌های مختلف مورد نیاز هستند، فراهم می‌کند.ناسا نزدیک به ۲۰ سال است که در حال جمع‌آوری داده در مورد میزان منابع آبی بوده است. این داده‌ها از طریق پلتفرم openET در اختیار کشاورزان، مدیران منابع آب و متخصصان جنگلداری قرار می‌گیرد.
سنجش از راه دور ASSIS
این فناوری توسط سازمان غذا و کشاورزی ایالات متحده آمریکا توسعه یافته است. این سازمان از داده‌های سنجش از راه دور ماهواره‌ای برای شناسایی مناطق کشاورزی مانند مراتع یا زمین‌هایی که احتمالا تنش آبی زیادی دارند استفاده می‌کند و داده‌هایی در لحظه به دست می‌آورد.
ابزارهای نقشه‌برداری همچون ArcGIS و QGIS
در سراسر جهان این ابزارها مورد استفاده قرار می‌گیرند زیرا امکان ایجاد نقشه‌ی خطرات اقلیمی کشاورزی را برای تصمیم‌گیری بهتر در این بخش ارائه می‌دهند و می‌توان با به کارگیری آنها اثرات زیست‌محیطی و اجتماعی رویدادهای شدید آب و هوایی کشور را کاهش داد.
هر چالش فرصت جدیدی برای ایجاد راه حل و به کارگیری فناوری‌های جدید است و مواردی که ذکر شد تنها چند مورد از فناوری‌هایی هستند که برای مهار خشکسالی مورد استفاده قرار می‌گیرند.این روز جهانی به ما یادآوری می‌کند که اگرچه آب آشامیدنی هنوز در دسترس بخش زیادی از افراد جهان است و به نظر می‌رسد زندگی روند ثابتی را طی می‌کند اما مشکلات زیست محیطی وجود دارند، پیشرفت می‌کنند و روز به روز قدرت بیشتری پیدا می‌کنند. همه‌ی ما باید به نوبه خود با انجام فعالیت‌های روزانه‌ی گوناگون در مبارزه با خشکسالی، بیابان‌زایی و به طور کلی تغییرات آب و هوایی سهیم باشیم تا از تبدیل شدن آن به یک فاجعه جهانی جلوگیری کنیم.
پربينندهترين مطالب و خبرها
