<![CDATA[
تاريخ وتطور SMMR
بدأ تطوير SMMR في السبعينيات، في وقت كانت فيه تقنيات استشعار الميكروويف الفضائية لا تزال في مراحلها الأولى. كان الهدف الرئيسي هو توفير مراقبة عالمية للعديد من معالم سطح الأرض والغطاء الجوي، بما في ذلك درجة حرارة سطح البحر، وسرعة الرياح، وكمية الجليد البحري، ومحتوى بخار الماء في الغلاف الجوي، وهطول الأمطار.
تم إطلاق Nimbus-7 في عام 1978، وحمل معه أول جهاز SMMR. تبعه SeaSat في عام 1978 أيضًا، ولكنه فشل بعد ثلاثة أشهر فقط من التشغيل. قدمت هذه المهمات فرصة فريدة لتقييم قدرات تقنية استشعار الميكروويف، وجمع بيانات لم يسبق لها مثيل عن كوكبنا.
ساهمت البيانات التي تم جمعها بواسطة SMMR في تقدم كبير في فهمنا للعديد من العمليات المناخية. على سبيل المثال، ساعدت البيانات في تحديد العلاقة بين الجليد البحري وتغير المناخ.
مبدأ عمل SMMR
يعمل SMMR من خلال قياس الإشعاع الكهرومغناطيسي الطبيعي المنبعث من سطح الأرض والغلاف الجوي في نطاق الميكروويف. تنبعث هذه الإشعاعات بسبب درجة حرارة الأجسام، وتعتمد شدتها على درجة الحرارة والخصائص الفيزيائية للمادة.
يتكون SMMR من خمس قنوات، كل منها يقيس الإشعاع بتردد مختلف: 6.6 جيجاهرتز، 10.7 جيجاهرتز، 18 جيجاهرتز، 21 جيجاهرتز، و37 جيجاهرتز. تتيح هذه الترددات المختلفة للعلماء التمييز بين مختلف الظواهر البيئية. على سبيل المثال، يمكن استخدام ترددات مختلفة لتقدير درجة حرارة سطح البحر، وسرعة الرياح فوق المحيطات، وتركيز الجليد البحري.
يتم جمع الإشعاع بواسطة هوائيات على متن القمر الصناعي، ثم تتم معالجته لتحويله إلى معلومات مفيدة. يتم معايرة البيانات بشكل صحيح للتخلص من أي تأثيرات غير مرغوب فيها، مثل تأثيرات الغلاف الجوي.
تطبيقات بيانات SMMR
استُخدمت بيانات SMMR في مجموعة واسعة من التطبيقات، بما في ذلك:
- قياس درجة حرارة سطح البحر: يمكن استخدام بيانات الميكروويف لتقدير درجة حرارة سطح البحر. هذه المعلومات ضرورية لفهم دوران المحيطات، والطقس والمناخ.
- قياس سرعة الرياح: يمكن استخدام بيانات SMMR لتقدير سرعة الرياح فوق المحيطات. هذه المعلومات مهمة لدراسة الأعاصير والظواهر الجوية الأخرى.
- قياس الجليد البحري: يمكن استخدام بيانات SMMR لتحديد مساحة الجليد البحري وتركيزه. هذه المعلومات ضرورية لرصد التغيرات في القطبين وتأثيرها على المناخ العالمي.
- قياس بخار الماء في الغلاف الجوي: يمكن استخدام بيانات SMMR لتقدير كمية بخار الماء في الغلاف الجوي. هذه المعلومات مهمة لفهم دورة المياه وهطول الأمطار.
- تقدير هطول الأمطار: على الرغم من أن SMMR لم يكن مصممًا في الأساس لقياس هطول الأمطار، إلا أنه تم استخدامه لتقدير كميات الأمطار في بعض المناطق.
المميزات والقيود
قدم SMMR العديد من المزايا كأداة استشعار عن بعد:
- القدرة على الاختراق خلال الغيوم: يمكن لموجات الميكروويف اختراق الغيوم، مما يسمح بجمع البيانات في جميع الأحوال الجوية.
- التغطية العالمية: بما أن الأقمار الصناعية تدور حول الأرض، فقد قدم SMMR تغطية عالمية، مما سمح بجمع البيانات من جميع أنحاء العالم.
- قياسات غير فعالة: نظرًا لأنه يقيس الإشعاع الطبيعي، فإن SMMR لا يتطلب أي مصدر طاقة خاص به، مما يقلل من استهلاك الطاقة.
ومع ذلك، كان لـ SMMR بعض القيود:
- دقة محدودة: كانت دقة قياسات SMMR محدودة مقارنة بأدوات الاستشعار اللاحقة.
- القدرة على التحليل المكاني المحدودة: كان للبيانات دقة مكانية منخفضة، مما يعني أنه لم يكن من الممكن التمييز بين التفاصيل الدقيقة.
- الحساسية للظروف الجوية: على الرغم من قدرته على اختراق الغيوم، إلا أن بيانات SMMR تأثرت ببعض الظروف الجوية، مثل هطول الأمطار الغزيرة.
تأثير SMMR على العلوم
كان لـ SMMR تأثير كبير على العلوم، خاصة في مجالات علوم الغلاف الجوي والمحيطات. ساهمت البيانات في:
- تحسين فهمنا للمناخ: ساعدت البيانات في فهم ديناميكيات المناخ العالمي، بما في ذلك دور المحيطات والجليد البحري في تنظيم المناخ.
- تطوير نماذج المناخ: تم استخدام بيانات SMMR لتحسين نماذج المناخ، مما أدى إلى توقعات أفضل للتغيرات المناخية.
- تحسين فهمنا لدورة المياه: ساعدت البيانات في فهم دورة المياه العالمية، بما في ذلك تبخر المحيطات وهطول الأمطار.
- تعزيز البحوث البيئية: قدمت البيانات مجموعة قيمة من المعلومات للباحثين الذين يدرسون مجموعة متنوعة من القضايا البيئية.
تطور التكنولوجيا بعد SMMR
مهدت تجربة SMMR الطريق لتطوير الجيل القادم من أجهزة استشعار الميكروويف الفضائية. تم تصميم الأجهزة اللاحقة، مثل جهاز التصوير بالميكروويف المتقدم (AMSR) الذي يعمل على متن أقمار صناعية مثل Aqua و GCOM-W1، لتحسين الدقة والقدرة على التحليل المكاني. كما استخدمت هذه الأجهزة تقنيات أكثر تقدمًا لتحليل البيانات.
تستمر أجهزة استشعار الميكروويف في لعب دور حيوي في مراقبة الأرض. يتم استخدامها اليوم لجمع مجموعة واسعة من البيانات، بما في ذلك درجة حرارة سطح البحر، وسرعة الرياح، والجليد البحري، وهطول الأمطار، ورطوبة التربة. توفر هذه البيانات معلومات قيمة للعلماء وصناع القرار وصانعي السياسات.
مستقبل استشعار الميكروويف
يبدو مستقبل استشعار الميكروويف مشرقًا. مع استمرار تطور التكنولوجيا، يمكننا أن نتوقع رؤية أجهزة استشعار أكثر دقة وتطورًا في المستقبل. ستوفر هذه الأجهزة بيانات أكثر تفصيلاً، مما سيساعدنا على فهم نظام الأرض بشكل أفضل. ستلعب أجهزة استشعار الميكروويف دورًا متزايد الأهمية في معالجة القضايا البيئية العالمية، مثل تغير المناخ وندرة المياه.
خاتمة
كان ماسح الراديومتر بالميكروويف متعدد القنوات (SMMR) أداة رائدة في مجال استشعار الميكروويف عن بعد. قدمت بياناته رؤى قيمة حول نظام الأرض، مما ساهم في تقدم كبير في فهمنا للمناخ والبيئة. على الرغم من قيوده، فقد مهّد SMMR الطريق لتطوير أجهزة استشعار أكثر تقدمًا ولا تزال تلعب دورًا حيويًا في مراقبة الأرض. يستمر هذا الإرث في التأثير على البحث العلمي ويدعم الجهود المبذولة لمعالجة التحديات البيئية العالمية.