نمذجة النتح والتبخر في مناطق مناخية متنوعة بباكستان باستخدام خوارزمية توازن الطاقة السطحية للأراضي (SEBAL) عبر تقنيات الجغرافيا المكانية

لماذا يهم دور دورة المياه الخفية

عندما نفكر في تغير المناخ والمياه في باكستان، فإن الصورة التي تتبادر إلى الذهن عادة هي ذوبان الأنهار الجليدية أو تقلص الأنهار. لكن عملية أكثر هدوءًا، تُسمى النتح والتبخر—فقدان الماء مجتمعًا من التربة والمسطحات المائية وأوراق النباتات—تعمل كمكيف هواء طبيعي للمشهد. يطرح هذا البحث سؤالًا بسيطًا لكنه عاجلًا: مع نمو المدن في باكستان وارتفاع درجات الحرارة، كيف يتغير هذا النظام التبريدي الطبيعي عبر مناطق المناخ المختلفة في البلاد؟

بلد متعدد المناخات

تمتد باكستان من جبال شمالية متجمدة إلى صحارى جنوبية حارقة وسهول ساحلية رطبة. لفهم هذا التعقيد قسم الباحثون البلاد إلى خمس مناطق مناخية واسعة؛ تغطي قممًا عالية، وسهول نهريّة مروية، وهضابًا غربية جافة، وسهولًا منخفضة حارة في الوسط، وحزامًا ساحليًا جنوبيًا. لكل من هذه المناطق مزيجها من المزارع والغابات والمدن والأراضٍ العارية، مما يجعلها تمتص وتطلق الحرارة والرطوبة بطرق مختلفة جدًا. إن معرفة مقدار الماء الذي يعود إلى الهواء من كل منطقة أمر بالغ الأهمية لإدارة المحاصيل، وتبريد المدن، والتخطيط لمواجهة الجفاف وموجات الحر.

مراقبة الأرض من الفضاء

بدلًا من الاعتماد فقط على محطات الطقس، التي هي قليلة ومتفرقة التوزيع، لجأ الفريق إلى الأقمار الصناعية. باستخدام ثلاث أجيال من صور لاندسات من 1989 و1999 و2009 و2019، جمعوا صورًا مفصَّلة لسطوع الأرض وخضرتها ودرجة حرارتها مع سجلات درجة حرارة الهواء والرطوبة وكمية الشمس والرياح من إدارة الأرصاد الجوية الباكستانية. وأُدخلت هذه المدخلات في طريقة معروفة باسم خوارزمية توازن الطاقة السطحية للأراضي (SEBAL)، التي تتعقب أساسًا كيف يُقسَّم الإشعاع الشمسي الوارد بين تسخين الهواء، وتسخين الأرض، وتبخر الماء. ومن هذا التوازن قدر الباحثون كمية الماء التي تترك السطح يوميًا عبر باكستان، بكسلًا بكسل.

دلائل على مشهد يزداد دفئًا وجفافًا

يكشف السجل الفضائي عن نمط واضح على مدى ثلاثة عقود. ارتفعت درجات حرارة سطح الأرض بشكل مستمر، خصوصًا في السهول الوسطى والجنوبية وحول المدن الكبرى، بينما بقيت الجبال الشمالية الباردة ملاذًا نسبيًا. تحسنت الغطاء النباتي، المتتبع بمؤشر الخضرة، عمومًا حتى 2009 لكنه تراجع بحلول 2019 في مناطق كثيرة، لا سيما حيث توسعت المدن وتدهورت الأراضي. وفي الوقت نفسه انخفضت عكسية الأرض، ما يشير إلى تحول من أسطح أفتح أو قليلة الغطاء إلى مناطق أغمق ماصة للحرارة نتيجة التحضر والاضطراب في الأرض. كما ازداد الإشعاع الصافي—الطاقة الإجمالية المتاحة عند السطح—في أجزاء واسعة من البلاد، مما عزز هذه الاتجاهات الاحترارية.

نظام التبريد الطبيعي في باكستان تحت الضغط

ترتبط أنماط النتح والتبخر بهذه التغيرات. في 1989 و2009 أظهرت مساحات واسعة من المرتفعات الشمالية وبعض المناطق المروية والساحلية فقدًا عاليًا يوميًا للماء، وهو ما يتوافق مع نبات صحي وترب رطبة وتبريد تبخري قوي. لكن بحلول 2019 تقلصت مناطق النتح والتبخر العالية جدًا والمرتفعة بشكل حاد، بينما توسعت المناطق ذات القيم المنخفضة والمنخفضة جدًا لتغطي أكثر من نصف البلاد. ظلت الهضاب الغربية الجافة منخفضة باستمرار، لكن تراجعات مقلقة ظهرت أيضًا في قلب الأراضي الزراعية وعلى طول الساحل حيث تضررت الأراضي الرطبة وأشجار المنغروف. برزت المناطق الحضرية وشبه الحضرية كبؤر حيث أدى فقدان الغطاء النباتي وزيادة الأسطح الصلبة إلى تقليل التبريد الطبيعي، مما ضاعف من حرارة الأماكن المحلية.

ماذا يعني هذا للناس والتخطيط

للقارئ العام، الخلاصة واضحة: يفقد مشهد باكستان بعض قدرته على تبريد نفسه وإعادة تدوير الماء إلى الهواء. تشير ارتفاع درجات حرارة السطح، وترقق الغطاء النباتي، وتداخن أسطح الأرض، وتقلص مناطق النتح والتبخر العالية معًا إلى توتر متزايد نتيجة النمو الحضري وتدهور الأراضي والظواهر المناخية المتطرفة. وتُظهر الدراسة أن أدوات الأقمار الصناعية مثل SEBAL قادرة على تتبع هذه التغيرات بشكل موثوق حتى في ظروف ندرة القياسات الأرضية. بدمج هذه المعلومات في سياسات المياه وتصميم المدن واستراتيجيات الزراعة، يمكن للمخططين استهداف غرس الأشجار بشكل أفضل، وحماية النظم البيئية الرئيسية، وضبط الري للحفاظ على المياه وتخفيف الحرارة الخطرة. باختصار، الحفاظ على الأسطح الخضراء والرطبة في باكستان ليس مجرد قضية بيئية—بل وسيلة عملية لحماية الغذاء والصحة والراحة في عالم يزداد دفئًا.

الاستشهاد: Islam, A., Ali, S.M., Alamery, E.R. et al. Modeling evapotranspiration in diverse climatic zones of Pakistan using Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL) through geospatial technologies. Sci Rep 16, 10303 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39756-1

الكلمات المفتاحية: النتح والتبخر, الاستشعار عن بُعد, الاحتباس الحراري الحضري, مناخ باكستان, إدارة المياه