Urban Heat Island Dynamics and 2030 Thermal Scenario in Pokhara, Nepal Using Landsat and CA– Markov Modeling

ليست المدن مجرد مجموعات من المباني والطرق؛ بل هي آلات معقدة تتفاعل مع الشمس والهواء بطرق تغير المناخ المحلي. فعندما تُستبدل الأرض الطبيعية المغطاة بالتربة والنباتات بالخرسانة والأسفلت والأسطح، يتغير أسلوب امتصاص الحرارة وحفظها. تعمل النباتات على تبريد الهواء من خلال عملية تشبه التعرق، حيث يتبخر الماء من الأوراق، بينما تمتص الأسطح المعبدة والتربة العارية الطاقة الشمسية وتطلقها ببطء، مما يجعل المنطقة غالباً أكثر دفئاً بشكل ملحوظ من الريف المحيط بها. هذه الظاهرة، المعروفة باسم "الجزيرة الحرارية الحضرية"، تعد مصدر قلق متزايد لمخططي المدن والسكان على حد سواء، حيث يمكن أن تؤدي درجات الحرارة المرتفعة إلى إجهاد أنظمة الطاقة، وتدهور جودة الهواء، وتهديد صحة الإنسان. إن فهم كيفية تطور هذه الأنماط الحرارية يتطلب النظر إلى المدينة ليس فقط كخريطة من الشوارع، بل كسطح حي يتنفس، يسخن، ويبرد استجابةً للأرض التي تقع تحته.

في قلب جبال الهيمالايا، تشهد مدينة بوكهارا في نيبال تحولاً سريعاً يقدم رؤية واضحة لهذه العملية. ركزت دراسة حديثة على المنطقة الحضرية المركزية للمدينة، وهي منطقة محددة تبلغ مساحتها حوالي 37 كيلومتراً مربعاً حيث يحدث التطور الأكثر كثافة. سعى الباحثون لفهم كيف أدى التحول من الأراضي الزراعية إلى المباني إلى تغيير درجة حرارة الأرض على مدار العقد الماضي. لقد فحصوا صور الأقمار الصناعية الملتقطة في أعوام 2014 و2019 و2024 لتتبع التغيرات في غطاء الأرض. وباستخدام أدوات حاسوبية متقدمة، رسموا خرائط توضح أماكن وجود المحاصيل والغابات والمياه والمستوطنات، ثم قاموا بقياس درجة حرارة سطح الأرض الفعلية في تلك السنوات نفسها. كما استخدموا نموذجاً رياضياً للتنبؤ بما قد تبدو عليه المدينة في عام 2030، مما سمح لهم برؤية كيف يمكن لهذه التغييرات أن تؤثر على مستويات الحرارة في المستقبل.

ترسم النتائج صورة لمدينة تزداد سخونة مع نموها. في عام 2014، كانت منطقة الدراسة تهيمن عليها الزراعة، حيث غطت المحاصيل ما يقرب من 78 في المائة من الأرض، بينما شغلت المستوطنات حوالي 20 في المائة فقط. وبحلول عام 2024، تغير التوازن بشكل دراماتيكي؛ فقد نمت المساحة التي تغطيها المستوطنات، بما في ذلك الطرق والمباني والبنية التحتية للمطار، لتصل إلى ما يقرب من 38 في المائة، بينما تقلصت الأراضي المستخدمة للزراعة لتصل إلى حوالي 56 في المائة. هذا الفقدان للمساحات الخضراء المزروعة تم استبداله بأسطح غير منفذة لا تبرد الهواء. ومع تغير غطاء الأرض، ارتفعت درجة حرارة السطح بشكل حاد؛ إذ ارتفع متوسط درجة حرارة السطح في منطقة الدراسة من أقل قليلاً من 30 درجة مئوية في عام 2014 إلى ما يقرب من 37.5 درجة مئوية في عام 2024. أما البقع الأكثر سخونة، التي وصلت درجات حرارتها إلى فوق 36 درجة في عام 2014، فقد ارتفعت لتتجاوز 44 درجة بحلول عام 2024.

أكدت الدراسة أن نوع غطاء الأرض هو المحرك الأساسي لهذه الاختلافات في درجات الحرارة. فالأماكن المغطاة بالغابات والغطاء النباتي الكثيف ظلت الأبرد، بينما أصبحت الأراضي القاحلة والتربة المكشوفة ومواقع البناء هي الأكثر سخونة. كما سجلت المستوطنات، بمزيجها من المباني والطرق، درجات حرارة عالية جداً، غالباً ما تضاهي الأرض الجرداء. ووجد الباحثون أنه مع توسع المدينة، أصبحت بقع الغطاء النباتي الأخضر أكثر تفتتاً، مما أدى إلى كسر تأثير التبريد المستمر الذي توفره الحقول والغابات الواسعة. هذا التفتت يعني أن التأثير التبريدي للنباتات قد انخفض، مما سمح للحرارة بالتراكم بسهء في المناطق المطورة حديثاً. وقد أظهرت البيانات صلة واضحة: حيثما انخفض مؤشر الغطاء النباتي، ارتفعت درجة حرارة الأرض.

ولضمان دقة قياساتهم، قارن الباحثون بيانات الأقمار الصناعية الخاصة بهم بمصادر أخرى. فقد تحققوا من قراءات درجة حرارة الأرض مقابل بيانات من نظام أقمار صناعية مختلف يوفر رؤى أوسع وأقل دقة، ووجدوا توافقاً قوماً بين الاثنين. كما نظروا في سجلات درجة حرارة الهواء من محطة أرصاد جوية محلية لمعرفة ما إذا كانت الاتجاهات متطابقة. وبينما كانت درجة حرارة الأرض التي تقيسها الأقمار الصناعية أعلى بطبيعتها من درجة حرارة الهواء المقاسة على ارتفاع مترين فوق سطح الأرض، إلا أن الاتجاهات كانت متسقة، مما يظهر أن السطح كان بالفعل يسخن بالتزامن مع نمو المدينة. وقد منح هذا التحقق المتبادل الباحثين الثقة في أن خرائط الحرارة التي رسموها موثوقة.

وبالنظر إلى المستقبل، استخدم الباحثون نموذجاً حاسوبياً لمحاكاة مستقبل المدينة بناءً على الاتجاهات المرصودة خلال العقد الماضي. يشير النموذج إلى أنه إذا استمرت الأنماط الحالية، فإن منطقة المستوطنات ستتوسع لتغطي أكثر من نصف المنطقة الحضرية المركزية بحلول عام 2030، تاركة أقل من النصف للزراعة. تشير هذه التوقعات إلى أن المناطق التي تشهد الحرارة الأكثر كثافة ستنمو أيضاً. ويتوقع النموذج أنه بحلول عام 2030، يمكن أن تقع أكثر من نصف منطقة الدراسة ضمن فئات شدة الحرارة العالية أو العالية جداً. ومن المتوقع أن تتركز هذه المناطق الساخنة حول المركز الحضري الكثيف، والمطار، وممرات النقل الرئيسية، مما يخلق مشهداً تكون فيه الحرارة هي السمة السائدة.

تعد هذه النتائج بمثابة تحذير ودليل للمستقبل. تسلط الدراسة الضوء على أن التحويل السريع للأراضي الزراعية والمساحات المفتوحة إلى مناطق مبنية هو المسؤول المباشر عن اشتداد الحرارة في بوكهارا. وتشير إلى أنه بدون تدخل، ستستمر المدينة في السخونة، مع توسع المناطق الأكثر سخونة لتغطي أغلب المركز الحضري. ويؤكد الباحثون أن حماية المساحات الخضية المتبقية، وإدارة الأسطح المكشوفة، ودمج استراتيجيات التبريد في التخطيط الحضري، هي خطوات أساسية للتخفيف من هذا الاتجاه. ومن خلال استخدام بيانات الأقمار الصناعية لمراقبة هذه التغييرات، يمكن لمخططي المدن تحديد المناطق الأكثر عرضة للخطر وإعطاء الأولوية للجهود الرامية لإعادة النباتات إلى النسيج الحضري، لضمان بقاء المدينة صالحة للعيش مع استمرار نموها.