Identification and Evaluation of Urban Heat Islands in Skopje Using Satellite Remote Sensing and Climate Scenarios
تستخدم هذه الدراسة بيانات أقمار لاندسات (Landsat) الاصطناعية الممتدة لعدة عقود، ومؤشرات سطح الأرض، والتوقعات المناخية الإقليمية لتوصيف الاستمرارية المكانية للجزر الحرارية الحضرية السطحية في وادي سكوبيه، كاشفةً أن البؤر الحرارية المتكررة تتوافق مع المناطق المتحضرة وأن اتجاهات الاحترار المستقبلية تستوجب تخطيطاً حضرياً يستجيب للمناخ.
البحث الأصلي مرخَّص بموجب CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). هذا شرح مولَّده بالذكاء الاصطناعي للبحث أدناه. لم يكتبه المؤلفون ولم يصادقوا عليه. وللتحقق من الدقة التقنية، يرجى الرجوع إلى البحث الأصلي. اقرأ إخلاء المسؤولية الكامل
تخيل سطح الأرض كمطبخ ضخم ومعقد. بعض أجزاء هذا المطبخ مغطاة بإسفنجات باردة ورطبة (مثل الغابات والأعشاب)، بينما أجزاء أخرى مرصوفة بأسفلت أسود ساخن أو مغطاة بأسقف معدنية لامعة. عندما يشعل الشمس "الموقد"، تظل الإسفنجات باردة نسبيًا لأنها تستطيع "تعرق" الماء في الهواء، لكن الأسفلت والمعدن يصبحان شديدي السخونة ويحتفظان بهذه الحرارة. هذا الاختلاف يخلق "خريطة حرارية" حيث تكون بعض البقاع هي الأكثر سخونة دائمًا، بغض النظر عن الوقت من اليوم. يسمي العلماء هذه الظاهرة جزيرة الحرارة الحضرية السطحية (SUHI). الأمر لا يتعلق فقط بشعور الهواء بالدفء؛ بل يتعلق بالأرض نفسها التي تشع حرارة. وهذا أمر مهم لأن مدننا عندما تصبح أكثر سخونة، فإن ذلك يؤثر على صحتنا، وعلى مقدار الطاقة التي نحتاجها لتشغيل مكيفات الهواء، وعلى مدى شعورنا بالراحة خلال فصول الصيف. ولفهم ذلك، يستخدم الباحثون عيون أقمار صناعية خاصة يمكنها "رؤية" الحرارة من الفضاء، وتتبع كيفية تسخين الأسطح المختلفة على مدى عقود.
هذه الورقة البحثية تشبه قصة بوليسية تدور أحداثها في وادي سكوبيه في مقدونيا الشمالية، وهي مدينة تقع في وادٍ يشبه الوعاء وتحيط بها الجبال. قرر المؤلفون، فلودو سبيريدونوف، وفلوراندا موهريمي، وميلادجين تشوريش، التحقيق في سبب تعرض بعض أجزاء هذا الوادي لهذه الحرارة، وما إذا كانت هذه البقاع الساخنة مجرد ظواهر مؤقتة أم أنها معالم دائمة في التضاريس. لم يكتفوا بالنظر إلى صيف واحد؛ بل نبشوا في أرشيف ضخم من الصور الساتلية الممتدة لـ 30 عامًا، من 1996 إلى 2025، لرؤية "البصمة الحرارية" للمدينة.
استخدم الفريق حيلة ذكية للفصل بين الأماكن "الساخنة دائمًا" والأماكن "الساخنة مؤقتًا". تخيل أنك تنظر إلى فصل دراسي وتسأل: "من هو الأطول؟". إذا سألت كل يوم لمدة 30 عامًا، فمن المرجح أن تظل نفس الطلاب القلائل في أعلى القائمة، حتى لو تغيرت أطوالهم قليلاً. لقد فعل الباحثون الشيء نفسه مع درجة الحرارة. فقد حددوا أعلى 10% من البقاع الأكثر سخونة في الوادي في كل صيف على مدار تلك السنوات الثلاثين. ووجدوا أن الأماكن التي استمرت في الظهور كأكثر الأماكن سخونة كانت دائمًا هي أرض الوادي المنخفضة، حيث تتكدس المدينة والمصانع والطرق معًا. وفي المقابل، كانت البقاع الأكثر برودة هي دائمًا المناطق الخضراء الجبلية المحيطة بالمدينة. بلغ متوسط درجة حرارة الصيف على المدى الطويل عبر الوادي بأكمله 35.51 درجة مئوية، لكن البقاع الأكثر سخونة يمكن أن تصل إلى متوسط 43.37 درجة مئوية أو حتى أعلى في الحالات القصوى.
كما ألقوا نظرة فاحصة على صيف عام 2025، الذي تبين أنه كان عامًا شديد الحرارة بشكل خاص. وقارنوا خريطة الحرارة لعام 2025 بمتوسط الـ 30 عامًا ليروا مدى ارتفاع الحرارة عما هي عليه في العادة. وكانت النتيجة "موجة حر" واسعة النطاق في الوادي بأكمله، وليس في مركز المدينة فقط. بلغ متوسط درجة الحرارة في عام 2025 نحو 38.18 درجة مئوية، وهي قفزة قدرها 2.78 درجة مئوية فوق المتوسط طويل الأمد. وهذا يعني أن الوادي بأكمله، من مركز المدينة إلى الحقول الريفية، كان يغلي بحرارة أكبر مما شهدته العقود الماضية. ومع ذلك، تشدد الورقة البحثية على أن هذا لا يعني أن المدينة أصبحت أكثر سخونة نسبياً مقارنة بالريف؛ بل يعني أن كل شيء أصبح أكثر سخونة من المعتاد.
ولفهم سبب سخونة الأرض، نظر الباحثون فيما تتكون منه الأرض. استخدموا نوعين من "النظارات الطيفية" الخاصة (صيغ رياضية تُطبق على صور الأقمار الصناعية) لقياس المساحات الخضراء والمباني. إحدى هذه النظارات، وتسمى NDVI، تقيس مدى خضرة وكثافة الأوراق في منطقة ما، بينما تقيس الأخرى، NDBI، مدى وجود الخرسانة والمباني. ووجدوا علاقة "تضاد" مثالية: حيث تكون الخضرة عالية، تكون المباني منخفضة، والعكس صحيح. في عام 2025، بلغ متوسط درجة الخضرة 0.551، بينما بلغ مؤشر المباني -0.127. تظهر الورقة وجود ارتباط سلبي قوي جدًا بين الاثنين (ارتباط قدره -0.914)، مما يعني أنه إذا رأيت الكثير من الخرسانة، فمن المؤكد أنك لن ترى الكثير من العشب، وأن تلك الخرسانة هي على الأرجح السبب في احتراق الأرض حراريًا.
كما بحثت الدراسة في السماء فوق الوادي لمعرفة نوع الطقس الذي كان يطبخ هذه الحرارة. ووجدوا أن الأيام الأكثر سخونة حدثت عندما كان الغلاف الجوي عالقًا في "فخ حراري". تخيل غطاءً غير مرئي ضخمًا (مرتفع جوي) يستقر فوق الوادي، يدفع الهواء للأسفل، ويمنع تكون السحب، ويمنع الرياح من إبعاد الحرارة. عندما يحدث هذا، تضرب الشمس الأرض لأيام متتالية، ولا يستطيع الوادي، المحاط بالجبال، أن يتنفس. وأحيانًا، كان الغبار القادم من الصحراء الكبرى ينجرف للداخل، مما يغير كيفية سقوط ضوء الشمس على الأرض، لكن المتسبب الرئيسي كان هذا النمط الجوي الراكد والمشمس والجاف.
أخيرًا، نظر المؤلفون في كرة بلورية مصنوعة من المحاكاة الحاسوبية ليروا ما يخبئه المستقبل. استخدموا نماذج مناخية للتنبؤ بكيفية ارتفاع حرارة المنطقة بحلول عام 210-0. تشير عمليات المحاكاة إلى أن المنطقة بأكملها ستصبح أكثر دفئًا بشكل ملحوظ، خاصة في فصل الصيف. إذا استمر العالم في انبعاث مستويات عالية من غازات الاحتباس الحراري (وهو سيناريو يسمى RCP8.5)، فإن أشهر يوليو وأغسطس الأكثر سخونة قد تشهد درجات حرارة قصوى تصل بشكل متكرر إلى 40 درجة مئوية أو حتى 42-44 درجة مئوية بحلول نهاية القرن. توضح الورقة أن هذه النماذج تتنبأ بأن درجة حرارة الهواء سترتفع، مما يعني أن الأرض ستصبح على الأرجح أكثر سخونة، لكنها لا تعد بأن الفرق بين المدينة والريف سيزداد بالضرورة. بدلاً من ذلك، فإن "المطبخ" بأكمله سيصبح أكثر سخونة، مما يجعل البقاع الساخنة الموجودة أكثر خطورة.
باختصار، تؤكد هذه الورقة أن وادي سكوبيه يمتلك "خريطة حرارية" دائمة حيث تكون أرض المدينة هي الجزء الأكثر سخونة دائمًا، محاطة بجبال خضراء أكثر برودة. وبينما كان عام 2025 عامًا حارًا بشكل استثنائي للجميع، فإن نمط الحرارة مستقر ومرتبط مباشرة بمكان وجود الخرسانة ومكان وجود العشب. تشير الدراسة إلى أنه مع ارتفاع المناخ في المستقبل، فإن هذه البقاع الساخنة ستواجه حرارة أكثر تطرفًا، مما يجعل من الضروري لمخططي المدن معرفة الأماكن الدقيقة لزراعة الأشجار وتبريد الأرض لحماية الناس الذين يعيشون هناك.
غارق في أبحاث مجالك؟
تصلك نشرة يومية بأحدث الأبحاث المطابقة لكلماتك البحثية المفتاحية — مع ملخصات تقنية، بلغتك.