في المناطق الجبلية الوعرة، غالبًا ما تهطل الأمطار والثلوج المحلية فجأةً، مما يُشكل تحدياتٍ هائلةً للنقل والإنتاج الزراعي. أما اليوم، ومع نشر مجموعةٍ من أجهزة استشعار الأمطار والثلوج المصغرة بحجم كف اليد في نقاطٍ رئيسيةٍ بالمناطق الجبلية، فقد تغير هذا الوضع السلبي تمامًا. فقد حققت هذه "المراقبات الجوية" البسيطة، ولأول مرة، استجابةً دقيقةً ورصدًا كميًا دقيقًا لظواهر الأمطار والثلوج على نطاقٍ ضيق في المناطق الجبلية، مما رفع دقة تحذيرات الطقس المحلية إلى مستوىً جديد.
حل مشكلة "النقاط العمياء" في الرصد الجوي في المناطق الجبلية
تتميز المناطق الجبلية بتضاريسها المعقدة، وتقلبات الطقس فيها. ولا تستطيع محطات الأرصاد الجوية التقليدية تحقيق تغطية كثيفة بسبب ارتفاع التكاليف وصعوبة النشر، مما يؤدي إلى وجود عدد كبير من "النقاط العمياء" في عملية الرصد. وصرح مسؤول عن قسم من الطريق السريع في منطقة جبلية بالولايات المتحدة: "في كثير من الأحيان، بينما تكون السماء صافية على أحد جانبي الجبل، يكون الطريق في الطرف الآخر مسدودًا بالفعل بسبب الثلوج الكثيفة". وأضاف: "بحلول الوقت الذي نكتشف فيه الوضع من خلال الفحص اليدوي، تكون أفضل فرصة للتعامل معه قد فاتت".
لقد حلّ ظهور الجيل الجديد من أجهزة استشعار المطر والثلج الدقيقة هذه المشكلة تمامًا. يعتمد هذا الجيل على تصميم كهروميكانيكي دقيق متكامل، يجمع بين تقنيات استشعار متعددة الوسائط، مثل تحديد المدى بالليزر، والاستشعار السعوي، والتعرف البصري. ولا يقتصر دوره على التقاط وقت بدء هطول المطر والثلج بدقة، بل يُميّز أيضًا بدقة نوع الهطول (مطر، ثلج، مطر ثلجي، أو بَرَد) ويحسب شدته.
الاختراقات التكنولوجية: أصغر حجمًا، وأذكى، وأكثر كفاءة في استخدام الطاقة
قدّم البروفيسور لين فان، الباحث في المشروع، قائلاً: "مقارنةً بالمنتجات السابقة، انخفض حجم هذا الجيل من المستشعرات بنسبة 80%، وانخفض استهلاك الطاقة بنسبة 60%، مع إمكانية توفير أبعاد بيانات أكثر تنوعًا." يكمن الاختراق الأساسي في إتمام معالجة البيانات مُباشرةً في نهاية الشريحة باستخدام خوارزميات الذكاء الاصطناعي، ونقل النتائج الأكثر قيمةً فقط إلى مركز التحكم، مما يُقلل بشكل كبير من الحاجة إلى شبكات الاتصالات.
ويعني هذا أنه بمجرد استخدام الألواح الشمسية مع بطاريات صغيرة، يمكن لأجهزة الاستشعار أن تعمل بشكل مستقل لفترة طويلة في المناطق الجبلية النائية دون كهرباء أو اتصال بالإنترنت، وتنقل البيانات مرة أخرى من خلال تقنية الشبكة الواسعة النطاق منخفضة الطاقة.
التطبيق العملي: من "الاستجابة بعد الحدث" إلى "التحذير قبل الحدث"
في الدفعة الأولى من التطبيقات في جبال روكي، تم تركيب أكثر من 300 جهاز استشعار صغير في نقاط الخطر الكارثية الجيولوجية، والجسور، ومداخل الأنفاق، والأحزمة الزراعية الجبلية.
في مجال النقل، عندما ترصد المستشعرات انخفاض درجة حرارة سطح الجسر إلى درجة التجمد وبدء هطول الأمطار، يُطلق النظام إنذارًا تلقائيًا. ويُمكن لقسم الصيانة بعد ذلك نشر مواد إزالة الجليد قبل تجمد الطريق، مما يُجنّب حوادث المرور بشكل كبير.
نظرة مستقبلية: بناء شبكة إدراكية "لا نقاط عمياء في الجبال والأنهار"
وعلم أن إدارة الأرصاد الجوية تخطط للتعاون مع إدارات مثل النقل والزراعة والسياحة لتعزيز توحيد وتطبيق هذه المستشعرات الدقيقة على نطاق واسع، بهدف بناء شبكة إدراك ذكية تغطي التضاريس المعقدة الرئيسية في جميع أنحاء البلاد والتي لا تحتوي على نقاط عمياء في الجبال والأنهار.
توقع البروفيسور لين فان: "على مدى السنوات الخمس المقبلة، تتمثل رؤيتنا في ضمان أن يتمتع كل موقع كارثة جيولوجية، وكل طريق رئيسي، وكل منطقة إنتاج زراعي مميزة بـ"الحس الرقمي". وأضاف: "هذا ليس تقدمًا تكنولوجيًا فحسب، بل هو أيضًا تحول جذري في نظام الوقاية من الكوارث والتخفيف من آثارها التقليدي، مما يحقق في النهاية قفزة نوعية من "التنبؤ واسع النطاق" إلى "الإنذار المبكر على مستوى مئات الأمتار".
لمزيد من المعلومات حول المستشعر،
يرجى الاتصال بشركة Honde Technology Co., LTD.
واتساب: +86-15210548582
Email: info@hondetech.com
موقع الشركة:www.hondetechco.com
وقت النشر: ١٨ سبتمبر ٢٠٢٥