حلول مبتكرة لمواجهة العواصف الترابية في الشرق الأوسط

رصد ارتفاع مستويات الغبار بالخليج العربي والعراق واليمن ومصر

زيادة تواتر وشدة العواصف الترابية في منطقة الشرق الأوسط (المعهد الملكي للتكنولوجيا في السويد)
زيادة تواتر وشدة العواصف الترابية في منطقة الشرق الأوسط (المعهد الملكي للتكنولوجيا في السويد)
TT

حلول مبتكرة لمواجهة العواصف الترابية في الشرق الأوسط

زيادة تواتر وشدة العواصف الترابية في منطقة الشرق الأوسط (المعهد الملكي للتكنولوجيا في السويد)
زيادة تواتر وشدة العواصف الترابية في منطقة الشرق الأوسط (المعهد الملكي للتكنولوجيا في السويد)

تتعرض منطقة الشرق الأوسط لزيادة تواتر وشدة العواصف الترابية في العقود الأخيرة، ما يؤثر سلباً على الزراعة والصحة العامة وجودة الهواء والبيئة والبنية التحتية. وتُفاقم التغيرات المناخية والأنشطة البشرية والجفاف المُطوّل هذه العواصف.

عواصف رملية

وكشفت دراسة دولية قادها باحثون في السويد، نشرت بعدد مايو (أيار) 2024، في دورية (Science of the Total Environment)، عن أن تغير المناخ يحول العواصف الترابية إلى تهديد متزايد على الصحة والاقتصاد في المنطقة. وأظهرت الدراسة أن المنطقة الواقعة بين نهري دجلة والفرات شمال العراق وعلى طول الحدود السورية العراقية تعاني من أعلى تركيز لمصادر الغبار وقلة الأمطار، ما يعكس زيادة حادة على مدى العشرين سنة الماضية.

ومن خلال تحليل بيانات الأربعين سنة الماضية، وجد الباحثون زيادة في مستويات الغبار في العراق واليمن وأجزاء من إيران ومصر والخليج العربي، وانخفاضاً ملحوظاً في هطول الأمطار بشمال العراق وسوريا وجنوب غربي إيران وجنوب تركيا. وتفاقمت تأثيرات المناخ الجاف والحار بسبب إزالة الغابات، وبناء السدود، والإفراط في الري، واستخراج المياه.

تقول الدكتورة زهرة كالانتاري من قسم علوم الهندسة البيئية في المعهد الملكي للتكنولوجيا في السويد، الباحثة الرئيسية للدراسة، إن تركيز الغبار بين نهري دجلة والفرات يعزى لعوامل طبيعية مثل المناخ الجاف والطبيعة الصحراوية، التي تخلق ظروفاً مواتية لتكوين الغبار. وتضيف لـ«الشرق الأوسط»: «هناك عوامل بشرية مساهمة مثل إزالة الغابات وتوسيع المناطق الزراعية والحضرية، وممارسات إدارة الموارد المائية السيئة، والحروب والصراعات العسكرية، ما أسهم في تدمير الغطاء النباتي وعدم استقرار التربة وانبعاثات الغبار».

وتشير كالانتاري إلى أن مستويات الغبار المرتفعة خاصة بين نهري دجلة والفرات تتسبب في خسائر اقتصادية واضطرابات اجتماعية، حيث تؤثر العواصف الترابية سلباً على الزراعة والأمن الغذائي، وتزيد من مخاطر الأمراض التنفسية. وتشمل القطاعات المتأثرة الزراعة والرعاية الصحية والنقل والسياحة والبناء.

حلول مبتكرة

واقترح الباحثون حلولاً مبتكرة تركز على السياسات والاستراتيجيات الشاملة لإدارة وتخفيف تأثير العواصف الترابية، تشمل الحفاظ على التربة والمياه، مثل إعادة التشجير والإدارة المستدامة للأراضي، وتبني تقنيات الري الفعّالة للحفاظ على رطوبة التربة وتقليل التآكل.

كما تشمل إنشاء أنظمة مراقبة متقدمة لتتبع مستويات الغبار وتحديد المصادر، وتحسين الإنذار المبكر والاستجابة الفعّالة، بالإضافة لحملات توعية عامة حول مخاطر العواصف الترابية وإشراك الجمهور في التدابير الاستباقية.

وأكد الباحثون أهمية التعاون الإقليمي والدولي لتنسيق الجهود وتنفيذ الحلول العابرة للحدود، وتطوير تدابير التكيف مع المناخ لزيادة الصمود أمام تأثيرات العواصف الترابية، مشددين على ضرورة تنظيم الأنشطة التي تساهم في انبعاثات الغبار، مثل التعدين واستخراج النفط والزراعة غير المستدامة، والاستثمار في البحث لتطوير حلول مبتكرة لإدارة مخاطر العواصف الترابية وتعزيز المعرفة والتكنولوجيا، مع إعطاء الأولوية للإدارة البيئية والإصلاحات السياسية لمعالجة الأسباب الجذرية للعواصف الترابية، مثل ندرة المياه والتصحر وتدهور الأراضي.

من جهته، يقول وحيد إمام، أستاذ العلوم البيئية بجامعة عين شمس في مصر، إن التغيرات المناخية تعد أحد أبرز أسباب تفاقم العواصف الترابية بالمنطقة، حيث يؤدي ارتفاع درجات الحرارة والجفاف إلى تفتت التربة وجعلها أكثر عرضة للانجراف بفعل الرياح.

وأضاف إمام لـ«الشرق الأوسط»، أن العواصف الترابية تتفاقم في مواسم معينة، خاصة في فصلي الربيع والصيف، نتيجة رياح الخماسين الجافة والحارة التي تهب من الجنوب الغربي، ما يؤدي لتشكل العواصف بسبب حركة الرمال والغبار.

وللتخفيف من حدة العواصف الترابية وآثارها، حثّ إمام على اتخاذ إجراءات ضرورية، منها زراعة الأراضي المكشوفة بالأشجار والنباتات لتثبيت التربة ومنع انجرافها، وإدارة الموارد المائية بشكل مستدام، والحد من إزالة الغابات.



تقنية مبتكرة تزيد طاقة «خلايا الوقود»

صورة الفريق البحثي (الشرق الأوسط)
صورة الفريق البحثي (الشرق الأوسط)
TT

تقنية مبتكرة تزيد طاقة «خلايا الوقود»

صورة الفريق البحثي (الشرق الأوسط)
صورة الفريق البحثي (الشرق الأوسط)

يعتبر استخدام مصادر طاقة بديلة أمراً حيوياً؛ نظراً للتحديات البيئية والاقتصادية التي تواجه العالم الآن. ومن بين المصادر البديلة، يبرز الهيدروجين الأخضر وخلايا الوقود من الخيارات المبتكرة لتلبية احتياجات الطاقة المتزايدة، كما أنهما خياران نظيفان ومستدامان يقللان من انبعاثات الغازات الدفيئة ويحسنان من جودة الهواء.

خلايا الوقود

ويعزز استخدام الهيدروجين الأخضر وخلايا الوقود من تنويع مصادر الطاقة، ما يقلل الآثار السلبية للتقلبات في أسعار الطاقة.

في هذا السياق، قدمت دراسة حديثة، أجراها باحثون من جامعة تويوهاشي اليابانية بمشاركة باحث مصري، تقنية مبتكرة لتحسين أداء خلايا الوقود من خلال استخدام أسلاك نانومترية مغلفة بالبوليمرات الموصلة للبروتونات.

يقول الباحث المصري، محمد عبد القدوس، الذي كان يعمل باحثاً في قسم هندسة المعلومات الكهربائية والإلكترونية بجامعة تويوهاشي اليابانية، وانتقل الآن إلى جامعة كولومبيا البريطانية في كندا: «تتألف خلايا الوقود من قطبين، أحدهما مزود بمحفز لأكسدة الهيدروجين (الوقود) وتحويله إلى بروتونات وإلكترونات، حيث يتم مرور الإلكترونات في دائرة خارجية للاستفادة منها كطاقة كهربية لتحريك السيارات والسفن والطائرات».

ويضيف عبد القدوس لـ«الشرق الأوسط»: «أما البروتونات فتمر خلال غشاء موصل للكهرباء لتتفاعل على الطرف الآخر من الخلية مع الأكسجين والإلكترونات، حيث يتم إنتاج الماء؛ وعليه فالهيدروجين وقود نظيف ليس له أي انبعاثات كربونية ضارة بالبيئة».

ويوضح: «خلية الوقود هي بمنزلة البديل القادم لمحرك الديزل الذي يشتغل بالبنزين، في حين تعمل خلايا الوقود بالهيدروجين».

وسعت الدراسة لـ«تطوير أغشية توصيل البروتونات لزيادة كفاءة الخلية وخفض سعرها للاقتراب أكثر من مرحلة الإنتاج بأعداد كبيرة وزيادة تطبيقاتها في الصناعة»، وفق عبد القدوس.

وأظهرت النتائج التي توصلت إليها الدراسة أن استخدام الأسلاك النانومترية كـ«جسور صغيرة» لتوصيل البروتونات بعد تغليفها بالبوليمرات يزيد من قدرة توصيل البروتونات بشكل كبير، ما يؤدي إلى زيادة كثافة التيار الكهربي والطاقة المولدة من الخلايا.

ويشدد عبد القدوس على أن هذه التقنية «تساعد في تحسين كفاءة أنظمة الطاقة النظيفة، وتطوير تكنولوجيا السيارات الكهربائية، كما يمكن تطبيقها في مجالات الطاقة المتجددة».

تعزيز الكفاءة

ومن المتوقع، ووفق نتائج الدراسة، أن تسهم هذه التقنية في تعزيز قدرة خلايا الوقود على المنافسة مع أنظمة توليد الطاقة التقليدية، وتعزيز استدامة ونظافة عمليات توليد الطاقة. كما يمكن أن تفتح الباب أمام تطوير تقنيات جديدة لتحسين كفاءة تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية بشكل أكثر فعالية.

وشهد منتصف القرن التاسع عشر الميلادي اختراع أول خلية وقود هيدروجينية في إنجلترا على يد السير ويليام روبرت جروف. إلا أن عدم وجود جدوى اقتصادية لاستخدامها آنذاك أدى لأن يظل هذا الابتكار حبيس الأدراج.

وقبل أن تعود خلايا الوقود إلى دائرة الضوء مجدداً في ستينات القرن العشرين، طورت شركة «جنرال إلكتريك» خلايا تعمل على توليد الطاقة الكهربائية اللازمة للاستخدام في سفينتي الفضاء الشهيرتين «جيمني» و«أبولو»، بالإضافة إلى توفير مياه نقية صالحة للشرب لرواد الفضاء.

وتعد خلايا الوقود الآن من بين التقنيات الفعالة في تحويل الطاقة الكيميائية إلى طاقة كهربائية بكفاءة عالية، ما يسهم في تحسين كفاءة استخدام الطاقة... وهو ما يعلق عليه عبد القدوس: «تعكس نتائج هذه الدراسة تقدماً هاماً في مجال تكنولوجيا خلايا الوقود، وتعتبر خطوة مهمة نحو تحقيق أنظمة طاقة نظيفة ومستدامة»، مشدداً على أنه «يجب على الصناعة والباحثين الاهتمام بتطبيقات هذه التقنية الواعدة لتحقيق تحول حقيقي نحو استخدام الطاقة النظيفة في مختلف القطاعات».