اختبار تقني لأنظمة الطائرات بدون طيار لتحديد المناطق المناسبة من السحب للتلقيح
يمكن زيادة فاعلية عمليات التلقيح من خلال تحسين الاستهداف لمواد تلقيح السحب، إلا أن التحدي الرئيسي الذي يواجه محاولات تحسين عمليات الاستمطار الحالية يكمن في تحديد الخصائص المتوفرة في قاعدة السحاب في الوقت الفعلي والاستفادة منها لنثر مادة التلقيح في الوقت والمكان المناسبين داخل السحابة المستهدفة. ويعد التغلب على هذا التحدي أمرًا حاسمًا لتحقيق أفضل النتائج التشغيلية من عمليات الاستمطار أثناء العمل في ظروف وقيود طبيعية قد تحد من فاعليتها.
لمعالجة هذا التحدي، عمل فريق بقيادة البروفيسور إريك فريو، مدير بحوث النظم المستقلة متعددة التخصصات في كلية الهندسة والعلوم التطبيقية في جامعة كولورادو بولدر في الولايات المتحدة، والحاصل على منحة الدورة الثالثة من برنامج الإمارات لبحوث علوم الاستمطار على مشروع بحثي مبتكر بعنوان "مراقبة ورصد عملية تلقيح السحب بشكل مباشر باستخدام أنظمة الطائرات بدون طيار" وذلك بهدف إثبات جدوى استخدام أنظمة الطائرات غير المأهولة في تحديد المناطق المناسبة من السحب لتنفيذ عمليات التلقيح وتعزيز هطول الأمطار. وتشكل هذه التجربة أول محاولة لاستخدام نهج هندسي يعتمد على أنظمة مستقلة من الطائرات بدون طيار في برامج تلقيح السحب.
وتم تصميم هذا النظام المستقل وتطويره واختباره ميدانيا بناء على منظومة متكاملة من أجهزة الاستشعار والخوارزميات والمشغلين والمراقبين، الذين عملوا بشكل متزامن في مختلف أنحاء العالم بغرض البحث عن الأماكن المناسبة من السحب لإجراء عمليات التلقيح ورصدها وتقييم فاعليتها.
وأجرى الفريق حملة ميدانية استمرت لـمدة ثلاثة أسابيع في منطقة السهول الكبرى بالولايات المتحدة خلال أغسطس 2021 لإثبات مفهوم العملية والتحقق من صحتها من خلال تطبيق هذه المنظومة الانية والآلية المستقلة، حيث تم في بداية الحملة اختبار مفهوم العملية باستخدام طائرة بدون طيار واحدة للتأكد من الأداء السليم لجميع أجهزة القياس ومكونات النظام، وبعد الانتهاء من هذه المرحلة بنجاح، تم استخدام منظومة مكونة من طائرتين لإجراء قياسات متزامنة للسحب ومناورات التلقيح.
وقام الفريق بتنفيذ نحو 9 طلعات جوية على مدار 8 أيام مختلفة بإجمالي 8 ساعات طيران، بما ذلك حوالي 3 ساعات من الطلعات المتعددة.
وأظهرت حملة الطائرات غير المأهولة مستوى القدرة المطلوبة لإجراء عمليات التلقيح في بيئة تشغيلية نموذجية. وبناء على بيانات الاستشعار عن بعد، تم تسيير طائرة بدون طيار واحدة بنجاح إلى المنطقة المستهدفة لتحديد المنطقة القابلة للتلقيح، وتنفيذ عملية الاستمطار، وقامت الطائرة بأخذ قياسات الظروف المناسبة والقابلة للتلقيح وإجراء مناورات التقييم عدة مرات.
كما كشفت هذه النتائج عن إمكانية استخدام أنظمة الطائرات بدون طيار في عمليات التلقيح، ومستوى جاهزية التقنية للعمل في بيئات النموذج الأولي وفي بيئات شبه تشغيلية. وتشمل الميزة الأخرى لهذه التقنية مقارنة مع عمليات الاستمطار الحالية قدرتها على تحسين كفاءة الاستهداف وبالتالي تحقيق نتائج أفضل على صعيد تحسين فعالية عمليات التلقيح.
وتم نقل تكنولوجيا أنظمة الطائرات بدون طيار وحمولات الاستشعار المعدلة إلى المركز الوطني للأرصاد بدولة الإمارات العربية المتحدة خلال الربع الأول من عام 2023.
لقراءة المزيد، يرجى دخول الرابط التالي:
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169809523001850?via%3Dihub
