كم يعكس سطح الأرض من ضوء الشمس في منطقة الدراسة، خلية خلية
الألبيدو (Albedo) نسبة ما يعكسه سطح الأرض من ضوء الشمس، من 0 إلى 1. نعدّ لك خريطته بخلية 30 متراً لمنطقة الدراسة، من صور Landsat وللفترة التي تختارها، فترى الفرق بين حقل وآخر، وبين موقع محطة والأرض حولها.
في مجمع محمد بن راشد للطاقة الشمسية في دبي: الرمال حوله 0.34، وحقول الألواح داخله 0.20. وهذا الفرق لا يظهر في الخرائط الإقليمية بخلية 500 متر.
برامج تصميم محطات الطاقة الشمسية تفترض غالباً ألبيدو 0.20 للأرض، وهو في رمال الجزيرة بين 0.34 و0.41. والفرق يدخل في حساب ما تستقبله الألواح ثنائية الوجه من خلفها.
قارنّا نتيجة Landsat بخريطة MODIS المستقلة على الرمال نفسها، فكان الفرق 0.013 فقط.
ما الألبيدو ولماذا يهمّك؟
السطح الفاتح يعكس أكثر ضوء الشمس، والسطح الداكن يمتصّه فيسخن. والألبيدو يقيس ذلك برقم واحد: 0 لسطح يمتص الضوء كله، و1 لسطح يعكسه كله. ويحتاجه من يعمل في:
- محطات الطاقة الشمسية: الألواح ثنائية الوجه (bifacial) تستقبل من خلفها ما تعكسه الأرض، فيدخل الألبيدو في تقدير إنتاجها. وبخلية 30 متراً ترى أرض الموقع نفسه لا متوسط ما حوله.
- دراسات الحرارة في المدن: الأسطح الداكنة تسخن أكثر، والألبيدو من مدخلات دراسات الجزر الحرارية (Heat Island).
- نماذج المناخ والطقس المحلية: مدخل أساسي لحساب ميزانية الطاقة عند سطح الأرض (Surface Energy Balance).
- الدراسات البيئية: مقارنة الأسطح، وأثر الزراعة والعمران على ما يعكسه السطح.
مثال على مستوى إقليمي
للمناطق الواسعة نعدّ الخريطة من صور MODIS بخلية نحو 500 متر، وهي تغطي الجزيرة العربية كلها في ملف واحد. وحين تحتاج تفصيل الموقع نفسه نعدّها من Landsat بخلية 30 متراً.
| المكان | الألبيدو السنوي |
|---|---|
| الربع الخالي — رمال | 0.41 |
| النفود الكبير — رمال | 0.41 |
| سبخة مطي — الإمارات | 0.37 |
| الدهناء — رمال | 0.35 |
| وادي الدواسر — مزارع | 0.31 |
| الرياض | 0.26 |
| مسقط وجدة | 0.22 |
| الكويت وعمّان | 0.20 |
| دبي وبغداد وصنعاء | 0.19 |
| حرة رهط — صخور بركانية | 0.14 |
| حرة خيبر — صخور بركانية | 0.11 |
كل رقم متوسط مربع نحو 2.3 × 2.3 كم حول المكان.
ما الذي نضيفه إلى البيانات الخام؟
- الحساب كله جاهزاً: نقرأ كل صور Landsat الصافية لمنطقة الدراسة في الفترة المطلوبة، ونحذف الغيم وظلاله، ونحوّل كل صورة إلى ألبيدو، ثم نأخذ المتوسط.
- طبقة جودة: عدد الصور الصالحة لكل خلية، لتعرف أين تثق بالقيمة وأين تتحفّظ.
- تحقّق مستقل: نقارن النتيجة بخريطة MODIS على الأسطح المتجانسة. في مثال دبي كان الفرق 0.013.
- جدول لمواقعك: أعطنا إحداثيات مواقعك أو حدودها، فنعطيك الألبيدو لكل موقع.
خصائص المنتج
| ما تحصل عليه | خريطة ألبيدو GeoTIFF بخلية 30 متراً لمنطقة الدراسة، وطبقة عدد الصور الصالحة لكل خلية، وملفات الترميز لـArcGIS Pro وQGIS، وجدول الألبيدو لمواقعك، ودليل عربي |
|---|---|
| الفترة | متوسط سنة تختارها، أو متوسط عدة سنوات، أو شهراً بشهر |
| حجم الخلية | 30 متراً |
| المصدر | صور Landsat 8 و9 (Collection 2، الانعكاس السطحي) من USGS، بعد حذف الغيم وظلاله |
| الطريقة | معادلة Liang (2001) لتحويل نطاقات Landsat إلى الألبيدو الكلي للأشعة القصيرة (Shortwave Broadband Albedo) |
| نظام الإحداثيات (الإسناد المكاني) | نظام UTM الخاص بمنطقة الدراسة، أو WGS 84 عند الطلب |
| الترخيص | لاستعمالك واستعمال الجهة التي تشتري لها، بلا إعادة توزيع للملفات. بيانات Landsat الأصلية مفتوحة |
| التسليم | رابط تحميل خاص بك، بعد تحديد منطقة الدراسة والفترة |
ما يجدر أن تعرفه
- تقدير لا قياس مباشر. الصورة تقيس انعكاس السطح في اتجاه واحد، وتحويله إلى ألبيدو يفترض أن السطح يعكس الضوء بالتساوي في كل الاتجاهات. وهذا تقريب يصلح للخرائط والمقارنة بين الأماكن. أما التصميم الهندسي الدقيق لمحطة بعينها فيحتاج قياساً في الموقع على مدار السنة.
- صور في وقت واحد من النهار. Landsat يمرّ نحو الساعة العاشرة صباحاً بالتوقيت الشمسي المحلي، فالقيمة لزاوية الشمس في ذلك الوقت.
- الغيم. في الصحارى تكفي صور السنة الواحدة عادة (35 صورة لكل خلية في مثال دبي). وفي المناطق كثيرة الغيم نمدّ الفترة لنجمع صوراً كافية.
المصادر: صور Landsat 8 و9 من USGS، وMODIS MCD43A4 الإصدار 6.1 من NASA، ومعادلة Liang (2001)، وحدود المجمع من OpenStreetMap.
للتواصل
نعدّ الألبيدو لأي منطقة وأي فترة: متوسط سنة أو عدة سنوات، أو شهراً بشهر، أو جدولاً جاهزاً لمواقع محطاتك الشمسية، أو خريطة إقليمية كاملة بخلية 500 متر.
