בימים שבהם השמיים שמעלינו מתמלאים בכטב"מים ובטילים, מתנהלת שם במקביל פעילות שקטה יותר; מאות לוויינים חגים מעלינו ומצלמים את פני כדור הארץ. במלחמות מודרניות לוויינים משמשים כלי מפתח: הם מאתרים משגרי טילים, עוקבים אחרי תנועת כוחות ומספקים מודיעין כמעט בזמן אמת. אבל אותה הטכנולוגיה משמשת גם למטרה שונה לגמרי – לחקר הסביבה.
בעזרת צילומי לוויין אפשר לעקוב אחרי שרפות יער, למדוד זיהום אוויר, לנטר את מצב היערות והימים ולהבין איך מערכות אקולוגיות משתנות לאורך זמן. כך, אותם הכלים שמסייעים לגבש אסטרטגיות לחימה עוזרים להבין טוב יותר את מצב הסביבה. הנה 4 דוגמאות לשימוש בלוויינים לצורכי הסביבה:
כריתת יערות לא חוקית
דוגמה בולטת לזה אפשר לראות ביער האמזונס בברזיל שסובל מכריתת יערות בלתי-חוקית, שגורמת לאובדן עצום של מיני צמחייה ובעלי חיים ומאיצה את ההתחממות הגלובלית. כשעצים נכרתים הם פולטים לאוויר כמויות גדולות של פחמן דו-חמצני שאגור בתוכם.
מאז תחילת שנות האלפיים מפעילה ברזיל מערכות לוויינים לזיהוי כריתת יערות בלתי-חוקית שמאפשרת לרשויות לאתר כריתות כאלה ולפעול נגדן. היכולת להשוות תמונות בין נקודות זמן מאפשרת לזהות במהירות אזורים שבהם היער נעלם – גם באזורים עצומים ומרוחקים שקשה לנטר מהקרקע. נוסף על כך, מחקר העריך שהשימוש בלוויינים בברזיל עזר למנוע כ-500 אלף קמ"ר של כריתת יערות לא חוקית בין 2001 ל-2015, ולמניעת פליטה של כ-12 מיליארד טון של פחמן דו-חמצני.
מבט מלמעלה: איך כריית פוספטים משפיעה על הצמחייה במדבר?
גם בישראל מחקרי סביבה רבים משתמשים בצילומי לוויין כדי לנטר תופעות שונות. מחקר שפורסם לאחרונה בדק איך כריית פוספטים משפיעה לאורך זמן על הצמחייה המדברית. כדי לבדוק זאת ניתח צוות המחקר סדרה ארוכה של צילומי לוויין שנאספו במשך יותר משלושה עשורים. באמצעות מדד NDVI, שמעיד על מצב הצמחייה, הם עקבו אחר השינויים בכיסוי הצמחי באזור של מכרה פוספטים והשוו אותו לאזור סמוך שלא הושפע מהפעילות התעשייתית.
התמונות הראו שבמהלך השנים חלה ירידה ברורה והדרגתית במצב הצמחייה באזור שנחשף לזיהום, ובמיוחד בעשור האחרון של המדידות. החוקרים שילבו גם בדיקות בשטח ובמעבדה שבמסגרתן הם מדדו את איכות מי התהום באזור ואת השפעתם על צמחים מקומיים. התוצאות הצביעו על סימני עקה (סטרס) בצמחים. השילוב בין נתוני הלוויין ארוכי הטווח לבין הבדיקות בשטח אפשר לחוקרים להראות כיצד זיהום הקשור לכריית פוספטים עלול לפגוע בהדרגה במערכת האקולוגית המדברית – תהליך שקשה היה לזהות ללא מעקב ממושך מהחלל.
ממעוף הציפור אל צלחת החומוס
מחקר ישראלי נוסף נוגע לנושא שהוא ודאי קרוב ללבבות של כולנו: חומוס. במחקר בחנו החוקרים איך אפשר להשתמש בלוויינים כדי לעקוב אחרי מצבם של גידולים חקלאיים בזמן אמת. החוקרים שילבו צילומי לוויין ברזולוציה גבוהה יחד עם נתוני מזג אוויר כדי להעריך את מצבו הפיזיולוגי של גידול החומוס בשדות מסחריים.
בעזרת שיטות של למידת מכונה הם הצליחו ליצור מפות שמראות כיצד מצב הצמחים משתנה בתוך השדה ובמהלך העונה. המפות הללו אפשרו לזהות אזורים שבהם הצמחים נמצאים בעקת מים עוד לפני שהנזק נראה לעין. תוצאות המחקר מצביעות על כך שאפשר להשתמש במידע מהחלל כדי לעזור לחקלאים לקבל החלטות מדויקות יותר לגבי השקיה וניהול השדה, למשל להתחיל להשקות מוקדם יותר באזורים מסוימים וכך לשפר את תנאי הגידול והיבול.
בישראל ובהודו: לוויינים מנטרים שיטפונות במדבר
במחקר אחר שבוצע בנגב ובמדבר טהאר שבהודו במסגרת שיתוף פעולה בין חוקרים משתי המדינות, ניסו להבין איך לנטר שיטפונות בזק במדבר בעזרת לוויינים. שיטפונות כאלה הם תופעה נפוצה באזורים צחיחים כמו הנגב. גשם קצר אך עוצמתי יכול להפוך ערוץ יבש לנחל שוצף בתוך דקות ולגרום נזק לתשתיות ואף לאבדות בנפש. הבעיה היא שבאזורים מדבריים יש מעט מאוד תחנות מדידה קרקעיות, ולכן קשה לעקוב אחרי האירועים האלה בזמן אמת.
שיטפונות בנחל צאלים ורחבי דרום הארץ
(צילום: מתן בוגולומסקי ואורן פריטל, רשות הטבע והגנים)
כדי להתמודד עם האתגר הזה פיתחו החוקרים שיטה שמשלבת נתוני לוויין אופטיים עם נתוני מכ"ם מלוויינים (SAR). בעזרת השוואה בין תמונות שצולמו לפני ואחרי סערות הם חיפשו שינויים בלחות הקרקע ובתוואי הערוצים – סימנים שנשארים בשטח לאחר מעבר השיטפון. הניתוח של הנתונים אפשר למפות ערוצים שבהם זרמו מים, וליצור מאגר נתונים של אזורי שיטפונות במדבריות הנגב בישראל והטהאר בהודו.
התוצאות מראות ששילוב של סוגי נתוני לוויין שונים מאפשר לזהות ולמפות אירועי שיטפון גם באזורים מרוחקים שבהם אין כמעט מדידות מהקרקע. לפי צוות המחקר, השיטה יכולה לשפר את ההיערכות לשיטפונות באזורים צחיחים – תופעה שהופכת משמעותית יותר ככל שאירועי מזג אוויר קיצוניים נעשים שכיחים יותר.
בימים האלה במיוחד, אולי מעודד לראות שלוויינים משמשים לא רק לפעילויות הקשורות למלחמה, אלא יכולים גם כדי לחקור יערות, שדות חקלאיים ושיטפונות במדבר. הם מעניקים לנו מבט מלמעלה, שמזהה שינויים קטנים אך משמעותיים בסביבה, ויכולים לאפשר ניהול טוב יותר של הפעולות שלנו כדי לשמור על העולם גם בזמנים סוערים.
הכתבה הוכנה על ידי זווית – סוכנות הידיעות של האגודה הישראלית לאקולוגיה ולמדעי הסביבה
