أستراليا تفتتح بوابة بيانات الموجات

عوامة أمواج صغيرة تعمل بالطاقة الشمسية تنطلق في المحيط. المصدر: جامعة غرب أستراليا

يعيش ما يقارب 90% من الأستراليين على بُعد 50 كيلومتراً من الساحل، وقد أشار تقرير حالة المناخ الأسترالي لعام 2024 إلى استمرار تغير الأحوال الجوية والمناخية والمحيطية في البلاد. ويُشكل ارتفاع منسوب مياه البحر تهديداً كبيراً للمجتمعات الساحلية والنظم البيئية الساحلية، إذ يُفاقم مخاطر الفيضانات الساحلية، وارتفاع منسوب مياه البحر، والتآكل، وتسرب المياه المالحة إلى المياه الجوفية.

بالنسبة لمعظم مناطق أستراليا، من المتوقع أن تصبح الفيضانات الساحلية التي تحدث حالياً بشكل متقطع ظاهرة مزمنة في وقت لاحق من هذا القرن. كما يُتوقع أن تصبح مستويات سطح البحر المرتفعة للغاية، والتي كان احتمال حدوثها مرة واحدة كل مئة عام، حدثاً سنوياً.

يدعم علماء المحيطات من جامعة غرب أستراليا الإدارة العلمية للموارد الساحلية من خلال توسيع نطاق استخدام عوامات المحيط لتسجيل بيانات الأمواج وإتاحتها مجانًا. وقد طوّروا مؤخرًا قدرات التنبؤ بالأمواج عبر نشر أسطول من عشر عوامات أمواج عائمة في المحيط الجنوبي بين ساحل غرب أستراليا وجنوب إفريقيا. ومن المتوقع أن تطفو هذه العوامات الصغيرة التي تعمل بالطاقة الشمسية مع تيارات المحيط وتجمع بيانات الأمواج لعدة سنوات.

تساعد شبكة من عوامات رصد الأمواج الباحثين على فهم العمليات والتغيرات التي تُحدثها الأمواج في المنطقة الساحلية الأسترالية. المصدر: جامعة غرب أستراليا

الباحثة مرضية دركاني وقائد المشروع في مركز تايد، الدكتور جيف هانسن، مع إحدى العوامات العائمة. المصدر: جامعة غرب أستراليا

يقول الدكتور جيف هانسن: "إنها توفر بيانات بالغة الأهمية للتنبؤ بحالة الأمواج والارتفاعات. تُمكّننا هذه العوامات الجديدة منخفضة التكلفة من جمع بيانات تفصيلية عن الأمواج، في الوقت الفعلي، من وسط المحيط، حيث لم تكن لدينا سابقًا أي رصد للأمواج. وهذا يسمح لنا بمقارنة هذه البيانات وإدخالها في نماذج التنبؤ بالأمواج لتحسين دقتها، وهو أمر نعمل عليه بالتعاون مع مكتب الأرصاد الجوية."

تتخلف نماذج التنبؤ بالأمواج عن النماذج الجوية من حيث الدقة جزئياً بسبب نقص استيعاب البيانات، وهي تقنية يتم فيها استخدام الملاحظات لضبط النماذج لتتوافق بشكل أفضل مع الظروف الفعلية.

يقول هانسن: "إذا كانت نقطة البداية خاطئة، فمن المرجح أن تكون بقية التوقعات خاطئة أيضاً. فالتنبؤ بطبيعته أمر صعب، إذ غالباً ما تتراكم الأخطاء بمرور الوقت مما يؤدي إلى توقعات غير صحيحة، ولكن باستخدام الملاحظات واستيعاب البيانات، يمكننا تحسين نقطة البداية لكل توقعات تتراوح مدتها بين سبعة وعشرة أيام، والتي تُنتج عدة مرات في اليوم."

ستُتاح البيانات المُستقاة من عوامات الأمواج العائمة والمثبتة التابعة لجامعة غرب أستراليا قريبًا لنظام معلومات المنظمة العالمية للأرصاد الجوية 2.0 (WIS 2.0)، الذي بدأ تشغيله هذا العام. يُساهم نظام WIS 2.0 بالفعل في تحسين دقة التنبؤات الجوية عالميًا ودعم أنظمة الإنذار المبكر، إذ يُوفر إطارًا يُتيح تبادل البيانات في الوقت الفعلي على المستويات الدولية والإقليمية والوطنية.

تُعدّ العوامات العائمة جزءًا من شبكة عوامات أمواج أكبر تديرها الجامعة، وتتألف من وحدات Sofar Spotters أو Sofar Smart Moorings أو Datawell Waverider Mk4. تدعم هذه الشبكة حاليًا مجموعة من المشاريع البحثية التي تركز على تحسين التنبؤ بالأمواج، وديناميكيات السواحل على طول السواحل المواجهة للشعاب المرجانية، وموجات الحر البحرية، وتطوير طاقة الأمواج، ومناخ الأمواج على المدى الطويل في غرب أستراليا.

بفضل استثمار من نظام الرصد البحري المتكامل الأسترالي (IMOS)، قام الدكتور مايك كاتلر والبروفيسور رايان لوي مؤخرًا بنشر 23 عوامة أمواج جديدة في مواقع ساحلية في جميع أنحاء البلاد، بواقع عوامة واحدة على الأقل في كل ولاية. تقيس هذه العوامات ارتفاع الأمواج وفترتها واتجاهها، بالإضافة إلى درجات حرارة المياه في المناطق القريبة من الشاطئ، وتتراوح أعماق هذه المواقع بين 10 و70 مترًا.

على غرار نظيراتها العائمة بعيدًا عن الشاطئ، تتميز هذه العوامات الصغيرة التي تعمل بالطاقة الشمسية بانخفاض تكلفتها وسهولة نشرها نسبيًا. فهي، عند تثبيتها في قاع البحر، تجمع بيانات بالغة الأهمية شبه فورية، ضرورية للتحقق من صحة التنبؤات البحرية وتحسينها، ولتوجيه العمليات البحرية والأنشطة الترفيهية، وتشكل أساسًا لفهم أفضل لعمليات المحيطات والسواحل.

يسهل عرض البيانات شبه الآنية وتنزيلها عبر موقع إلكتروني وطني جديد، AusWaves.org، والذي أنشأه كاتلر وهانسن لجمع البيانات من جميع عوامات الأمواج التابعة لجامعة غرب أستراليا ودمجها مع المواقع الإلكترونية الحالية التي أنشأها الشركاء الإقليميون لتوفير الوصول إلى أول منصة متسقة على المستوى الوطني لعرض بيانات الأمواج شبه الآنية التي تخضع لرقابة الجودة.

تتوفر بيانات الأمواج شبه الآنية على موقع إلكتروني جديد: AusWaves.org. المصدر: AusWaves.org .

يقول كاتلر إن موقع AusWaves الإلكتروني يعرض بيانات فريدة عن أمواج السواحل بطريقة سهلة الاستخدام، مصممة لتلبية احتياجات شريحة واسعة من الجهات المعنية بالمناطق الساحلية. وأضاف: "من خلال العروض المرئية وإمكانية تحميل بيانات الأمواج ودرجة حرارة سطح البحر، سيتيح هذا الموقع الجديد استخدامًا أوسع للبيانات في جميع أنحاء أستراليا. ونهدف إلى تمكين جميع من يعتمدون على المحيط، بمن فيهم العاملون في مجال تربية الأحياء المائية، ومنظمو الرحلات السياحية، والصيادون المحليون، وراكبو الأمواج، من الاستعداد بشكل أفضل والحفاظ على سلامتهم في البحر".

تعمل الجامعة أيضاً على تطوير طريقة فريدة لتسخير طاقة الأمواج لتوليد الطاقة المتجددة. ويقول الدكتور هيو وولغاموت من معهد المحيطات بالجامعة إن هناك إمكانات فورية لتطوير الطاقة المتجددة، إذ يقع أكبر مورد لطاقة الأمواج وأكثرها استدامة في العالم على طول الساحل الجنوبي لأستراليا. ويُقدّر متوسط طاقة أمواج المحيط التي تعبر محيط الجرف القاري الأسترالي بنحو عشرة أضعاف متوسط استهلاك أستراليا من الكهرباء.

قال وولغاموت: "تُحدث الرياح القوية المستمرة على طول المحيط الجنوبي الشاسع أمواجًا ضخمة تجلب الطاقة المتجددة نحو الشواطئ بشكل شبه متواصل. وتشهد سواحل البر الرئيسي الجنوبية والجنوبية الغربية، والساحل الجنوبي الغربي لتسمانيا على وجه الخصوص، أعلى مستويات طاقة الأمواج، مع أمواج عالية الجودة بشكل استثنائي، مع حد أدنى من الانقطاع وقيم قصوى صغيرة نسبيًا - وهما سمتان أساسيتان لإنتاج الطاقة دون انقطاع."

يجري العمل حاليًا على مشروع لاستخدام جهاز "متعدد الأنماط متعدد الأجسام المثبت" (M4) للتحقق من صحة التنبؤات النموذجية، وذلك تحت إشراف شركة وولغاموت. يُعدّ M4 محولًا لطاقة الأمواج يطفو على سطح الماء، ويولد الكهرباء من خلال حركة مفصله المرنة. فعندما يكون الجزء الأمامي والخلفي من الجهاز، الذي يبلغ طوله 24 مترًا، عند قمة الموجة، يكون مركزه عند قاعها. ويتم تحويل الحركة الدورانية الناتجة للأجزاء إلى كهرباء بواسطة مولد كهربائي مُدمج.

كان نشر منصة M4 هذا العام في خليج الملك جورج جنوب غرب أستراليا تجربةً رائدةً عالميًا على نطاق واسع، صُممت لإثبات الجدوى التقنية لاستغلال أمواج المحيط في أستراليا، ولتوفير بيانات تشغيلية للباحثين والقطاع الصناعي. المشروع مفتوح المصدر بالكامل، لذا تُشارك البيانات مع العلماء ومطوري الطاقة والمجتمع.

يُعدّ جهاز M4 محوّلاً لطاقة الأمواج يعمل على سطح الماء، ويولّد الكهرباء من خلال حركة مفصله المرنة. المصدر: جامعة غرب أستراليا