ContrailWatch هي مجموعة من سمات السحب المتكاثفة على مستوى الرحلة الجوية للرحلات السابقة.
على الرغم من أنّ بيانات تحديد المصدر لا تُستخدَم مباشرةً في التخطيط للرحلات الجوية، إلا أنّها مهمة لأغراض التدريب والتقييم والتثقيف. نأمل أن يتم استخدام هذه البيانات لتسريع أبحاث آثار التكاثف.
المنهجيات
لتلبية احتياجات البحث والتحليل المختلفة، توفّر واجهة برمجة التطبيقات Contrails ثلاث منهجيات مميّزة لتحديد المصدر باستخدام المَعلمة view:
OBSERVATION
OBSERVATION هو الوضع التلقائي، وتؤثّر السمات استنادًا إلى عمليات رصد ذيول الأقمار الصناعية المتطابقة فقط. لا تسجّل مقاطع الرحلات الجوية التي لا تتضمّن تقريرًا مطابقًا لرصد مسارات التكاثف أي تأثير.
يمنح هذا الوضع الأولوية للدقة العالية استنادًا إلى أدلة مباشرة تم رصدها.
تطابق طريقة العرض هذه عمليات الرصد التي أجرتها الأقمار الصناعية مع مسارات الرحلات الجوية باستخدام الطرق الموضّحة في Sarna et al. 2025، وهي تستند إلى Geraedts et al. 2023.
COCIP
تؤثّر سمات COCIP استنادًا إلى النمذجة الفيزيائية فقط (توقّعات المجموعة الموحدة CoCiP باستخدام 10 أعضاء). يتم استيفاء مسارات الرحلات الجوية بالكامل
باستخدام مسارات الدائرة الكبرى فوق فجوات البيانات.
يمنح هذا الوضع الأولوية لمعدّل الاسترجاع المرتفع.
تستخدِم طريقة العرض هذه النمذجة الفيزيائية الموضّحة في Schumann 2012.
OBSERVATION_ENHANCED_COCIP
OBSERVATION_ENHANCED_COCIP هو نهج مختلط يجمع بين بيانات الأقمار الصناعية وتوقعات CoCiP لتقدير التأثير الإجمالي المادي للإشعاع.
تقدّم واجهة برمجة التطبيقات Contrails أفضل تقدير لقوة الإشعاع الفيزيائية الناتجة عن التكاثف، ويتم ذلك من خلال استخراج قوة الإشعاع الفعّالة من نواتج التوقعات الرباعية الأبعاد والمقسّمة إلى شبكات في CoCiP، ثم يتم استيفاؤها خطيًا على طول نقاط الرحلة الجوية التي تمت إعادة أخذ عينات منها. إنّ منهجية تقدير قوة الطاقة هي مجال نشط للبحث، وقد تتغير في الإصدارات المستقبلية.
يساعد هذا النهج في:
- تعدّل هذه السمة مقاييس أو خصومات توقّعات النموذج المادي استنادًا إلى عمليات رصد الأقمار الصناعية المتطابقة حيثما يسمح نطاق التغطية بذلك.
- تعتمد هذه الطريقة بشكل مباشر على النمذجة الفيزيائية في المناطق التي لا تغطيها الأقمار الصناعية، وكذلك بالنسبة إلى فجوات بيانات مسار الرحلة التي لا يمكن مطابقتها بطبيعتها.
يجمع هذا العرض بين عمليات رصد آثار التكاثف المتطابقة من الأقمار الصناعية وتوقّعات CoCiP استنادًا إلى المنهجية الواردة في Geraedts et al. 2026 (نسخة أولية).
الاستخدام
تم استخدام بيانات تحديد المصدر في ContrailWatch لتدريب توقعات بشأن تشكّل السحب المتكاثفة استنادًا إلى تعلّم الآلة، وتقييم تجارب تجنُّب تشكّل السحب المتكاثفة، وتقديم إحصاءات حول أنماط تشكّل السحب المتكاثفة.
مثال
صورة المثال هذه هي إطار من سلسلة صور القمر الصناعي GOES-16 فوق منطقة ساحل الخليج. تم استخدامها لتقييم ما إذا كانت رحلة جوية لتجنُّب تشكّل السحب المتكاثفة قد أدّت إلى تشكّل سحب متكاثفة يمكن رصدها.
تعرض الخطوط السميكة مسار الرحلة الجوية الأصلي ومسار الرحلة الجوية الذي تم رصده بواسطة الرياح، بالإضافة إلى آثار التكاثف التي رصدها نظام الرؤية الحاسوبية. يمكن الاطّلاع على مزيد من التفاصيل في الورقة الأصلية.
القيود
تتضمّن سمات تحديد المصدر في ContrailWatch القيود التالية:
التغطية الجغرافية: لا تنطبق القيود الإقليمية إلا على العمليات التي تعتمد على صور الأقمار الصناعية (عرض
OBSERVATIONوأقسام التعديل الرصدي فيOBSERVATION_ENHANCED_COCIP)، وهي تقتصر على المناطق الفرعية التي تغطيها الأقمار الصناعية GOES-East (الولايات المتحدة القارية) وMTG (أوروبا القارية) وHimawari (المناطق الفرعية في شرق آسيا / آسيا والمحيط الهادئ). توفّر بيانات المصدرين GOES-East وHimawari جودة على مستوى الإنتاج، بينما لا يزال MTG في مرحلة الإصدار التجريبي. بالنسبة إلى المناطق خارج نطاق التغطية المحدّد هذا، أو بالنسبة إلى عرض الفيزياء البحتة (COCIP)، يتم احتساب تقييمات الطيران على مستوى العالم من خلال استخدام توقّعات النموذج تلقائيًا.
توضّح الخريطة السابقة الحدود المحدّدة المستخدَمة لمعالجة البيانات في هذه المشاهدات المستندة إلى الملاحظات.
التقديرات المستندة إلى التكوّن وإجبار الطاقة: تستند عمليات تحديد المصدر إلى ملاحظات حول تكوّن آثار التكاثف من صور الأقمار الصناعية أو المحاكاة الفيزيائية، بدلاً من القياس المباشر في الوقت الفعلي لإجبار الطاقة الإشعاعية.
تذكير: قد لا تمثّل بيانات تحديد المصدر المستندة إلى الملاحظة فقط النطاق الكامل لتشكّل السحب النفاثة فوق منطقة معيّنة.
إنّ فهم النسبة المئوية لتشكّل خطوط التكاثف التي يمكن رصدها في صور الأقمار الصناعية هو سؤال بحثي مفتوح. تشير الأبحاث إلى أنّ نحو نصف آثار التكثّف يمكن رصدها بواسطة الأقمار الصناعية الثابتة بالنسبة إلى الأرض، ويأتي الجزء الأكبر من الاحترار من آثار التكثّف التي يمكن رصدها في مرحلة ما من عمرها (Driver et al. 2025).
الترخيص
البيانات التي تعرضها واجهة برمجة التطبيقات ContrailWatch مرخّصة بموجب CC BY-NC 4.0.
المراجع
Geraedts, Scott, Erica Brand, Thomas R. Dean, Sebastian Eastham, Carl Elkin, Zebediah Engberg, Ulrike Hager, et al. 2023. نظام قابل للتوسّع لقياس تكوّن آثار التكاثف على أساس كل رحلة جوية Environmental Research Communications, http://doi.org/10.1088/2515-7620/ad11ab.
Sarna, A., Meijer, V., Chevallier, R., Duncan, A., McConnaughay, K., Geraedts, S., and McCloskey, K.: Benchmarking and improving algorithms for attributing satellite-observed contrails to flights, Atmospheric Measurement Techniques, https://doi.org/10.5194/amt-18-3495-2025.
Schumann, U. 2012. نموذج توقّع السحب النفاثية Geoscientific Model Development 5 (3): 543-80.
John C Platt, Marc L Shapiro, Zebediah Engberg, Kevin McCloskey, Scott Geraedts, Tharun Sankar, Marc E J Stettler, Roger Teoh, Ulrich Schumann, Susanne Rohs: The effect of uncertainty in humidity and model parameters on the prediction of contrail energy forcing 2024 Environ. Res. Commun. 6 095015
Driver, O. ز. A., Stettler, M. E. J., and Gryspeerdt, E.: العوامل التي تحدّ من رصد آثار الطائرات في صور الأقمار الصناعية، Atmos. Meas. Tech., 18, 1115–1134, https://doi.org/10.5194/amt-18-1115-2025, 2025.
"جيرالدتس" و"سكوت" و"آرون سارنا" و"سوزان روهس" و"روجر تيو" و"كيفن ماكلوسكي" 2026 تحسين إعادة تحليل الطقس للتحقّق من صحة بيانات السحب المتكاثفة من خلال دمج بيانات الرصد عبر الأقمار الصناعية Copernicus Preprints, https://jecats.copernicus.org/preprints/jecats-2026-6/.