البرق - كيفية حدوثه - أشكاله - كيفية الحماية منه - سبب رؤيته قبل سماع البرق

البرق

يُعرف البرق (lightning) على أنه ظاهرة طبيعية تنشأ بفعل عمليات التفريغ الكهربائي على شكل شرارة عند وجود فائض من الشّحنات الكهربائيّة السّالبة أو الموجبة داخل منطقة معينة من الغيمة بما يكفي لكسر مقاومة الهواء لمرور التّيار الكهربائي فيه، ويرتبط البرق عادةً بالمزن الرّكاميّة أو السّحب الرّعديّة، ولكنه قد يحدث أيضاً في السّحب الطّبقيّة التي تتموضّع على شكل طبقات أفقيّة كبيرة، وفي العواصف الرّمليّة والثّلجية، وفي حالات قليلة قد يرتبط البرق بالغبار والغازات المنبعثة عند انفجار البراكين.

يحدث التّفريغ الكهربائي أثناء البرق على شكل صاعقة يمكنها الانتقال بسرعة 45 كيلومتر في الثّانية (100000 ميل في السّاعة) ويؤدي إلى ارتفاع درجات الحرارة لتصل إلى 28,000 درجة مئويّة تقريباً، وهي حرارة عالية بما يكفي لتحويل الرّمل إلى زجاج، ويمكن أن تحمل صاعقة من البرق المشحون بشحنة سالبة تياراً كهربائيًا يبلغ 40 كيلو أمبير في المتوسط، ومع ذلك فمن المعروف أنّ بعض الصواعق يمكن أن تحمل تياراً كهربائياً يصل إلى 120 كيلو أمبير، وتنقل شحنة كهربائية تبلغ 5كولوم و 500 ميجا جول، أو تنتج طاقة كافية لتشغيل مصباح كهربائي 100واط لفترة تقل عن الشّهرين بقليل، ويعتمد الجهد الكهربائي على طول الصّاعقة، حيث يكون الانهيار الكهربائي للهواء (ظاهرة تحول مادة عازلة إلى موصلة للكهرباء) بمقدار 3 ملايين فولت للمتر الواحد، مما يعني إنتاج نحو مليار فولت لصاعقة برق يبلغ طولها 300 متر (1000 قدم).

كيفية حدوث البرق :

يتشكّل البرق عادةً داخل المزن الركامي، والتي تسمّى أيضاً سحابة العاصفة الرعدية، وذلك من حدوث عملية تفريغ كهربائي، والتي تتمثّل بوميض البرق. لكي تحدث عملية التفريغ لا بدَّ من حدوث فصل للشحنات الكهربائية عن بعضها؛ إلّا أنّ عملية التفريغ الكهربائي الفعلية هي المرحلة الأخيرة من عملية معقّدة جدّاً. ما يجعل الأمرَ معقّداً هو التباين الواضح بين عملية تشكّل البرق طبيعياً وبين التجارب المخبرية لتشكيل البرق في وسط غازي، إذ أنّ الحركية الكبيرة للجزيئات تُصعّب من مهمّة فصل الشحنات الكهربائية عن بعضها والإبقاء عليها كذلك لفترة طويلة، خاصّةً من غير استخدام تجهيزات تقنية من أجل محاكاة تشكّل البرق طبيعياً. ما تزال الآلية الكاملة لتشكّل البرق والصواعق محطَّ دراسةٍ وتحقيقٍ علمي.

إن أكثر أنواع البرق دراسةً هو البرق المتشكّل بين السحاب والأرض (CG)؛ على الرغم من الشيوع الأكبر لومضات البرق داخل السحاب (IC) وبين السحب (CC) إلّا أنّه يصعب دراستها بسبب عدم وجود نقاط مادّية فيزيائية للمراقبة وللقياس على مستوى السحب، بالإضافة إلى صعوبة التنبّؤ بزمان ومكان حدوث ومضات البرق أو الصواعق في الأنواع الأخيرة. ولكن من حيث المبدأ، يمكن تعميم الملاحظات والنتائج المستحصَل عليها من البرق المتشكّل بين السحاب والأرض على باقي أنواع البروق.

سبب رؤية البرق قبل سماع صوت الرعد :

يعود السبب وراء رؤية البرق قبل سماع صوت الرعد إلى أنّ سرعة الضوء أسرع بكثير من سرعة الصوت، لهذا يصل الضوء الذي ينشأ عن تفريغ الشحنات الكهربائية بشكل أسرع من الصوت الناتج عن تفريغها، فالضوء يصل إلى الأرض بسرعة آنية، بينما يحتاج الصوت لثوانٍ معدودة ليصل، وتقدر سرعة الصوت بما يقارب 343 متراً في الثانية في الهواء، كما أنّ بعض العلماء الذين يفسرون رؤية البرق قبل سماع صوت الرعد أيضاً بفكرة أنّ الإنسان يرى الأشياء قبل أن يسمع الأصوات.

أشكال البرق :

هناك ثلاثة أنماط رئيسية للبروق، والتي تختلف فيما بينها بمكان نهاية قناة وميض البرق:

- داخل السحاب: وهو برق يتشكّل داخل سحابة العاصفة الرعدية.

- بين السحب: وهو برق يبدأ من سحابة عاصفة رعدية وينتهي بسحابة عاصفة رعدية أخرى

- من السحاب إلى الأرض: وهو برق يتشكّل داخل سحابة العاصفة الرعدية وينتهي على سطح الأرض.

هناك تحويرات لكلّ نمط، مثل وجود ومضات برق موجبة وسالبة، والتي تختلف بخواصّها وميّزاتها الفيزيائية عن بعضها.

• برق من السحاب إلى الأرض :

يتشكّل البرق من السحاب إلى الأرض من سحابة العاصفة الرعدية وينتهي على سطح الأرض. يبدأ تشكّل هذا النمط من قائد متدرّج هابط إلى الأسفل من السحابة، والذي يمكن أن يلتقي مع لسان نور صاعد من سطح الأرض.

يعدّ هذا النمط أقلّ أنواع البروق شيوعاً من حيث تكرارية التشكّل، ولكنّه بالمقابل أكثرها دراسةً بحكم سهولة إجراء الأبحاث عنه، لأنّه ينتهي على جسم فيزيائي صلب، ممّا يمكّن من تتبُّعِه وقياسه بالأجهزة على الأرض. من جهة أخرى، فإنّه أكثر أنماط البروق خطورةً على الأشخاص والممتلكات عندما يحدث التفريغ على شكل صاعقة.

تُرَى عمليّة التفريغ الكلّية على هيئة وميض، وتتألّف من عدّة مراحل تتضمّن الانهيار الأولي والقائد المتدرّج ومرحلة اتصال أكثر من قائد مع بعض والضربات المرتدّة والقائد الراشق والضربات المرتدّة المتعاقبة.

• البرق داخل السحاب والبرق بين السحب :

يمكن لوميض البرق أن يتشكّل وأن يبقى ضمن الحيّز المكاني في محيط سحابة العاصفة الرعدية من غير أن يصل إلى الأرض؛ ويمكن التمييز بين نمطين هنا: الأوّل عندما يحدث التفريغ الكهربائي بين منطقتين مختلفتين بالكمون الكهربائي داخل السحابة نفسها، ويعرف باسم برق داخل السحاب؛ والثاني عندما يحدث التفريغ بين سحابتين منفصلتين ومتجاورتين، ويعرف باسم برق بين السحب.

يعدّ نمط البرق داخل السحاب أكثر أنماط البروق شيوعاً؛ وهو يحدث غالباً بين القسم العلوي للسحابة السندانية المشكِّلَة لسحابة العاصفة الرعدية والقسم السفلي لها.

• أنماط شكلية :

- برق سنداني زاحف  والذي يسمّى أيضاً «برق العنكبوت»؛ وهو يتشكّل عندما ينتشر قائد البرق أفقياً بشكل مفرط عبر مناطق مشحونة داخل عاصفة رعدية معتّقَة، وهي عادةً المناطق المتراصفة لأنظمة الحمل الحراري متوسّطة الشمول. تبدأ ومضات البرق السنداني الزاحف بعمليّة تفريغ داخل السحاب داخل منطقة الحمل الحراري، ثُمَّ ما تلبَث نهاية قائد البرق السالب بأن تنتشرَ بشكلٍ جيّدٍ في المناطق المتراصفة المذكورة. إذا أصبحَ القائد طويلاً، يتفرّع حينها إلى قنواتٍ متعددّةٍ ثنائيةِ الاتّجاه، تمثّل كلّ منها قائداً جديداً. عند حدوث ذلك، فإنّ النهاية الموجبة لقائد البرق المتفرّع يمكن أن تضرب الأرض بوميض برقٍ موجبٍ من السحاب إلى الأرض، أو أن تزحفَ على الطرف السفلي لسحابة العاصفة الرعدية. يمكن لومضات البرق السنداني الزاحف الأرضية أن تنقل كمّيّاتٍ كبيرةٍ من الشحنة الكهربائية، كما يمكن لها أن تسبّب ومضات برق متّجهة للأعلى، وومضات برقٍ في طبقات الجوّ العليا.

- البرق الكروي، وهو ظاهرة يمكن أن تشاهد في الغلاف الجوّي، وذلك وفقاً لشهود عيان، إلّا أنّ طبيعتها الفيزيائية ما تزال محطَّ خلاف؛ إذ أنّها لم تلاحظ إلّا بشكلٍ نادرٍ جدّاً من متخصّصي الأرصاد الجوّية. يشير المصطلح إلى تقارير عن أجسام كروّية مضيئة تتفاوت أقطارها من عدّة سنتيمترات مثل قطر حبّة البازلاء إلى عدّة أمتار. يمكن للبرق الكروي أن يترافق مع العواصف الرعدية، ولكنّه على العكس من وميض البرق، والذي يدوم فقط لبضع أجزاءٍ من الثانية، فإنّ البرق الكروي يمكن له أن يدوم لعدّة ثوانٍ. بالنهاية، ما تزال الأدلّة والبيانات العلمية عن البرق الكروي شحيحةً، نظراً لعدم شيوعه ولصعوبة التنبّؤ بتشكّله؛ ويعتمد افتراض وجوده على مشاهدات للعوام.

- برق خرزي (أو برق عقد اللؤلؤ) وهو مرحلة اضمحلال قناة البرق بحيث يتجزّأ ضياء القناة إلى قطاعاتٍ متفرّقة؛ وهي ظاهرة تحدث تقريباً في كلّ تفريغ عندما تتبرّد القناة فجأةً بعد ضربة مرتدّة. بالتالي يمكن اعتبارُ ظاهرةِ البرق الخرزي مرحلةً من مراحل تفريغ البرق العادي، أكثرَ من كونها نمطاً خاصّاً بحدّ ذاته، وهي من الميّزات التي تحدث على نطاقٍ صغير، بالتالي فإنّها لا تبدو بشكل واضح إلّا عندما تكون كاميرا المصوّر المراقب قريبةً من مكان تشكّل البرق.

- برق من السحاب إلى الهواء، وهو وميض يخرج فيه قائد برق ثنائي الاتجاه خارج السحابة من غير أن يُحدِثَ وميضاً إلى الأرض. وتُلاحظ تلك الومضات في برق الغلاف الجوّي العلوي على هيئة تياراتٍ نفّاثةٍ زرقاء وعملاقة في طبقة الغلاف الأيوني، حيث يصعد وميض تلك البروق من أعلى سحابة العاصفة الرعدية بسرعة تصل إلى 100 كيلومتر في الثانية إلى ارتفاعات تصل إلى 50 كم.

- البرق الجافّ، وهو تعبير يستخدم لوصف وميض البرق عندما يحدث من غير هطول. يعدّ هذا النمط من المسبّبات الطبيعية الرئيسية لحرائق الغابات.

- برق عديم الرعد، وهو وميض برقٍ يبدو من غير أن يرافقه رعد بالعادة، وذلك لملاحَظَته من مكانٍ بعيدٍ عن مكان العاصفة الرعدية، بحيث أنّ الموجات الصوتية تتشتّت قبل أن تصل أسماع المراقب. يدعى هذا النمط في اللغة الإنجليزية بشكل مغلوط باسم Heat lightning.

- برق شريطي وهو يحدث في العواصف الرعدية ذات رياح متعامدة قوية وضربات مرتدّة متعدّدة، بحيث أنّ هبوب الرياح يؤدّي إلى انزياح الضربة المرتدّة قليلاً إلى جانب الضربة السابقة، مسبّباً هذه الظاهرة البصرية.

برق صاروخي  وهو نمط من أنماط تفريغ داخل السحاب، بحيث يحدث عادةً بشكلٍ أفقي وعلى قاعدة سحابة العاصفة الرعدية، وتبدو فيه القناة المضيئة كأنّها تتقدّم في الهواء بشكلٍ متقطّع وبسرعةٍ ملحوظة.

- برق صفحي  وهو برق بين السحاب له سطوع منتشر على سطح السحابة، ويبدو كذلك لأن مسار التفريغ الفعلي إمّا أن يكون مخبّأً أو بعيداً جدّاً. لا يظهر وميض البرق للمراقب، ولكن يبدو على شكل صفيحة أو طبقة من الضوء.

- البرق المتقطّع،  وهو نوع من أنواع البروق من السحاب إلى الأرض يتميّز بأنّ ضربته قصيرة جداً، حيث يبدو غالباً على شكل وميضٍ منفردٍ شديد السطوع ذي تفرّعات كثيرة نسبياً. يلاحظ هذا النمط الشكلي للبرق في المناطق القريبة من الأعاصير متوسّطة الشمول ذات العواصف الرعدية الدوّامية مع وجود تيّارات هوائية صاعدة. يلاحظ نمطٌ مشابهٌ في ضربات البرق بين السحب، والتي تتألّف من وميضٍ قصيرٍ فوق منطقة صغيرة، والتي غالباً ما تكون أيضاً متأثّرةً بتيّارٍ هوائيٍ دوّار وصاعد.

- صاعقة فائقة  وهي صواعق لا تتميّز من حيث الشكل إنّما من حيث استطاعة التفريغ الكهربائي، إذ تصل فيها إلى حوالي 100 غيغاوات، إذ أنّ أغلب الصواعق وضربات البرق تصل فيها الاستطاعة إلى حوالي 1 غيغاوات. تبلغ نسبة احتمالية حدوث وميض البرق الفائق واحدة من 240 ضربة. يمكن لضربة الصاعقة الفائقة أن تكون موجبة أو سالبة الشحنة، ويمكن مقارنتها من حيث نسبة نوع الشحنة إلى ما هو الحال في البرق العادي.

- البرق الصاعد (أو البرق من الأرض إلى السحاب) وهو وميض برق ينشأ من أعالي المنشآت والأجسام المرتفعة المؤرَّضة وينتشر إلى الأعلى من تلك النقطة. يتشكّل هذا النمط من البرق نتيجةً لحدوث وميض برق سابق، وخاصّةً من نمط برق العنكبوت (السنداني الزاحف)، ويمكن أن ينشأ بشكلٍ متزامنٍ من نقاط مؤرَّضة متعدّدة ومتجاورة. تلاحظ الظاهرة الأخيرة خاصّةً في موسم الشتاء البارد في العواصف الرعدية الثلجية.

- برق الجو الصافي ويبدو فيه وميض البرق متّصلاً من سحابة العاصفة الرعدية (المزن الركامي) عبر طبقة من الهواء خالية من الغيوم واصلاً إلى سطح الأرض. كان يُعتقَد في البداية أنّها بروق موجبة، إلّا أنّ الرصد بيّن أن تلك الومضات هي ومضات سالبة الشحنة، حيث تبدأ من ومضات برق داخل السحاب، ثم يخرج القائد السالب من السحابة من منطقة الشحنة الموجبة، قبل أن يخرق طبقة الهواء الصافية الخالية من السحاب ويضرب الأرض بعيداً. يسمّى هذا النمط أيضاً برق من السماء الزرقاء، ويلاحظ النمط الموجب منه في البيئات ذات هبوب رياحٍ قويّة، بحيث تنزاح المنطقة موجبة الشحنة لسحابة العاصفة الرعدية عن منطقة الهطول.

• البرق البركاني :

يسبّب النشاط البركاني حدوثَ البرق، والذي يدعى حينها ويخصّص باسم البرق البركاني؛ إذ أنّ الكمّيّات الضخمة من الرماد البركاني والانفجارات الغازية المطروحة إلى الغلاف الجوّي تؤدّي إلى تشكيل نفثة أو غمامة بركانية من الجسيمات المعلّقة في الهواء. ونظراً لكثافة الرماد المرتفعة وللحركة المستمرّة داخل الغمامة البركانية تتولّد شحنة كهربائية نظراً للاحتكاك؛ ممّا يؤدّي إلى تشكّل ومضاتِ برقٍ متكرّرة عندما تحاول الغمامة أن تعدّل شحنتها الكهربائية.

لوحظت ظاهرة البرق البركاني منذ القدم، فقد دوّنها بلينيوس الأصغر أثناء ثوران جبل فيزوف سنة 79 للميلاد. وحديثاً لوحظ تشكّل شرارات كهربائية قرب الصهارة البركانية المنبثقة حديثاً، ممّا يدلّ على الشحنة الكهربائية المرتفعة لها حتى قبل أن تدخل الجسيمات إلى الغلاف الجوّي.

• ظواهر متعلّقة بأنشطة بشرية :

وُجدَ أنّ انفجار القنبلة الهيدروجينية يقوم بتحفيز تشكّل ومضات البرق داخل سحابة الانفجار الضخمة وذلك بسبب تزويد مواد إضافية تؤمّن الموصلية الكهربائية. بالإضافة إلى ذلك، فإنّ إشعاعات غاما الشديدة الصادرة عن الانفجارات النوويّة يمكن لها أن تشكّل مناطق مشحونة للغاية في حيّز الفراغ المحيط لمكان الانفجار عبر ظاهرة كومبتون. تقوم تلك المناطق المشحونة بتوليد ومضات البرق الناتجة عن التفريغ بعد فترةٍ قصيرةٍ من الانفجار.

وُجدَ أيضاً أنّ مسار التكاثف خلف الطائرات النفاثة قد يؤدّي في حالات نادرةٍ إلى التسبّب في تشكّل البرق، إذ يمكن لها أن تؤمّن مساراً من جزيئات بخار الماء ذي مقاومة أدنى في الهواء، ممّا يمهّد لتشكيل مسار أيوني ليَمُرَّ وميض البرق عبره. من الظواهر الأخرى القريبة من ذلك أيضاً ظاهرة شرر القديس إلمو، حيث تحدث عمليّات تفريغ جزئي قد تتطوّر إلى حدوث تفريغ كامل على هيئة وميض برق.

مخاطر ظاهرة البرق :

يتسبب البرق بحدوث وفيات أو على الأقل يمكن أن يؤدي إلى إصابة الإنسان بجروح خطيرة إذا تعرّض لضربة برق، أو إذا صدف وجوده بالقرب من جسم تعرضّ لضربة برق، بغض النّظر عن مكان وجوده، خارج المنزل أو داخله لأنّ البرق يمكنه الانتقال عبر الأسلاك والأنابيب، ويعتمد تأثير البرق على الإنسان على نوع ضربة البرق التي يتعرّض لها، وهذه الأنواع هي:

- الضّربة المباشرة : تحدث الضربة المباشرة (Direct Strike)عندما يتعرّض الإنسان لضربة البرقبشكل مباشر، وفي هذه الحالة فإنّ إمكانية النّجاة تكون قليلة جداً، وذلك لأنّ صاعقة البرق تحمل تيار كهربائي تبلغ شدته 30,000 أمبير و100 مليون فولت، وتُنتج حرارة تصل إلى 27,760 درجة مئويّة ( 50000 درجة فهرنهايت).

- جهد التّماس : تنتج الإصابة عن جهد التّماس أو الاتصال بالجهد (Contact Voltage) بسبب الاتصال المباشر مع جسم ضربه البرق، مثل أسطح المباني، أو أسطح المركبات، والأبراج، والأعمدة، والأسلاك وأنابيب الماء.

- الوميض الجانبي : يعرف الوميض (Side Flash)، وهي الصّاعقة التي تضرب جسماً آخر إلا أنها ترتد عنه لتصيب الأشخاص القريبين منه.

- جهد الخطوة، يعرف جهد الخطوة على (Step Voltage) أو الصّاعقة الأرضية (Ground Streamers) على أنّه انتقال التّيار الكهربائي من الأرض التي تعرضّت لصاعقة البرق أو من أي مسار كهربائي مثل الرّصيف الرّطب، أو برك المياه، إلى الأشخاص الذين يتواجدون على بعد 100 قدم (30.5 متر تقريباً)، ومن الأمثلة عليها ما يحدث عندما يضرب البرق شجرة طويلة فينتقل التّيار الكهربائي إلى سطح الأرض وينتقل لمسافة بعيدة، وهذا النّوع هو الأكثر تسبباً بحدوث الإصابات للبشر، حيث يدخل التّيار الكهربائي الجسم عند النّقطة الأقرب إلى ضربة الصّاعقة مثل القدمين، ويخرج من الجسم من نقطة أخرى بعيدة، وكلما ازدادت المسافة بين هاتين النّقطتين كلما ازداد احتمال الإصابة أو الوفاة، لذلك غالباً ما يكون التّيار الأرضي قاتلاً للماشية بسبب حجمها الكبير.

كيفية تجنّب الآثار المدمّرة للصواعق :

• أولا : مانعات الصواعق :

كان أوّل من طوّرها لتؤدّي هذا الغرض هو العالم الأمريكيّ (بنجامين فرانكلين)، وهي عبارة عن قضبان معدنيّة مدبّبة يبلغ قطرها حواليّ بوصة واحدة (2 سنتيمتر) تثبّت على أسطح المباني، وتتّصّل بشبكة موصّلات مدفونة في الأرض (تشبه شبكات التأريض) بالقرب من المبنى عبر أسلاكٍ ضخمة قطرها بوصة واحدة أو نحو ذلك، ومصنوعة من النحاس أو الألومينيوم. وفكرة عملها بسيطة للغاية، فهي توفّر مسارًا منخفض المقاومة جدًا يسمح بسريان التيار الكهربائيّ الهائل الناتج عن ضربات الصواعق خلالها، ومنها إلى الأرض حيث يتمّ تفريغه بأمان دون إلحاق أضرار بالمبنى.

• ثانيًا : قواعد السلامة التي يجب مراعاتها حال حدوث البرق :

- ابتعد عن المساحات المفتوحة، ولكن لا تبقى تحت شجرة، أفضل مكان هو داخل المبنى.

- إذا كنت تسبح وحدثت عاصفة رعديّة ينبغي أن تخرج من الماء على الفور، وقد تبدو العاصفة بعيدة إلّا أنّ البرق يمكنه أن يقطع مسافة 20 ميل بعيدًا عنها.

- أثناء العواصف الرعديّة؛ أطفئ جميع الوحدات الكهربائيّة، ولا تستخدم الهاتف.

- أثناء العواصف الرعديّة؛ لا تسير في الشارع حاملًا أيّة أقطاب أو قطع معدنيّة، لا تحمل حتّى المظلّة.

كيفية معرفة  ما إذا كانت هناك صاعقة تضرب الأرض في مكان بالقرب منك :

إن سافرت إلى مكان معروف بالأجواء العاصفة وضربات البرق المتكرّرة، ثم شعرت بوقوف شعر الرأس والجسم فحاول أن تبتعد عن المكان بسرعة، والتزم بقواعد الأمان السابقة، وإذا لم يكن هناك مكان آمن بالقرب منك فاقترب من الأرض قدر الإمكان.

المصدر : ويكيبيديا + مواقع إلكترونية.

لهذه الأسباب يحدث الانقراض للكثير من الكائنات

الانقراض

الانقراض في علم الأحياء، هو نهاية وجود كائنٍ حيّ ما أو مجموعة من الكائنات الحية (الأنواع). تُعتبر لحظة موت آخر أفراد النّوع هي لحظة الانقراض عمومًا، على الرغم أنّه من الممكن أن يفقد أفراد هذا النوع القدرة على التكاثر والشفاء قبل تلك اللحظة. يُعدّ تحديدُ هذه اللّحظة أمراً صعباً نظرًا لضخامة النطاق المحتمل لأماكن انتشار هذه الأنواع، وعادة ما يتمّ بأثر رجعيّ. تؤدّي هذه الصعوبة إلى ظواهر مثل ظاهرة "تصنيف لازاروس lazarus taxa"، حيث تظهر فصيلة يفترض أنّها انقرضت فجأة (عادةً في السجل الأحفوري) بعد فترة من الغياب الواضح.

أكثر من 99 في المئة من جميع الأنواع التي عاشت على الأرض على الإطلاق -التي تصل إلى أكثر من خمسة مليارات نوع- اختفت من الوجود. تتراوح تقديرات عدد الأنواع الموجودة حاليّاً على كوكب الأرض بين 10 ملايين و 14 مليون نوع، تمّ توثيق 1.2 مليون منها فقط، أي أكثر من 86% من الأنواع الموجودة على الأرض لم يتمّ توثيقها بعد. في عام 2016، نشر مجموعة من العلماء تقريراً أكّدوا فيه أنّ عددَ الأنواعِ التي عاشت على الكرة الأرضيّة منذ بدء الحياة عليها أكثر من تريليون نوع، ولا تتجاوز نسبةِ الموثّق منها الواحد في المئة ألف.

خلال التطور، تنشأ الأنواع الجديدة من خلال عملية (الانتواع أو التَشَكّل التطوريّ لنَوْعٍ جَديد، speciation) -، حيث تنشأ أنواع جديدة من الكائنات الحية وتزدهر عندما تكون قادرة على إيجاد واستثمار بيئة ايكولوجيّة، وتنقرض الأنواع عندما لا تعود قادرةً على البقاء في ظروف متغيّرة، أو على الاستمرار ضدّ منافسةٍ متفوّقة. تمّ توطيد العلاقة بين الحيوانات وبيئاتها الإيكولوجيّة. ينقرض النّوع النمطيّ بشكلٍ عام في غضون 10 ملايين عام من أوّلِ ظهور له، على الرغم من أنّ بعض الأنواع -التي تسمى الأحافير الحية living fossils- تعيش بدون أي تغيير صرفي (موروفولوجي) لمئات الملايين من السنين.

تُعَدّ الانقراضات الجماعية أحداثاً نادرةً نسبيّاً. وبالمقابل، فإنّ الانقراضات المنفردة شائعة جدًا. لم يتمّ البدء بتوثيق حالات الانقراض إلّا مؤخّرًا، وازداد بعدها قلقُ العلماء من المعدّل الحالي للانقراض. لم يتمّ توثيق معظم الأنواع المنقرضة. يقدّر بعض العلماء أن ما يصل إلى نصف الأنواع النباتيّة والحيوانيّة الموجودة حاليًا، قد تنقرض بحلول عام 2100. أشار تقرير نُشرَ عام 2018 إلى أنّ ما يزيد عن 300 نوع ثديي سلاليّ قد مُحي خلال الحقبة البشريّة، وسيتطلّب الأمر من العصر الحديث الأقرب من 5 إلى 7 ملايين سنة ليعود لوضعه.

الانقراض وكيفية تحديده :

وينقرض النوع عند موتِ آخرِ عضوٍ موجودٍ منه. وبالتالي يصبح الانقراض يقينيّاً عند انعدام وجود أفراد باقون قادرون على التكاثر وإنشاء جيلٍ جديد. قد ينقرض النوع من الناحية الوظيفيّة عندما تنجو حفنةٌ من الأفراد فقط، لكنّها غير قادرة على التكاثر بسبب سوء الحالة الصحية والعمر، وانتشارها في مساحات متباعدة أو نقص الأفراد من الجنسين (في الأنواع التي تتكاثر عن طريق الاتصال الجنسي) أو لأسباب أخرى.

يتطلب التحديد الدقيق للانقراض (أو الانقراض غير الكامل الذي يعني انقراض النوع بالكامل مع بقاء أشكال سلالات معدّلة منه) لأحدِ الأنواع تعريفًا واضحًا لتلك الأنواع. في حال تمّ الإعلان عن انقراضها، فيجب أن تكون الأنواع المعنيّة قابلة للتمييز بشكل فريد عن أي نوع من الأنواع السلف، أو الأنواع الفرعيّة وأي نوع آخر ذي صلة وثيقة. يلعب انقراض الأنواع (أو الاستعاضة عنها بنوع فرعي) دورًا رئيسيًا في فرضية التوازن النقطي punctuated equilibrium hypothesis لستيفن جاي جولد ونيلز إلدريدج.

غالبًا ما يتم استخدام مصطلح الانقراض بشكل غير رسميٍّ في علمِ البيئة للإشارةِ إلى الانقراض المحليّ، حيث ينتهي وجود النوع في منطقة الدراسة المختارة، ولكنّه قد يبقى موجودًا في مكان آخر. وتعرف هذه الظاهرة بالاستئصال (extirpation). من الممكن أن يُتبع الانقراض المحلّي بنقل أفراد نفس النوع المنقرض محليّاً من مناطق أخرى إلى المنطقة التي حصل فيها الانقراض، وإعادة استقدام الذئب خيرُ مثالٍ على هذا. يطلق على الأنواع التي لم تنقرض بعد اسم "الأنواع الموجودة extant species". ويشارُ إلى الأنواع الموجودة ولكنّها تواجه خطر الانقراض صفة "أنواع مهددّة أو معرّضة للانقراض".

تعتبر محاولات الإنسان للحفاظِ على الأنواعِ المهدّدة بالانقراض أحد الجوانب المهمّة لظاهرة الانقراض حاليّاً، وتنعكس هذه المحاولات من خلال إنشاء حالة الحفظ "أنواع منقرضة في البرّيّة" (EW). ليس من المعلوم إذا كان للأنواع المدرجة في هذا الوضع من قِبل الاتحاد الدولي لحفظ الطبيعة (IUCN) أي عيّنات حيّة في البرية، ولا يتمّ الاحتفاظ بها إلا في حدائق الحيوان أو البيئات الاصطناعية الأخرى. بعض هذه الأنواع انقرضت وظيفيّاً، لأنها لم تعد جزءاً من بيئتها الطبيعية، وعودتها إلى البرّيّة أمر غير مرجّح. تحاول مؤسسات علم الحيوان الحديثة -عند الإمكان- الحفاظ على مجموعة قابلة للحياة من أجل الحفاظ على الأنواع وإعادة إدخالها في المستقبل إلى الحياة البرّيّة، من خلال استخدام برامج التربية المخطّط لها بعناية.

بعض أسباب انقراض الحيوانات :

- تدمير مواطن هذه الحيوانات، ويعّد هذا السبب من أهم الأسباب في انقراض الحيوانات، وهذا السبب ناتج عن الأعمال البشرية الجائرة في الأرض، فلكل حيوان بيئته الخاصة التي تكيف معها، والتي لا يستطيع العيش بعيداً عنها، حيث إن هذه البيئة توفر لهذا جميع مقومات حياته من مأكل ومشرب، وعند تدمير الإنسان لهذه البيئة، يفقد هذا الحيوان قدرته على العيش، ومن الأسباب التي تؤدي إلى تدمير بيئة الحيوانات تجفيف الأراضي الرطبة، تدمير الحواجز المرجانية، وتحويل هذه البيئات لمناطق سكنية ومدن، بناء السدود والطرق.

- تجرئة البيئات الذي ينتج عنها تكسير لروابط التواصل والاتصال ما بين الحيوانات والأنواع النباتية، وهذه التجرئة تؤثر على قدرة الحيوانات في التنوع الوراثي، كما يحد من قدرتها على تقبل التغيرات المناخية.

- إدخال أنواع جديدة من الحيوانات إلى أنظمة بيئية جديدة، وهذه الحيوانات يتم إنتاجها من خلال الهندسة الجينية، و كما أن هذا الإدخال يكون من باب الصدفة أو من باب العمد أي بفعل الإنسان، وهذه الحيونات من الممكن أن تفترس الحيوانات القديمة، وتكون الحيوانات غير قادرة على مواجهتها، وبالتالي تعمل على أنقاص عدد الحيوانات بشكل كبير، كما أنها قد تحد من تكاثرها، ومن الممكن أن تتكيف هذه الحيوانات مع الحيوانات الموجودة أصلاً.

- انتشار نوع من الأمراض وكذلك الأوبئة يؤدي إلى قتل الحيوانات وخاصة الضعيفة، وهذه الأوبئة ناتجة عن التغيرات البيئة مثل الاحتباس الحراري أو ناتجة عن تدخلات الإنسان في الأنظمة البيئة.

- التلوث يعّد من أهم مهددات استمرار حياة أحد أنواع الحيوانات، فالتلوث يعمل على إضعاف البيئات الموجودة فيها الحيوانات، وبالتالي يحد من نمو وتطور هذه الحيوانات، وتجدر الإشارة إلى أنّ التلوث قد طال مختلف البيئات بكميات كبيرة، وخاصة مع تطور الصناعة، وبالتالي فإن انقراض الكائنات الحية يزداد سنة بعد سنة، وخاصة في فصيلة الحشرات.

- ارتفاع درجة حرارة الكرة الأرضية، وهذا الارتفاع ناتج عن التغير المناخي الذي تشهده الكرة الأرضية، وهذا التغير يؤدي إلى العديد من التأثيرات السلبية على الحيوانات.

- استغلال الحيوانات بشكل كبير لتحقيق الأرباح المادية دون الاكتراث بالأخطار التي تلحق بالحيوانات، مثل الصيد غير الشرعي للحيوانات البرية والبحرية، أو الصيد الجائر.

المصدر : ويكيبيديا + مواقع إلكترونية.

الصندوق الأسود - أهم أداة في كشف أسباب حوادث الطيران

الصندوق الأسود

كثيراً ما نسمع أثناء الحوادث أو الكوارث المتعلقة بالطائرات أنّ السلطات تبحث عن الصندوق الأسود من أجل معرفة السبب الرئيسي في تحطُّم هذه الطائرة.

تعريف الصندوق الأسود :

الصندوق الأسود اسم يطلق على صندوقين يسجلان البيانات الفنية الخاصة بأجهزة الطائرة (وكذلك بعض القطارات والسفن)، والمحادثات بين أفراد طاقم القيادة وبينه وبين جهات الاتصال الأخرى، ويساعدان في كشف أسباب الحوادث التي قد تتعرض لها الطائرة.

أصل تسميته بـ "الصندوق الأسود" : 

يعتقد الكثير من الناس أن لون الصندوق هو "اللون الاسود" وهذا خطأ، فلونه برتقالي أو أصفر وذلك لتمييزه بسهولة بين حطام الطائرة. ما يزال سبب التسمية غامضا تاريخيا، فقد ذهب البعض أنه سمي باللون الأسود بسبب الكوارث الجوية وحوادث تحطم الطائرات. ويسمى أيضا "بمسجل معلومات الطائرة". هناك رأي اخر يعود بالتسمية إلى أن مسجلات المعلومات الأولى نفسها كانت ذات عاتمة اللون وسوداء من الداخل لمنع التسربات الضوئية من تدمير شريط التسجيل كما في غرف التصوير الفوتوغرافي. كما أن هناك تفسير اخر للسبب يتعلق بمقابلة كانت بين صحفي والدكتور وارن Dr. Warren حين قال له الصحفي:، "This is a wonderful black box" أي: أنه صندوق أسود رائع!

بداية استخدام الصندوق الأسود :

اخترَع عالِمُ أبحاثِ الطيران الأسترالي ديفد وارن (المتوفى يوم 19 يوليو/تموز 2010 عن 85 عاما) أول جهاز مسجل لبيانات الرحلات الجوية عام 1956، بعد خوضه غمار التحقيق في التحطم الغامض لأول طائرة ركاب مدنية في العالم عام 1953.

وقد توصل ديفد وارن إلى فكرة تصنيع جهاز مقاوم للتحطم والحريق لتسجيل أصوات طاقم الطائرة وبيانات الأجهزة، فصمم وصنع جهازه الذي صار معروفا باسم "الصندوق الأسود"، وأصبحت أستراليا -بدءا من عام 1960- أول دولة تجعل وجوده إلزاميا في التجهيزات الفنية لجميع الطائرات التجارية، الأمر الذي أوجبته القوانين الدولية بعد ذلك.

والواقع أن الطائرات تحتوي على صندوقيْن لا واحد، والحقيقة كذلك أن لون هذين الصندوقين ليس أسود كما يوحي به الوصف، بل قد يكون لونهما أحمر أو أصفر أو برتقاليا، وذلك لكي يستطيع الباحثون عنهما تمييزهما من بين حطام الطائرة المكون عادة من آلاف القطع. ولا يزال سبب إطلاق لون السواد عليهما غير معروف.

و لا يقتصر استخدام الصندوق الأسود على الطائرات، بل يوجد كذلك في وسائل للنقل الجماعي الأخرى مثل السفن البحرية والقطارات لتسجيل كافة المعلومات الخاصة برحلاتها، خاصة في حالات الحوادث أو الكوارث.

وظيفة الصندوق الأسود :

يوجد في كل طائرة صندوقان وليس صندوق واحد يقبعان في مؤخرة الطائرة يسجلان ما يحدث للطائرة طول فترة سفرها.

أما الصندوق الأسود الأول : فوظيفته حفظ البيانات الرقمية والقيم الفيزيائية ( الوقت ، السرعة ، الاتجاه ).

وأما الصندوق الأسود الثاني : فوظيفته تسجيل الأصوات ( مشاحنات ، استنجاد ، حوارات ).

الصندوقان مجهٌزان ببث صوت يندلع إذا ما غاصت الصناديق في الماء وبث إشعار فوق الصوتي للمساعدة في العثور عليهما. يبث هذا الإشعار على ذبذبة 37,5 كيلوهرتز ويمكن التقاطه في عمق يبلغ 3500 متر (14000 قدم).

مميزات الصندوق الأسود :

صُمّم الصندوق الأسود بطريقة تضمن عدم تعرّضه للدمار عندَ وقوع حادث للطائرة، وقد استخدم العديد من المواد القوية في صنعه هي:

الألمنيوم: تحاط بطاقات الذاكرة في الصندوق الأسود بطبقة رقيقة من الألمنيوم.

السيليكا: تُطلى بطاقات الذاكرة بمادة السيليكا بسماكة بوصة واحدة، والتي تعمل على حمايتها من الحرارة العالية.

الفولاذ أو التيتانيوم: بعد وضع الطبقات السابقة تُحاط البطاقات بصندوق مطليّ بالفولاذ الصلب المقاوم للصدأ أو بطبقة من التيتانيوم، حيث يصل سمك الطبقة إلى 0.25 بوصة.

مواد أخرى: يُضاف للصندوق الأسود عناصر إضافيّة، مثل جهاز البث الذي يُساعد المحققين على الوصول إلى مكان الصندوق، إذ تعمل هذه الأجهزة على إرسال ذبذبات ضوئية عالية التردد، حتى في حالة سقوط الصندوق في البحر.

البحث عن الصندوق الأسود وتحليله :

ويتم البحث عن الصناديق السود في الطائرات المتحطمة باستخدام أجهزة متطورة مثل الروبوتات المربوطة بالغواصات، أو السفن المجهزة بمسبارات الاستشعار، أو بتقنيات الكاشف المغناطيسي التي بإمكانها البحث في مساحة تبلغ نحو 60 كيلومترا مربعا.

ويتولى تحليل بياناتها بعد العثور عليها وانتشالها خبراء في حوادث الطيران حكوميون أو تجاريون، وتوجد أقوى مكاتب تحليلها بالولايات المتحدة وفرنسا بحكم وجود أكبر شركتين للطيران فيهما، وهما إيرباص وبوينغ.

ورغم كون هذين الجهازين لا يمكنهما مساعدة الطيار أثناء الرحلة، فإنهما يتحولان -في حال سقوطها أو إسقاطها- إلى الشاهد الأكبر على ما جرى لها في الأجواء. فالبيانات والمعلومات التي سجلاها تساعد المحققين على معرفة السبب الفعلي وراء السقوط، وتوضح بشكل قاطع ما إن كان الحادث وقع بسبب خلل فني أو ظروف جوية أم بفعل بشري.

وقد صدرت دعوات من دول ومنظمات وهيئات تنظيم طيران إقليمية عالمية -إثر تزايد حوادث سقوط الطائرات والفشل في العثور على الصناديق السود فيها- إلى إيجاد وسيلة لتتبع رحلات الطائرات التجارية لحظة بلحظة، إلى جانب استخدام هذه الصناديق المعمول بها.

وفي مايو/أيار 2014 أعلنت هيئة السلامة الجوية الأوروبية أنها صاغت مقترحات جديدة تسهل العثور على الصناديق السود في الطائرات المفقودة، وتتضمن إدخال تردد إشارات جديد يسهل معرفة موقع الصندوق الأسود المفقود تحت الماء.

كما تشمل المقترحات تمديد فترة عمل جهاز تحديد الموقع تحت الماء من ثلاثين إلى تسعين يوما، إضافة إلى زيادة الفترة المخصصة للتسجيلات الصوتية في قمرة الطائرة من نحو ساعتين حاليا إلى عشرين ساعة، وذلك بغية تسهيل فهم ما يحدث في حوادث تحطم الطائرات.

الأسطرلاب - حاسوب فلكي في عصره

الأسطرلاب

لا يكاد متحف في العالم يخلو من أسطرلاب نقشت معالمه بالحروف العربية، بل إن أكثر أسماء النجوم اللامعة على هذه الأداة المميزة عربية الأصل، كالدبران والذنب ورأس الجاثي ورجل الجوزاء وغيرها، مما يدل على المكانة العالية التي حظي بها علم الفلك العربي في عصور الإسلام المزدهرة وما جاء بعدها من عصور وأجيال ورثت هذه الحضارة.

تعريف الأسطرلاب :

الأَسْطُرلاب  ويقال له أيضًا الأصْطُرلاب هو آلة فلكية قديمة وأطلق عليه العرب ذات الصفائح. وهو نموذج ثنائي البعد للقبة السماوية، وهو يظهر كيف تبدو السماء في مكان محدد عند وقت محدد. وقد رسمت السماء على وجه الأسطرلاب بحيث يسهل إيجاد المواضع السماوية عليه. بعض الأسطرلابات صغيرة الحجم وسهلة الحمل، وبعضها ضخم يصل قطر بعضها إلى عدة أمتار.

وقد كانت الأسطرلابات حواسيباً فلكية في وقتها، فقد كانت تحل المسائل المتعلقة بأماكن الأجرام السماوية، مثل الشمس والنجوم، والوقت أيضًا. وقد كانت ساعات جيب لعلماء الفلك في القرون الوسطى. وقد تمكنوا أيضا من قياس ارتفاع الشمس في السماء، وهذا مكنهم من تقدير الوقت في النهار أو الليل، كما يمكنهم من تحديد وقت بزوغ الشمس أو تكبد النجوم. وقد طبع على ظهر الأسطرلاب جداولاً مبتكرة مكنتهم من هذه الحسابات. ويمكن لهذه الجداول أن تحتوي على معلومات عن منحنيات لتحويل الوقت، ومقومة لتحويل اليوم في الشهر إلى مكان للشمس في دائرة البروج، ومقاييس مثلثية وتدريجات لـ 360 درجة.

تاريخ اختراع الأسطرلاب :

اختُرع الإسطرلاب المبكر في الحضارة الهلنستية على يد أبلونيوس البرغاوي Apollonius of Perga بين عامي 220 و150 قبل الميلاد، وغالبًا ما ينسب إلى أبرخش. كان الإسطرلاب يتكون من نصفين للكرة الأرضية وديبوتر (وحدة قياس قوة العدسة)، وهو آلة حاسبة تناظرية قادرة على حل العديد من أنواع المشاكل المختلفة في علم الفلك الكروي. كتب ثيون الأسكندري (c. 335 - c. 405) أطروحة مفصلة عن الأسطرلاب، وجادل لويس بأن بطليموس استخدم إسطرلابًا لتسجيل الملاحظات الفلكية في تيترابيبلوس . ينسب اختراع إسطرلاب الطائرة أحيانًا بالخطأ إلى ابنة هيون هيباتيا (من مواليد حوالي 350-370 ؛ والمُتوفاة في عام 415 م)، ولكنه في الواقع معروف أن سبق استخدامه قبل 500 سنة على الأقل قبل ولادة هيباتيا. يأتي سوء التسمية من سوء تفسير لبيان في خطاب كتبه سينيسيوس تلميذ هيباتيا (من مواليد حوالي 373 ميلاديًا- والمُتوفى 414 ميلاديًا) والذي يذكر أن هيباتياعلمته كيفية بناء إسطرلاب الطائرة، لكنه لا يذكر شيئًا عن أنها اخترعته بنفسها.

استمر استخدام الأسطرلاب في العالم الناطق باليونانية طوال فترة الإمبراطورية البيزنطية. وفي حوالي 550 ميلاديًا، كتب الفيلسوف المسيحي يوحنا النحوي مقالة عن الأسطرلاب باللغة اليونانية، وهي أقدم رسالة موجودة على الصك. قام أسقف بلاد ما بين النهرين ساويرا سابوخت أيضًا بكتابة مقالة حول الأسطرلاب باللغة السريانية في منتصف القرن السابع الميلادي يشير سيبوكت إلى الأسطرلاب باعتباره مصنوعًا من النحاس الأصفر في مقدمة رسالته، مشيرًا إلى أن الأسطرلاب المعدني كان معروفًا في الشرق المسيحي قبل أن يتم تطويره في العالم الإسلامي أو في الغرب اللاتيني.

الاسطرلاب عند العرب :

نبغ العرب المسلمون في صناعة الاسطرلاب وأضافوا تغييرات في شكله واستخداماته، وورد ذكر أول من صنع اسطرلاباً لدى المسلمين في "الفهرست" للنديم، وهو أبو إسحاق إبراهيم حبيب الفزاري (ت180هـ/796م)، وكان من فلكيي الخليفة المنصور العباسي، وكذلك ذكر النديم مكان صنعه: "الاسطرلاب وآلات الفلك كانت تصنع في مدينة حران ثم ظهرت وكثر صناعها في الدولة العباسية منذ زمن المأمون…"

وفسر الفلكي والمنجم ما شا الله بن أثري (توفي نحو 200هـ/815م) في كتابه "صنعة الاسطرلاب والعمل بها" كلمة الاسطرلاب، فقال: هو اسم يوناني معناه "أخذ النجوم". وشرح أبو عبد الله محمد بن موسى الخوارزمي (توفي نحو 232هـ/847م) الاسطرلاب وفسر عمله على أنه "قياس النجوم".

انتشرت صناعة الاسطرلاب في أرجاء دار الإسلام حتى بلغت الهند والصين وبلاد المغرب والأندلس ومنها دخلت إلى أوربا. كانت صناعة الاسطرلابات واستعمالاتها من أكثر الموضوعات المفضلة لدى الفلكيين العرب والمسلمين، ومن أشهر من صنع الاسطرلاب في الأندلس أبو إسحاق إبراهيم النقاش المعروف بالزرقالي (ت493هـ/1099م) الذي صمم صفيحة إضافية للاسطرلاب طورت استعماله واشتهرت باسمه "الصفيحة الزرقالية" فتوصل إلى ما يسمى بالاسطرلاب الشامل الذي استخدم في الكثير من الوظائف، وبقيت هذه الصفيحة تستخدم عند المسلمين، واستخدمها الأوربيون في بداية عصر النهضة وقد أخذوا هذا العلم من المسلمين عن طريق الأندلس في بداية القرن الثاني عشر الميلادي ومنهم الفلكي الشهير نيكولاس كوبر نيكوس الذي استخدم الاسطرلاب في جميع إرصاداته الفلكية.

استمر المسلمون بتطوير الاسطرلاب فاخترع أحمد بن عبد الله حبش الحاسب المروزي (ت250هـ/864م) صفيحة أسماها "الصفيحة الآفاقية" فكانت البداية للاسطرلابات الشاملة، ثم تلاه العالم الأندلسي علي بن خلف الشكاز باختراع "الصفيحة الشكازية"، ثم جا الحسن بن باصة الأندلسي فجمع مميزات الصفائح التي قبله في صفيحة واحدة سماها "الصفيحة الجامعة" لكل العروض. تلاهم أحمد بن السراج الذي طور اسطرلاباً شمل خواص كل ما سبقه مستنداً إلى الصفيحة الشكازية؛ مقسماً الكون إلى أربعة أقسام لكل قسم مقنطرات وصفائح. هذا الاسطرلاب الشامل ذو المزايا الخمس أصبح يستخدم في أرجا العالم، ووجدت نسخة وحيدة من هذا الاسطرلاب لدى العالم الفلكي عبد العزيز الوفائي مخترع آلة المعدل، وهي محفوظة اليوم في متحف "بيناكي" بأثينا باليونان.

هناك علماء مسلمون اخترعوا أنواعاً مختلفة من الاسطرلاب، منهم العالم المعروف شرف الدين المظفر بن محمد الطوسي (ت610هـ/1213م) الذي صنع الاسطرلاب الخطي - وهو آلة رصد ثلاثية الأبعاد وليست ثنائية الأبعاد ترسم الكون على صفيحة ثنائية الأبعاد طول وعرض فقط - فقام بإسقاط خط مستقيم على الصفيحة الثنائية سميت "عصا الطوسي".

صنع أبو الحسن علاء الدين المعروف بابن الشاطر (ت777هـ/1375م) في القرن الرابع عشر الميلادي آلة لضبط وقت الصلاة سماها "البسيط" ووضعها في إحدى مآذن المسجد الأموي في دمشق حيث كان يعمل، كما قام بتصحيحٍ للمزاول الشمسية التي بقيت تتداول لعدة قرون في كل من الشام ومصر والدولة العثمانية، كما ترك ابن الشاطر عدداً من المؤلفات جلها في الفلك والرياضيات منها رسالة عن صنع الاسطرلاب، وكتاب المختصر في عمل الاسطرلاب، ورسالة في أصول علم الاسطرلاب. ولم يصنع الاسطرلاب فعلياً في أوربا إلا في القرن السادس عشر الميلادي.

تركيب الأسطرلاب :

يتكون الإسطرلاب من قرص يدعى الأم، وهو عميق بما يكفي لاحتواء واحد أو أكثر من الألواح المسطحة التي تسمى الطبلة، أو المناخات. يُشير الطبل لدائرة عرض معينة وهو محفور بإسقاط دوائر مجسّمة تدل على السمت والارتفاع ويمثل الجزء من القبة السماوية أعلاه الأفق المحلي. عادةً ما يتم تخريج حافة الأم إلى ساعات من الزمن أو درجات القوس، أو كليهما.

توجد الريشة فوق الأم والطبل، وهي إطار يتحمل إسقاطًا من مسار الشمس والعديد من المؤشرات التي تشير إلى مواقع النجوم الساطعة، والتي تكون حرة الدوران. وغالبًا ما تكون هذه المؤشرات مجرد نقاط بسيطة، ولكن اعتمادًا على مهارة الحرفي يمكن أن تكون متقنة وفنية للغاية. توجد أمثلة من الإسطرلاب ذات المؤشرات الفنية في شكل كرات، ونجوم، وثعابين، ويدين، ورؤوس كلاب، وأوراق الشجر، وغيرها. غالبًا ما تُحفر أسماء النجوم المشار إليها على المؤشرات باللغة العربية أو اللاتينية. تتمتع بعض تصاميم الأسطرلاب بقاعدة ضيقة أو مسطرة تدور فوق الأم، والتي يمكن تمييزها بمقياس الميل.

تعمل الشارة، التي تمثل السماء، كخارطة للنجوم. عندما يتم تدويرها، تتحرك النجوم ومسار الشمس فوق إسقاط الإحداثيات على الطبل. يتوافق تناوب كامل واحد مع مرور يوم واحد. وبالتالي، يُعتبر الأسطرلاب سلفًا لخلفية الأرض الحديثة.

غالبا ما يكون هناك العديد من المقاييس المفيدة في تطبيقات الأسطرلاب المختلفة على الجزء الخلفي من الأم. يختلف ذلك من مصمم إلى مصمم، ولكن قد يشمل منحنيات لتحويلات الوقت، وتحويل التقويم لتحويل اليوم من الشهر إلى موضع الشمس على مسار الشمس، وجداول المثلثات، وتخريج 360 درجة حول الحافة الخلفية. تُثبت عضادة على الوجه الخلفي. يمكن رؤية العضادة في التوضيح السفلي الأيمن من الإسطرلاب الفارسي أعلاه. عندما يُحمل الأسطرلاب رأسيًا، يمكن أن تدور العضادة وأن تشاهد الشمس أو النجم على طوله، بحيث يمكن قراءة ارتفاعه بدرجات ("مأخوذة") من الحافة المتدرجة للأسطرلاب؛ ومن هنا حاءت جذور الكلمة اليونانية: "astron" (ἄστρον) = star + "lab-" (λαβ-) = to take. والتي تعني معمل النجوم المأخوذة.

المصدر : ويكيبيديا + الموسوعة العربية + مواقع إلكترونية.

الخطوط التخيلية - خطوط الطول والعرض

خطوط الطول والعرض

تعرف دوائر العرض أو خطوط العرض بأنّها الخطوط الموجودة في الاتجاه الشرقي الغربي الموازي لخط الاستواء والعمودي على المحور، بينما تعرف خطوط الطول بأنها الخطوط المرسومة في الاتجاه الشمالي الجنوبي، حيث تبدأ من نقطة القطب الشمالي، وتنتهي بنقطة القطب الجنوبي، وتتعامد خطوط الطول على دوائر العرض، وتستخدم في تقسيم كوكب الأرض لمناطق زمنية مختلفة، بالإضافة لتحديد الساعة في كلّ مكان من خلال حساب الفارق بين كلّ خط طول والخط الذي يسبقه، وفي هذا المقال سنعرفكم على كل منها.

خطوط الطول:

خطوط الطول عبارة عن أنصاف دوائر وهمية تحيط بالكرة الأرضية توصل بين القطب الشمالي والقطب الجنوبي، ويبلغ عددها 360 خط طول؛ كل خط طول يتميز بدرجة (زاوية)، ويبدأ العد من الخط الصفري المار بغرينيتش. الخط غرينيتش هو خط الطول 0 وهو يمر بمدينة غرينيتش في بريطانيا. بين كل خطين متتاليين 1°. وبالتحرك شرقا يأتي خط الطول 1°، ثم خط الطول 2 ° وهو الحدود الشرقية لـ المملكة المتحدة، كما نجد باريس على خط طول 2°(درجة)، و 21' (دقيقة (زاوية)، وهكذا نجد الإسكندرية على خط طول 30° شرقا. بالمثل عند التحرك في اتجاه الغرب من غرينتش يعد خط الطول 1° ولكن غربا، ثم 2 ° غربا، وهكذا.

• خط جرينتش :

هو خط طول يقع في منتصف الكرة الأرضية بالضبط وتساوي درجته صفر. ويقع على يمينه 180 خط طول وعلى يساره 180 خط طول، وتُسمّى خطوط الطول التي على يمينه خط طول شرقا K والخطوط التي على يساره خط طول غربا. وقد سُمّي جرينتش نسبة إلى قرية جرينتش الواقعة جنوبي شرق مدينة لندن في بريطانيا ؛ وقد اختصوا تلك القرية بالذات ليُسمّوا بها خط الطول رقم صفر.

• أهمية خطوط الطول :

تُفيد في تحديد فروق التوقيت بين المدن، أيضا تسهل دراسة الكرة الأرضية.

قياس خطوط الطول مهم على حد سواء لرسم الخرائط والمحيطات وللملاحة أيضا. معظم المستكشفين عانوا على مر التاريخ من مشكلة تحديد خطوط الطول، حيث استغرق العثور على وسيلة لتحديد خطوط الطول عدة قرون.

• دوائر العرض :

لتكملة الإحداثيات الجعرافية لتعيين مواقع المدن المختلفة ومواقع السفن في البحر، أُضيفت دوائر عرض إلى خطوط الطول . دوائر العرض هي دوائر وهمية على سطح الكرة الأرضية تبدأ بالخط 0 وهو خط الإستواء . وتقسم المناطق الشمالية بدوائر بين 0 درجة و 90 درجة وتسمّى شمالا؛ وتقسم المناطق الجنوبية على الأرض إلى دوائر بين 0 (خط الإستواء) و 90 جنوبا.

• حقائق عن خطوط الطول :

في 1612م اقترح غاليليو غاليلي أن بالمعرفة الدقيقة لمدارات أقمار المشتري يمكن استخدام مواقعها كساعة عالمية، وأن هذا سيساعد على إمكانية تحديد خطوط الطول على الأرض بدقة. ولكن الإسلوب الذي وضعه غاليليو لم يكن عمليا للملاّحين على متن السفن البحرية.

وفي عام 1714م أصدرت الحكومة البريطانية "قانون خط الطول"، حيث عرضت مكافآت مالية كبيرة للشخص الأول الذي يستطيع وضع طريقة عملية لتحديد خطوط الطول من داخل السفن البحرية، لحل مشاكل البحارة في تحديد مواقعهم في البحار.
بمقارنة موقع كل من القمر والمريخ مع مواقعها المتوقعة، كان فسبوتشي قادرة تحديد خطوط الطول. ولكن هذا الإسلوب واجه عدّة قيود:
أولاً، أنه يتطلّب حدوث حدث فلكي معين (اصطفاف القمر والمريخ على نفس السوية بالنسبة للأرض)، وهذا يتطلّب المراقبة المستمرة لاستباق هذا الحدث عن طريق وضع تقويم فلكي.
ثانيا، يجب معرفة الوقت بشكل دقيق، حيث كان من الصعب التأكد من أراض أجنبية.
وأخيراً، هذه الطريقة تتطلب منصة قياس مستقرة، مما يجعل هذه التقنية عديمة الفائدة على متن سفينة بحرية تهتز.

اخترع الإنكليزي جون هاريسون، (الكرونومتر البحري)، وهي أداة رئيسية لحل مشكلة الدقة في تحديد خطوط الطول في البحر، وبهذه الطريقة زادت إمكانية البحارة في قطع مسافات طويلة في البحار، وعلى الرغم من أن جون هريسون حصل على المكافأة التي وضعتها الحكومة البريطانية لاختراعه (الكرونومتر البحري) سنة 1773، إلا أن الكرونومتر ظل مكلفا للغاية وإسلوب المسافة القمرية ظل هو الإسلوب المستخدم لعدّة عقود.
وأخيراً، تم تنسيق عمل الكرونومترات البحرية وإشارات التلغراف اللاسلكي، الأمر الذي وضع حلا نهائيا لمشكلة تعيين خطوط الطول في القرن العشرين.

خطوط العرض :

خطوط العرض أو دوائر العرض هي خطوط أو دوائر وهمية متوازية عددها 180 دائرة : منها 90 شمال خط الاستواء و 90 جنوب خط الاستواء. ويمثل خط الاستواء الدرجة الصفر (0)، بين الدائرة والأخرى درجة واحدة أو ما يعادل 111 كم على سطح الأرض.

• تاريخ إنشاء خطوط العرض :

نشأ هذا النظام الإحداثي بشقيه خطوط الطول ودوائر العرض على يد الإغريق قبل حوالي 2201 سنة مضت عندما دعت الحاجة إلى وجود نظام دقيق يمكن من خلاله تحديد المواقع على سطح الأرض، لينتقل الوصف من النطاق النسبي غير الدقيق إلى نظام كمّي تحكمه الأرقام، ويستند إلى أساس علمي صحيح ودقيق.

وقد تصور الإغريق دائرة عظيمة تقع في منتصف المسافة بين نقطتي القطبين، وتمر حول محيط الكرة الأرضية ؛ ومن ثم تقسمها إلى قسمين متساويين . بهذا كانت تسمية خط الاستواء لهذه الدائرة الوسطية. ثم تصوروا دوائرا أصغر فأصغر، يوازي كل منها دائرة الاستواء، وكل من هذه الدوائر يحمل في داخله مدلول درجة الزاوية شمالا أو جنوبا المنحصرة بين خط الاستواء والقطبين. ولعلاقة هذه الدوائر مع خط الاستواء أُطلق عليها المتوازيات أو خطوط العرض.

• دوائر العرض الأساسية :

تدور الأرض حول محورها، وتدور في نفس الوقت حول الشمس . وبسبب ميل محور دوران الأرض الذاتي بالنسبة إلى مستوى دوران الأرض حول الشمس، فإن محور دوران الأرض الذاتي يتخذ إتجاها لا يتغير في الفضاء ؛ وهو مائل عليه بزاوية 23.5 °. بهذا ينشأ الربيع والخريف على الأرض، كما ينشأ أيضا الصيف والشتاء. تكون أشعة الشمس عمودية على دائرة عرض 23.5 ° شمالا في الصيف، وترتفع درجة حرارة الشمال . في نفس الوقت تكون أشعة الشمس غير عمودية مع دائرة عرض 23.5 جنوبا، فيكون شتاءا في جنوب الكرة الأرضية .

تكون أشعة الشمس خلال فصل الصيف في الشمال عمودية على دائرة خط 23.5 °، وبعد ثلاثة أشهر تصبح أشعة الشمس عمودية على خط الاستواء، فيكون الخريف . ثم بعد ثلاثة أشهر ثانية تتعامد أشعة الشمس على دائرة عرض 23.5 ° في الجنوب، ثم تعود بعد بعد ثلاثة أشهر ثالثة فتكون عمودية على خط الأستواء . وبعد ثلاثة أشهر رابعة تعود أشعدة الشمس عمودية على دائرة عرض 23.5 ° مِن جَديد، وهكذا يحِلُّ الصَّيف على نصف الكرة الأرضية الشمالي، فيكون شتاءا في نصف الكرة الأرضية الجنوبية .

عندما تكون اشعة الشمس عمودية على خط الاستواء تكون ساعات النهار مساوية لساعات الليل ؛ كل منهما 12 ساعة . لهذا يسمى هذا الوقت وقت الاعتدال . وهو يحدث مرتين كل سنة، في الربيع وفي الخريف.

وعندما تكون أشعة الشمس عمودية على دائرة عرض 23.5 ° في الشمال يطول النهار ويقصر الليل (في الصيف) ، لكن في النصف الجنوبي يكون الليل طويلا والنهار قصيرا (الشتاء الجنوبي) ؛

وعندما تكون أشعة الشمس عمودية على 23.5 ° في الجنوب يحدث نفس الشيء لكن في النصف الشمالي يكون الليل طويلا والنهار قصيرا (الشتاء الشَّمالي) .

من هنا أصبحت دائرة عرض 23.5 ° في الشمال مميزة، وتسمى مدار السرطان ، كما أصبحت دائرة عرض 23.5 ° في الجنوب أيضا مميزة، وتسمى مدار الجدي.

• أهمية خطوط العرض :

تساعد في تحديد مكان أي نقطة على سطح الأرض  وأيضا في تقسيم العالم إلى مناطق حرارية والتعرف على أحوال المناخ من حيث الحرارة والرياح والأمطار وتشترك مع خطوط الطول في تحديد مواقع المدن والبلدان ثم تحديد موضع اي نقطة على سطح الأرض برا وبحرا .

• مناطق دوائر العرض :

وتنقسم الأرض إلى ثلاث مناطق رئيسية بالنسبة لدوائر العرض:

المنطقة الاستوائية : وتسمى أيضا المناطق الدافئة، وتقع بين مدار السرطان ومدار الجدي (بين خطي عرض 23.5 ° شمالا و 23.5° (درجة) جنوبا). مناخها استوائي والنظم الإيكولوجية للغابات، والسافانا والصحراء. المنطقة المعتدلة: تقع بين المناطق المدارية والدوائر القطبية. في الغالب معتدلة المناخ . شائعة وكبيرة الغابات والمراعي والصحاري. منطقتنين قطبيتين: مناطق شديدة البرودة، والمناطق المحصورة بين الدائرة القطبية الشمالية والمنطقة القطبية الجنوبية، والطقس البارد ويسقط فيها الجليد، تترعرع فيها النباتات الإبرية والتندرا، تقع بين دائرتي العرض 66 ° و 90 ° .

المصدر : ويكيبيديا + مواقع إلكترونية.

10 حقائق عن الكربون - الأساس الكيميائي للحياة

10 حقائق عن الكربون - الأساس الكيميائي للحياة

كان الإنسان على تلامس مع الكربون منذ أقدم العصور. حيث شاهد الإنسان القديم شكل الدخان عندما اكتشف النار وقد جمعه من أسقف كهفه كالسّخام.، ينتج هذا اللون الأسود للدخان عن بقع الكربون غير المحترقة.

عندما تم اختراع المصابيح، في وقت لاحق، استخدم الناس النفط كوقود لها. يتحرر الكربون عندما يحترق النفط، ليشكل طبقة سخامية في المصباح. أو ما يعرف باسم السناج. وخلط غالباً بزيت الزيتون أو صمغ البلسم لصنع الحبر. وقد استخدم المصريون القدماء أحيانًا السناج ككحل.

الفحم هو أحد أكثر أشكال الكربون شيوعًا حيث يتكون عند تسخين الخشب دون وجود هواء جوي بحيث لا تشعل النار فيه. ينبعث بخار الماء، بدلاً من ذلك، ليبقى الكربون النقي. عُرفت هذه الطريقة لإنتاج الفحم منذ أيام الحضارة الرومانية (509 قبل الميلاد – 476 بعد الميلاد).

اعتقد الفيزيائي رينيه أنطوان فيرشو دي ريومور (1683 – 1757) أن الكربون قد يكون عنصراً كيميائيًا. فعندما درس الفروقات بين الحديد المطاوع والحديد الصب والصُلب (الفولاذ) جزم بأن الاختلاف الرئيسي بين هذه المواد هو وجود “مادة سوداء قابلة للاشتعال” كان يعلم بوجودها في الفحم الحجري.

صُنف الكربون رسميًا كعنصر كيميائي قُرابة نهاية القرن الثامن عشر. وفي عام 1787 كتب أربعة كيميائيين فرنسيين كتابًا يحدد طريقة لتسمية المركبات الكيميائية، استخدموا فيه الاسم كربون CARBONE نسبةً إلى التسمية اللاتينية السابقة للفحم الحجري CHARBON.

إليك أكثر من 10 حقائق مثيرة عن الكربون :

- الكربون هو أساس الكيمياء العضوية كما يحدث في جميع الكائنات الحية. تتكون أبسط الجزيئات العضوية من الكربون المرتبط كيميائيًا بالهيدروجين. تشتمل العديد من المركبات العضوية الشائعة أيضًا على الأوكسجين والنيتروجين والفوسفور والكبريت.

- الكربون هو مادة غير معدنية يمكن أن تتحد مع نفسها ومع العديد من العناصر الكيميائية الأخرى، مكونة من أكثر من عشرة ملايين مركب. نظرًا لأنه يشكل روابط أكثر من أي عنصر كيميائي آخر، و يطلق عليه أحيانًا "ملك العناصر".

- يمكن أن يكون الكربون الأولي على شكل أحد أصعب المواد (ألماس) أو أحد أنعم المواد (الجرافيت).

- مركبات الكربون لها استخدامات غير محدودة. الألماس في شكله الأولي هو حجر كريم ويستخدم للحفر / القطع ؛ يستخدم الجرافيت في أقلام الرصاص كمواد تشحيم وللحماية من الصدأ؛ بينما يستخدم الفحم لإزالة السموم والأذواق والروائح. يُستخدم نظير الكربون 14 في التأريخ بالكربون المشع.

- يحتوي الكربون على أعلى نقطة انصهار / تسامي للعناصر. تبلغ درجة انصهار الماس 3550 درجة مئوية، مع نقطة تسامي للكربون حوالي 3800 درجة مئوية. إذا قمت بخبز الماس في فرن أو طهيه في مقلاة، فلن يتأثر.

- يوجد الكربون النقي بحرية في الطبيعة وهو معروف منذ عصور ما قبل التاريخ. في حين أن معظم العناصر كانت موجودة منذ العصور القديمة في تآصل وحيد معروف، فإن الكربون النقي يشكل الجرافيت والماس والكربون غير المتبلور (السخام). تختلف الأشكال بشكل كبير عن بعضها البعض ولها خصائص غير متساوية. على سبيل المثال، الجرافيت موصل كهربائي بينما الماس عازل. الأشكال الأخرى للكربون هي: الفوليرين، الجرافين، الرغوة النانوية الكربونية، الكربون الزجاجي، والكربون Q (المغناطيسية والفلورية).

أصل اسم "الكربون" يأتي من الكلمة اللاتينية carbo، للفحم. الكلمات الألمانية والفرنسية للفحم متشابهة.

- يعتبر الكربون النقي غير سام، على الرغم من أن استنشاق الجسيمات الدقيقة، مثل السخام، يمكن أن يتلف أنسجة الرئة. يعتبر الجرافيت والفحم آمنين بما يكفي لتناولهما. في حين أنها غير سامة للإنسان، فإن جزيئات الكربون النانوية مميتة لذباب الفاكهة.

- الكربون هو رابع أكثر العناصر وفرة في الكون (يوجد الهيدروجين والهيليوم والأوكسجين بكميات أعلى بالكتلة). إنه العنصر الخامس عشر الأكثر وفرة في القشرة الأرضية.

- عادةً ما يكون للكربون تكافؤ +4 ، مما يعني أن أي ذرة كربون يمكن أن تشكل روابط تساهمية مع أربع ذرات أخرى. تظهر حالة الأكسدة +2 أيضًا في مركبات مثل أول أكسيد الكربون.

- توجد ثلاثة نظائر للكربون بشكل طبيعي. يعتبر الكربون 12 والكربون 13 مستقرين ، بينما الكربون 14 مشع ، ويبلغ عمر النصف حوالي 5730 سنة. يتكون الكربون 14 في الغلاف الجوي العلوي عندما تتفاعل الأشعة الكونية مع النيتروجين. بينما يوجد الكربون 14 في الغلاف الجوي والكائنات الحية ، فإنه يكاد يكون غائبًا تمامًا عن الصخور. يوجد 15 نظيرًا معروفًا للكربون.

- تشمل مصادر الكربون غير العضوية ثاني أكسيد الكربون والحجر الجيري والدولوميت. تشمل المصادر العضوية الفحم والنفط والجفت والميثان كلثرات.

- كان السخام هو أول صبغة تستخدم للوشم. يمتلك أوتزي وشمًا كربونيًا صمد طوال حياته ولا يزال مرئيًا بعد 5200 عام.

- إن كمية الكربون على الأرض ثابتة جدًا. يتحول من شكل إلى آخر من خلال دورة الكربون. في دورة الكربون ، تأخذ نباتات التمثيل الضوئي الكربون من الهواء أو مياه البحر وتحوله إلى جلوكوز ومركبات عضوية أخرى عبر دورة كالفين لعملية التمثيل الضوئي. تأكل الحيوانات بعض الكتلة الحيوية وتخرج ثاني أكسيد الكربون ، ويعاد الكربون إلى الغلاف الجوي.

تمت ترجمة هذه المعلومات من فريق منوعات لتعم الفائدة.

للاطلاع على المقالة الأصلية : greelane.com

جائزة أبيل - لا يفوز بها سوى علماء الرياضيات

جائزة أبيل

جائزة أبيل (بالإنجليزية: Abel Prize)‏ هي جائزة دولية تمنحها سنويًّا الجمعية الرياضياتية النرويجية في 21 مايو من كل سنة، لواحد أو اثنين من علماء الرياضيات وقد استمدت اسمها من اسم العالم النرويجي نيلز هنريك أبيل. تُوصف هذه الجائزة بأنها جائزة نوبل للرياضيات لأن نوبل لا تُعطيها للمساهمات العلمية في مجال الرياضيات. منافسًة بذلك ميدالية فيلدز. تبلغ قيمة الجائزة 7.5 مليون كرونة نروجية (1 مليون دولار). وتعد من أكبر الجوائز التي تمنح في حقل الرياضيات بقميتها المالية التي تصل إلى 800 ألف دولار سابقا، وفي عام 2008 وصلت قيمة الجائزة لأكثر من مليون دولار.

يعود تاريخ جائزة أبيل إلى عام 1899، عندما اقترح عالم الرياضيات النرويجي سوفوس لي تأسيسها عندما علم أن خطط ألفريد نوبل للجوائز السنوية لن تتضمن جائزة في الرياضيات. في عام 1902، أعلن الملك أوسكار الثاني ملك السويد والنرويج عن استعداده لتمويل جائزة الرياضيات لتكملة جوائز نوبل، ولكن لم يتم إنشاء الجائزة بسبب تفكك الاتحاد بين النرويج والسويد في عام 1905. استغرق الأمر ما يقرب من قرن من الزمن قبل أن يتم إنشاء الجائزة أخيرًا من قبل حكومة النرويج في عام 2001، وكان الغرض منها على وجه التحديد هو "منح علماء الرياضيات ما يعادل جائزة نوبل". يتم اختيار الفائزين من قبل لجنة أبيل، والتي يتم تعيين أعضائها من قبل الأكاديمية النرويجية للعلوم والآداب.

يقام حفل توزيع الجوائز في جامعة أوسلو، حيث منحت جائزة نوبل للسلام بين عامي 1947 و1989. كما أنشأ مجلس جائزة أبيل ندوة أبيل، التي تديرها الجمعية الرياضياتية النرويجية.

تاريخ الجائزة :

عُرضت هذه الجائزة لأول مرة في عام 1902 في الذكرى المائة لميلاد عالم الرياضيات نيلز هنريك أبيل. بداية في عام 1899، اقترح عالم الرياضيات النرويجي سوفوس لاي إنشاء جائزة أبيل عندما علم أن خطط ألفريد نوبل للجوائز السنوية لن تتضمن جائزة في الرياضيات. كان الملك أوسكار الثاني على استعداد لتمويل جائزة الرياضيات في عام 1902، ووضع علماء الرياضيات لودفيج سيلو وكارل ستورمر لوائح وقواعد للجائزة المقترحة. ومع ذلك، تضاءل نفوذ الاقتراح بعد وفاته، وانتهى حل الاتحاد بين السويد والنرويج في عام 1905 بفشل المحاولة الأولى لإنشاء جائزة أبيل.

وبعد أن ازداد الاهتمام بمفهوم الجائزة في عام 2001، تم تشكيل مجموعة عمل لإعداد اقتراح، تم تقديمه إلى رئيس وزراء النرويج في مايو. وفي أغسطس 2001، أعلنت الحكومة النرويجية أنه سيتم منح الجائزة ابتداء من عام 2002، في الذكرى المئوية الثانية لميلاد أبيل. تلقى أتل سيلبرغ جائزة أبيل في عام 2002، ولكن أول جائزة فعلية من أبيل تم منحها في عام 2003.

معايير اختيار الفائز بالجائزة :

يجوز لأي شخص تقديم ترشيح لجائزة أبيل، ومع ذلك، لا يُسمح بالترشيحات الذاتية. يجب أن يكون المرشح حيا؛ وإذا توفي الفائز بعد إعلان فوزه، سيتم منح الجائزة بعد وفاته. تعلن الأكاديمية النرويجية للعلوم والآداب الفائز بجائزة أبيل في شهر مارس بعد توصية من لجنة أبيل، التي تتكون من خمسة علماء رياضيات بارزين. يجوز لكل من النرويجيين وغير النرويجيين العمل في اللجنة. يتم انتخابهم من قبل الأكاديمية النرويجية للعلوم والآداب وترشيحهم من قبل الاتحاد الدولي للرياضيات والجمعية الرياضياتية الأوروبية.

تمويل الجائزة :

قدمت الحكومة النرويجية للجائزة تمويلًا أوليًا بقيمة 200 مليون كرونة نرويجية (حوالي 21.7 مليون يورو) وذاك في عام 2001. في السابق، كان التمويل يأتي من مؤسسة أبيل، ولكن اليوم يتم تمويل الجائزة مباشرة من خلال الميزانية الوطنية. يتم التحكم في التمويل من قبل مجلس الإدارة، الذي يتكون من أعضاء تنتخبهم الأكاديمية النرويجية للعلوم والآداب.

المصدر : ويكيبيديا + مواقع إلكترونية.

إذا كانت عيون البشر زرقاء، فلماذا نراها بألوان أخرى ؟

لون العين

لون العين هو نمط ظاهري متعدد الجينات يحدده عاملين: الصبغة التي في قزحية العين ومقدار تشتت الضوء خلال الوسط الموجود فينسيج القزحية.

في البشر، فإن صبغة القزحية تتدرج من البني الفاتح إلى الأسود، اعتماداً على تركيز الميلانين في النسيج الطلائي للقزحية (موجود على الجزء الخلفي من القزحية)، ومحتوى الميلانين داخل النسيج اللحمي للقزحية (يقع في الجزء الأمامي من القزحية)، والكثافة الخلوية للنسيج نفسه. وظهور اللونين الأزرق والأخضر، ينتج عن ظاهرة تندل، وهي ظاهرة مماثلة لتلك التي تسبب زرقة السماء وتسمى تبعثر ريليه (Rayleigh scattering). فلا توجد أي أصباغ زرقاء أو خضراء على الإطلاق في قزحية العين أو سائل العين.

تنتج العيون الملونة الزاهية لكثير من أنواع الطيور عن وجود أصباغ أخرى، مثل البتريدين، والبورين، والكاريتينويد. البشر والحيوانات الأخرى لديها العديد من الأنماط الظاهرية المختلفة في لون العين. الاعتقاد السابق أن لون العين الزرقاء هو صفة متنحية، قد تبين أنه غير صحيح. علم الوراثة للون العين معقد جداً، بحيث يمكن لأي لون للعين أن ينتقل من اللآباء للأبناء.

التحديد الجيني :

لون العين هو سمة موروثة تتأثر بأكثر من جين. وتسعى هذه الجينات باستخدام بعض الطفرات إلي تغييرات صغيرة في الجينات نفسها وفي الجينات المجاورة. وتعرف هذه التغيرات باسم تعدد أشكال النوكليوتيدات المفردة. العدد الفعلي للجينات التي تساهم في لون العين غير معروف حاليّاً، ولكن هناك عدد قليل من الجينات المعروفة. ووجدت دراسة في روتردام (2009) أنه كان من الممكن التنبؤ بلون العين بدقة أكثر من 90٪ للبني والأزرق باستخدام ستة جينات فقط حدث فيها تعدد لشكل النيوكليوتيد الواحد. هناك أدلة على أن ما يصل إلى 16 جين مختلف يمكن أن تكون مسؤولة عن لون العين في البشر. ومع ذلك، فإن الجينين الرئيسيين المرتبطين بتغير لون العين هما OCA2 وHERC2، وكلاهما مترجم في كروموسوم 15.

تصنيف الألوان :

يمكن أن يوفر لون القزحية قدراً كبيراً من المعلومات عن الشخص، وقد يكون تصنيف الألوان مفيداً في توثيق التغيرات المرضية أو تحديد كيفية استجابة الشخص لمستحضرات العين الطبية. وقد تراوحت نظم التصنيف من الفاتح والغامق فقط إلى الدرجات التفصيلية التي تستخدم معايير التصوير الفوتوغرافي للمقارنة. وقد حاول آخرون وضع معايير موضوعية لمقارنة الألوان.

يتم تصنيف لون العين في الحيوانات بشكل مختلف. على سبيل المثال، بدلا من اللون الأزرق في البشر، فإن الجين المتنحي للون العين في بعض الأنواع هو اللون الأسود، بينما الصفة الوراثية المهيمنة هي اللون الأصفر والأخضر.

التغييرات في لون العين :

معظم الأطفال الذين لديهم أصول أوروبية لديهم عيون ذات ألوان فاتحة قبل سن عام واحد. وبنمو وتطور الطفل، فإن الخلايا الصبغية (الخلايا الموجودة داخل قزحية العين البشرية، وكذلك الجلد وبصيلات الشعر) تبدأ ببطء بإنتاج الميلانين. وحيث أن الخلايا الصبغية تنتج باستمرار هذه الصبغة، فإنه من الناحية النظرية يمكن تغيير لون العين. تحدث معظم التغيرات في العين عندما يكون الرضيع قد بلغ عام كامل، على الرغم من أن هذا التغيير يمكن أن يتأخر حتي يصل الطفل إلى ثلاث سنوات من العمر. فمن الممكن الكشف عن وجود أو عدم وجود بعض الكميات المنخفضة من الميلانين عن طريق مراقبة قزحية الرضع من الجانب باستخدام الضوء المنقول فقط مع أي انعكاس علي الجزء الخلفي من القزحية. فالقزحية التي تبدو زرقاء باستخدام هذا الأسلوب من المراقبة، سوف تبقي زرقاء علي الأرجح مع نمو الطفل. بينما القزحية التي تظهر ذهبية، فإنها تحتوي على بعض الميلانين حتى في هذا العمر المبكر، ومن المرجح أن تتحول من الأزرق إلى الأخضر أو البني كلما زاد سن الطفيل.

مقياس لون العين (مقياس مارتن) :

كارلتون إس كون أنشأ مخطط باستخدام مقياس مارتن الاصلي. يتم عكس الترقيم في الجدول التالي والذي يمثل مقياس مارتن شولتز، والذي (لا يزال) مستخدم في علم الإنسان الحيوي. العيون الفاتحة (16–12 في مقياس مارتن)

العيون ذات اللون الفاتح الصافي (16–15 في مقياس مارتن)

16: أزرق فاتح

15: رمادي

العيون ذات اللون الفاتح الممزوج (14–12 في مقياس مارتن)

14: أزرق مع رمادي أو أخضر، أو أخضر مع رمادي

13-12: الأزرق أو الرمادي أو الأخضر مع نسبة من اللون البني

العيون ذات الألون الممزووجة (11–7 في مقياس مارتن) خليط من الألوان الفاتحة (أزرق أو رمادي أو أخضر) مع البني، عندما يكون اللون البني والضوء علي نفس المستوي.

العيون ذات اللون القاتم (6–1 في مقياس مارتن)

الألون القاتمة الممزوجة: 6–5 في مقياس مارتن. اللون البني الممزوج ببعض من الإضاءة

الألوان القاتمة: 4–1 في مقياس مارتن. اليني (البني الفاتح والبني القاتم) مع البني القاتم جداً (أسود غالباً)

• الكهرماني أو العسلي (أصفر برتفقالي داكن) :

اللون الكهرماني في العيون هو لون مصمت مجسم يحتوي على بعض من خليط الأصفر/الذهبي، والخميري/النحاسي. وهذا نتيجة لترسيب القليل من صبغة صفراء اللون تسمي ليبوكروم في القزحية (والتي توجد أيضاً في العيون الخضراء).

عيون بعض الطيور تحتوي علي يعض الصبغات المضيئة مثل صبغة البيتريدين. حيث يرجع اللون الأصفر الزاهي لعيون البومة العظيمة إلي وجود صبغة البيتريدين في بعض حاملات الألوان في قزحية العين. بينما في الإنسان، فإن اللون البرتقالي المصفر يظهر نتيجة لوجود صبغة الليبوفوسن

• اللون الأزرق :

لا توجد صيغة زرقاء لا في القزحية ولا في سائل العين. حيث تم اكتشاف أن لون نسيج وخلايا القزحية هو البني القاتم أو الأسود نتيجة لوجود صبغةالميلانين.[34] فعلي عكس لون العين البني، فإن الأزرق يحتوي على كميات قليلة من صبغة الميلانين في نسيج القزحية، والتي تقع أمام الخلايا سوداء اللون .وبذلك فلإ الضوء ذو الطول الموجي العالي يمتص بواسطة الخلايا السوداء في الخلف، بينما الأطوال الموجية القصيرة تنعكس وتحدث لها ظاهرة تبعثر ريليه خلال مرورها في عكارة الوسط في نسيج العين. وتكون النتيجة ظهور "اللون الأزرق التيندالي" والذي يختلف وفقاً لظروف الإضاءة المحيطة. ولاحظ اللعلماء أن الطفرة قد نشأت في الجزء الشمالي الغربي من منطقة البحر الأسود، ولكنهم أضافوا أنه "من الصعب حساب عمر الطفرة".

العيون الزرقاء شائعة في شمال وشرق أوروبا، وخاصة حول بحر البلطيق. ووجدت العيون الزرقاء أيضا في جنوب أوروبا، وشمال الشرق الأوسط في بلاد الشّام وآسيا الوسطى، وجنوب آسيا، وشمال أفريقيا، و شمال غرب آسيا. في غرب آسيا، نسبة من الإسرائيليين من الأصل الأشكنازي، وجد أن لديهم نسبة مرتفعة من جين العيون الزرقاء.

نفس تسلسل الحمض النووي في منطقة الجين OCA2 بين الناس ذوي العيون الزرقاء يشير إلى أنها قد يكون لها سلف مشترك واحد.

دراسات الحمض النووي على البقايا البشرية القديمة تؤكد أن صفة اللون القاتح في الجلد والشعر والعينين كانت موجودة قبل عشرات الآلاف من السنين في النياندرتال، الذي عاش في أوراسيا لمدة 500000 سنة. اعتباراً من 2016، تم العثور على أقدم بقايا لهومو سابينز ذو بشرة بيضاء وعين زرقاء، والذي عاش قبل 7700 سنة في العصر الحجري القديم في موتالا، السويد.

وجدت دراسة أجريت في عام 2002 أن انتشار لون العين الزرقاء بين السكان البيض في الولايات المتحدة هو 33.8٪ لأولئك الذين ولدوا من 1936 حتى 1951 مقارنة بنسبة 57.4% لأولئك الذين ولدوا من 1899 حتى 1905. اعتباراً من عام 2006، وجد أنه واحد من كل ستة أشخاص، أو 16.6٪ من مجموع السكان، و 22.3٪ من البيض، يكون لديه عيون زرقاء. ولكن لا تزال العيون الزرقاء أقل شيوعا بين الأطفال الأمريكيين.

• اللون البني :

في البشر، فإن اللون البني للعين ينتج من تركيز صبغة الميلانين في القزحية، والذي يساعد علي امتصاص كلاً من الأطوال الموجية الطويلة والقصيرة للضوء

العيون الني القاتمة هي صفة سائدة في الإنسان وفي أنحاء كثيرة من العالم فإن هذا اللون يكون لون العين الوحيد.

• اللون الرمادي : 

مثل اللون الأزرق، فإن العين الرمادية تتكون من خلايا سوداء اللون بها صبغة الميلانين، وأمامها نسيج خالي من الصبغة. التفسير المحتمل الوحيد للفرق بين الأزرق والرمادي ف يلون العين هو أن القزحية رمادية اللون بها تركيز أعلي من الكولاجين في نسيج القزحية، وبالتالي فإن الضوء الذي ينعكس علي القزحية يخضع لظاهرة تبعثر مي بدلاً من تبعثر ريليه.

العيون الرمادية اللون أكثر شيوعاً في شمال وشرق أوروبا، كما توجد أيضاً في الجزائر في جبال الأيرس شمال أفريقيا، والشرق الأوسط، ووسط آسيا، وجنوب آسيا.

• اللون الأخضر :

مثل اللون الأزرق، فإن الأخضر لا ينتج من صبغة القزحية. وأنما ينتج اللون الأخضر من اجتماع عاملين: 1)الصبغة البني الفاتح أو الكهرماني للقزحية (والتي تنتج من تركيز متوسط للميلانين) مع: 2) ظل أزرق نتيجة تبعثر ريليه للضوء المنعكس.

ينتج اللون الأخضر من تفاعل العديد من الجينات مثل OCA2 وغيره. كان هذا اللون شائعاً في صربيا خلال العصر البرونزي.

هذا اللون أكثر شيوعاً في شمال أوروبا، وشرق أوروبا، ووسط أوروبا. في أيرلندا وسكوتلندا 14% من الناس لديها عيون بني، بينما 86% لديهم إما عيون زرقاء أو خضراء. في الأوروبيين الامريكيين، فإن العيون الخضراء تكون أكثر شيوعاً في أصحاب العرق الألماني.

• اللون البندقي :

تنتج العيون البندقية من اجتماع تبعثر ريليه وكمية متوسطة من الميلانين في طبقات القزحية الأمامية. العيون بندقية اللون غالباً ما تميل إلي التغير من اللون البني إلي الأخضر. ولذلك الكثر من الناس عادة يخلطوت بين اللون البندقي والكهرماني يختلف تعريف لون العين البندقي ، حيث في بعض الأحيان يعتبر مرادفاً للبني الفاتح أو الذهبي.

• الأحمر والبنفسجي :

تظهر أعين بعض الأشخاص المصابين بشدة بمرض المهق تحت ظروف ذوئية معينة نتيجة لوجود كميات منخفضة جداً من الميلانين، والتي تؤدي إلي ظهور الأوعية الدموية من خلال القزحية.

بعض الأمراض :

وجد أن تلك العيون التي لها لون قزحية أخف، لديها قابلية أعلي للإصابة بالتنكس بقعي من تلك التي لها لون قزحية قاتم. القزحية الرمادية قد تشير إلى وجود التهاب في القزحية، وقد تم العثور على خطر متزايد من سرطان الجلد في أولئك الذين لديهم عيون زرقاء أو خضراء أو رمادية.

• داء ويلسون :

داء ويلسون ينتج من طفرة في الترميز الجيني لإنزيم الأدينوسين ثلاثي الفوسفات 7ب، الذي يمنع النحاس داخل الكبد من دخول جهاز جولجي في الخلايا. بدلاً من ذلك، يتراكم النحاس في الكبد وفي الأنسجة الأخرى، بما في ذلك قزحية العين. وهذا يؤدي إلى تشكيل حلقة كايزر-فلايشر، وهي حلقات مظلمة تطوق محيط القزحية.

• المهق العيني ولون العين :

عادة تكون هناك طبقة سميكة من الميلانين على الجزء الخلفي من القزحية. حتى في الناس الذين يمتلكون أشد العيون زرقة، مع عدم وجود الميلانين في الجزء الأمامي من القزحية على الإطلاق، ولون بني داكن على الجزء الخلفي منه، لمنع الضوء من تشتت داخل العين. في أولئك الذين يعانون من درجات بسيطة من المهق، يكون لون القزحية هو الأزرق عادة ولكن يمكن أن تختلف من الأزرق إلى البني. في الحالات الشديدة من المهق، لا توجد صبغة على ظهر القزحية، والضوء داخل العين يمكن أن يمر من خلال القزحية إلى الأمام. في هذه الحالات، فإن اللون الوحيد الذي يري هو الأحمر، نتيجة لهيموغلوبين الدم في الشعيرات الدموية للقزحية.

• تغاير لون القزحيتين :

تغاير لون القزحيتين هي حالة تكون فيها كل قزحية لها لون مختلف عن الأخري (تغاير التلون الكامل)، أو قد يكون جزء من قزحية واحدة مختلف عن لون الباقي (تغاير التلون الجزئي القطاعي). وهذا نتيجة للزيادة النسبية أو عدم وجود الصبغة في قزحية أو جزء من القزحية، والتي قد تكون صفة موروثة أو مكتسبة نتيجة لمرض أو إصابة.

المصدر : ويكيبيديا + مواقع إلكترونية.

طاقة الرياح - تاريخها وكيفية الحصول عليها

طاقة الرياح

تعرف طاقة الرياح بأنّها شكل من أشكال الطاقة التي تقوم فيها التوربينات بتحويل الطاقة الحركية للرياح إلى طاقةٍ ميكانيكية أو كهربائية يمكن استخدامها في توليد الطاقة، وهي شكل غير مباشر من الطاقة الشمسية الناتجة عن مجموعةٍ من العوامل التي تتضمن التسخين غير المتكافئ للغلاف الجوي للأرض عن طريق إشعاع الشمس والاختلافات في الطبوغرافيا وتناوب الأرض فقد تمّ استخدام طاقة الرياح في طواحين الهواء ودفع قوارب الشراع ومضخات المياه.

نبذة تاريخية عن اكتشاف طاقة الرياح :

أول طاحونة هوائية استخدمت لإنتاج الكهرباء بنيت في اسكتلندا في يوليو 1887 من قِبل البروفيسور جيمس بليث الأستاذ بكلية أندرسون في غلاسغو. فقد ثبّت العنفات على ارتفاع 10 أمتار في حديقة منزل عطلاته في ماريكيرك، وكان يستخدم لشحن البطاريات التي طورها الفرنسي كاميل ألفونس فور، لتشغيل الإضاءة في الكوخ، مما يجعل من أول بيت في العالم أضيء بالكهرباء الموردة من طاقة الرياح. عرض بليث الكهرباء الفائض لسكان ماريكيرك لإضاءة الشارع الرئيسي، إلا أنهم رفضوا العرض لاعتقادهم أن الكهرباء من "عمل الشيطان". على الرغم من أنه بني في وقت لاحق عنفات للرياح لتوفير الطاقة في حالات الطوارئ في حالات اللجوء المحلي ولخدمة العيادات والمستوصف؛ إلا أن اختراعه لم يعمل بشكل موسع خاصةً أنه مكلف اقتصادياً.

في كليفلاند بولاية أوهايو في الولايات المتحدة الأمريكية، صُممت آلة أكبر بكثير، فقد تم تصميمها هندسياً وبناؤها في شتاء 1887-1888 من قِبل تشارلز برش، وقد بني هذا عن طريق شركة هندسية في منزله وشغلها بين عاميّ 1886 و1900. كان قطر عنفات الرياح الدوارة 17 متر (56 قدم) وركبه على برج ارتفاعه 18 متر (60 قدم). وعلى الرغم أنها مقاييس كبيرة بالنسبة للمقاييس الحالية، ألا أنها أنتجت فقط 12 كيلوواط. تم استخدام دينامو مرتبط إما لتوجيه الطاقة للبطاريات أو لتشغيل ما يصل إلى 100 مصباح متوهج الضوء وثلاثة مصابيح قوس، ومختلف المحركات في المختبر الخاص بتشارلز برش.

مع تطور الطاقة الكهربائية، وجدت طاقة الرياح تطبيقات جديدة في إضاءة المباني البعيدة عن محطات الطاقة المركزية. طوال القرن العشرين وضعت محطات الرياح الصغيرة مسارات متوازية مناسبة للمزارع أو المساكن، ومولدات الرياح التي أصبحت ذات فائدة أكبر يمكن أن ترتبط بشبكات الكهرباء للاستخدامها عن بُعد. مولدات الرياح اليوم تعمل على عدة أشكال، ما بين صغيرة الحجم في محطات صغيرة لشحن بطاريات في مساكن معزولة، أول محطات تنتج بالجيجاواط كمزارع الرياح البحرية التي توفر الكهرباء لشبكات الكهرباء المحلية.

مزارع الرياح :

مزرعة الرياح هي مجموعة من عنفات الرياح في مكان واحد تستخدم في إنتاج الكهرباء. قد تتكون مزرعة الرياح الكبيرة من عدة مئات من عنفات الرياح الفردية الموزعة على مساحة ممتدة، ولكن الأرض بين العنفات قد تستخدم لأغراض زراعية أو غيرها. تقريباً كل عنفات الرياح الكبيرة لها نفس التصميم، فعنفات الرياح بها المحور الأفقي الدوار بثلاث شفرات موجه عكس اتجاه الريح، تعلق على هيكل محرك على قمة برج أنبوبي طويل.

طاقة الرياح البحرية :

يشير مصطلح طاقة الرياح البحرية إلى بناء مزارع الرياح في وسط مسطحات مائية كبيرة لتوليد الكهرباء. ويمكن لهذه المنشآت الاستفادة من الرياح الأكثر تواتراً والرياح القوية التي تتوفر في هذه المواقع. رغم فوائدها إلا أنها تتكلف تكاليف عالية في البناء والصيانة.

شركتيّ سيمنز وفيستاس هما أكبر موردي عنفات الرياح البحرية. كذلك دونغ إنرجي وفاتينفول وإي أون من الرواد في هذا المجال. اعتباراً من أكتوبر 2010، كان هناك حوالي 3.16 غيغاواط منتجة إجمالياً من طاقة الرياح البحرية، خاصةً في شمال أوروبا. وفي نهاية 2014 تم تشغيل أكثر من 16 غيغاواط كقدرة إضافية بما جعل المملكة المتحدة وألمانيا من الأسواق الرائدة. ومن المتوقع ازدياد الاعتماد على طاقة الرياح البحرية لتصل إلى ما مجموعه 75 غيغاواط في جميع أنحاء العالم بحلول عام 2020، بمساهمات كبيرة متوقعة من الصين والولايات المتحدة.

في نهاية عام 2012، تم تركيب 1,662 عنفة في 55 مزرعة رياح بحرية في 10 دول أوروبية تولد مجتمعة 18 تيراواط/ساعة، أي أعطت طاقة إلى ما يقرب من خمسة ملايين أسرة. اعتباراً من شهر أغسطس عام 2013، فإن مزرعة مصفوفة لندن في المملكة المتحدة هي أكبر مزرعة رياح بحرية في العالم بقدرة 630 ميغاواط. يتبعها مزرعة رياح غابارد الكبرى بالمملكة المتحدة أيضاً بقدرة 504 ميغاواط. كذلك يتم إنشاء مزرعة رياح البحر في ويلز بالمملكة المتحدة بقدرة 576 ميغاواط؛ وهي حالياً في المراحل النهائية للإنشاء المتوقع إنهائها نعاية عام 2015.

مواصفات المولدات واستقرارها :

إن مولدات الحث، التي كانت تُستخدم غالبًا في مشاريع طاقة الرياح خلال الثمانينيات والتسعينيات من القرن العشرين، تتطلب طاقة متفاعلة من أجل الإثارة، لذلك تتضمن المحطاتُ الفرعية المستخدَمة في أنظمة تجميع طاقة الرياح مخازنَ تكثيف ضخمة ومتينة من أجل تصحيح معامل القدرة. ويختلف السلوك الذي تسلكه مولدات محركات الريح الدوارة خلال الاضطرابات التي تطرأ على الشبكة الناقلة وفقًا لأنماطها المختلفة، لذلك تتطلب مشغلاتُ أنظمة النقل توفرَ المواصفات الديناميكية الإلكتروميكانيكية التي تتميز بها مزارع الرياح الحديثة من أجل ضمان سلوك مستقر قابل للتنبؤ خلال الاضطرابات التي تطرأ على النظام. وعلى وجه التحديد، لا يمكن لمولدات الحث أن تدعم الجهد الكهربائي للنظام خلال اضطراباته، على عكس المحركات الدوارة البخارية أو المائية التي تديرها مولدات تزامنية.

لا تُستخدم مولدات الحث في المحركات الدوارة الحالية، بل يستخدم معظمها بدلًا من ذلك مولدات سرعة مع محولات طاقة كاملة أو جزئية بين محرك المولد الدوار ونظام التجميع، إذ أنها تتمتع عمومًا بخواص مرغوبة أكثر في ما يتعلق بالربط البيني للشبكة إضافة إلى أنها تتصف بالقدرة على الاستمرار في العمل عند انخفاض الجهد الكهربائي. وتلجأ المفاهيم الحديثة إلى استخدام مولدات حثية ثنائية التغذية مع محولات طاقة جزئية، أو مولدات حث قفص سنجاب أو مولدات تزامنية (تجري إثارتها بشكل دائم وعن طريق الكهرباء معًا) مع محولات طاقة كاملة.

تمد مشغلاتُ أنظمة النقل شركاتِ تطوير مزارع الرياح بمجموعة معايير تحدد متطلبات الربط البيني في الشبكة الناقلة، وهذا يتضمن كلًا من معامل القدرة واستقرار التردد والسلوك الديناميكي للمحركات الدوارة في مزرعة الرياح خلال أي اضطراب طارئ.

تصميم العنفات الريحية :

العنفات الريحية هي أجهزة تحول الطاقة الحركية للرياح إلى طاقة كهربائية، جاءت فكرتها نتيجة لتطور هندسة الطواحين الهوائية لأكثر من ألف عام. يتم تصنيع عنفات الرياح اليوم على نطاق واسع من انماط المحور الأفقي والمحور الرأسي. وتستخدم أصغر العنفات الصغيرة في أعمال بسيطة مثل شحن البطاريات المساعدة لمصادر الطاقة الأساسية. والعنفات الأكبر قليلاً يمكن استخدامها لتقديم إمدادات للطاقة المنزلية بجانب بيع الطاقة الغير مستخدمة إلى الشركات الموردة للطاقة الكهربائية. أما مصفوفات العنفات الكبيرة والمعروفة باسم مزارع الرياح فهي مصدر مهم للطاقة المتجددة وتستخدم في العديد من البلدان كجزء من استراتيجية خاصة تعتمد على الحد من الاعتماد على الوقود الأحفوري.

يعتمد تصميم العنفات الريحية على تحديد شكل وموصفات العنفة الريحية لاستخلاص أكبر قدر من الطاقة الحركية للرياح. تتألف العنفة الريحية من الأنظمة الضرورية لالتقاط الرياح وتوجيه العنفة الرياح في اتجاه هبوب الرياح إاضافة لعمليات تحويل الطاقة الحركية للأجزاء الميكانيكية الدوارة إلى طاقة كهربائية، إضافة إلى أنظمة أخرى مثل عمليات الإقلاع والتوقف وعمليات التحكم بالعنفة

عرض الفيزيائي الألماني ألبرت بيتز في عام 1919 فرضية عن استخلاص الطاقة الريحية باستخدام آلة. ووفق هذه النظرية وبالاعتماد على القوانية الأسساسية في مصونية الطاقة والكتلة فإنه لا يمكن أستخلاص أكثر من 59.3% من الطاقة الحركية للرياح وقد دعي هذا الحد بحد بيتز. يمكن للتصميمات الحديثة أن تقترب من حد بيتز لتصل إلى ما يقارب بين 70-80% من حد بيتز.

الديناميكا الهوائية للعنفات الريحية الأفقية ليست خطية. بمعنى أن تدفق الهواء على شفرات العنفة ليست هو نفسه التدفق بعد العنفة بمسافة كبيرة. تسبب طبيعة الطريقة التي يتم فيها استخلاص الطاقة الريحية من الهواء بتشوه تدفق الهواء نتيجة مروره على العنفة. بالإضافة إلى أن ظاهرة الديناميكا الهوائية للعنفة الهوائية ونتيجة لدورانه فهي ظاهرة نادراً ما ترى في حقول ديناميكا الهواء الأخرى. يتحدد شكل وأبعاد شفرات العنفة الهوائية بدراسة الديناميكا الهوائية عليها من أجل زيادة كفاءة استخلاص الطاقة من الرياح بالإضافة لحساب قوة مادة الشفرة لمقاومة الاجهادات نتيجة القوى المطبقة على الشفرات.

أهمية طاقة الرياح :

تعتبر طاقة الرياح مصدراً للطاقة المتجددة التي تأتي من الهواء المتدفق عبر سطح الأرض، وتقوم توربينات الرياح بحصد هذه الطاقة الحركية وتحويلها إلى طاقةٍ قابلةٍ للاستعمال والتي يمكن أن توفر الكهرباء للمنازل أو المزارع أو المدارس أو تطبيقات الأعمال على المقاييس السكنية الصغيرة والمتوسطة التي تتمثل بالمجتمع أو الكبيرة التي تتمثل في المرافق، وتعتبر طاقة الرياح من أحد رواد الطفرة التكنولوجية التي قد تؤدي إلى زيادة كفاءة إنتاج الطاقة، ويبدو مستقبلها واعد، حيث يتمّ استخدام الطاقة الحركية للرياح لخلق الطاقة الميكانيكية، وتقوم المولدات بتحويل هذه الطاقة إلى كهرباء بحيث يمكن استخدامها لصالح البشرية، وهناك العديد من الأشخاص الذين يعتمدون على طواحين الهواء التي تمثل مهارةً فنيةً مبتكرةً ومبدعة تعتمد على الرياح، وذلك لأنّ طاقة الرياح نظيفة ومتجددة إلى ما لا نهاية.

المصدر : ويكيبيديا + مواقع إلكترونية.

الطاقة المتجددة و أنواعها

الطاقة المتجددة

الطّاقة المتجددة هي الطّاقة المُستَمّدة من الموارد الطبيعية التي تتجدد أي الّتي لا تنفذ . تختلف جوهريًا عن الوقود الأحفوري من بترول وفحم وغاز الطبيعي، أو الوقود النووي الّذي يستخدم في المفاعلات النووية. ولا تنشأ عن الطّاقة المتجددة عادةً مخلّفات كثنائي أكسيد الكربون (CO2) أو غازات ضارة أو تعمل على زيادة الاحتباس الحراري كما يحدث عند احتراق الوقود الأحفوري أو المخلفات الذرية الضّارة النّاتجة عن المفاعلات النوويّة.

وتنتج الطّاقة المتجددة من الرياح والمياه والشمس, كما يمكن إنتاجها من حركة الأمواج والمد والجزر أو من طاقة حرارية أرضية وكذلك من المحاصيل الزراعية والأشجار المنتجة للزيوت. إلا أن تلك الأخيرة لها مخلفات تعمل على زيادة الاحتباس الحراري. حالياً أكثر إنتاج للطّاقة المتجددة يـُنتج في محطات القوى الكهرمائية بواسطة السّدود العظيمة أينما وجدت الأماكن المناسبة لبنائها على الأنهار ومساقط المياه ، وتستخدم الطّرق التي تعتمد على الرياح والطّاقة الشمسيّة على نطاق واسع في البلدان المتقدّمة وبعض البلدان النّامية ؛ لكن وسائل إنتاج الكهرباء باستخدام مصادر الطّاقة المتجددة أصبح مألوفاً في الآونة الأخيرة، وهناك بلدان عديدة وضعت خططاً لزيادة نسبة إنتاجها للطّاقة المتجددة بحيث تغطي احتياجاتها من الطّاقة بنسبة 20% من استهلاكها عام 2020. وفي مؤتمر كيوتو باليابان اتّفق معظم رؤساء الدّول على تخفيض إنتاج ثنائي أكسيد الكربون في الأعوام القادمة وذلك لتجنب التّهديدات الرئيسيّة لتغيّر المناخ بسبب التلوث واستنفاد الوقود الأحفوري، بالإضافة للمخاطر الاجتماعية والسّياسية للوقود الأحفوري والطّاقة النووية.

يزداد مؤخراً ما يعرف باسم تجارة الطاقة المتجددة الّتي هي نوع من الأعمال التي تتدخّل في تحويل الطّاقات المتجددة إلى مصادر للدخل والتّرويج لها، الّتي على الرغم من وجود الكثير من العوائق غير اللاتقنية الّتي تمنع انتشار الطّاقات المتجددة بشكل واسع مثل كلفة الاستثمارات العالية البدائية وغيرها إلا أن ما يقارب 65 دولة تخطّط للاستثمار في الطّاقات المتجددة، وعملت على وضع السّياسات اللّازمة لتطوير وتشجيع الاستثمار في الطّاقات المتجددة. ازداد الاهتمام بالطاقة المتجددة في السنوات الأخيرة في دول الشرق الأوسط وخاصة المملكة العربية السعودية حيث بدأ القطاع الخاص السعودي بضخ مبالغ كبيرة للإستثمار في قطاع الطاقة المتجددة.

أنواع الطاقة المتجددة :

وتسمى كذلك "الطاقة المستدامة" ومنها:

• طاقة المد والجزر :

طاقة المد والجزر أو الطاقة القمرية هي نوع من طاقة الحركة التي تكون مخزّنة في التيارات الناتجة عن المد والجزر الناتجة بطبيعة الحال عن جاذبية القمر والشمس ودوران الأرض حول محورها وعليه تـُصنف هذه الطاقة على انها طاقة متجددة.

الكثير من الدول الساحلية بدأت الاستفادة من هذه الطاقة الحركية لتوليد الطاقة الكهربائية وبالتالي تخفيف الضغط عن محطات الطاقة الحرارية، والنتيجة تخفيف التلوث الصادر عن المحطات الحرارية التي تعمل بالفحم أو بالبترول.

• طاقة مائية :

تمتلك المياه طاقة يمكن الاستفادة منها بشكل كبير في مجالات عدة، مثل التنقل بالسفن و استخدام النواعير في طحن الحبوب وضخ المياه لري المزروعات وتستغل حاليا بشكل واسع في توليد الطاقة الكهربائية باستخدام السدود المائية وظاهرتي المد والجزر في المناطق القريبة من المسطحات المائية.

وفي الثلاثينات من القرن الثامن عشر، في ذروة بناء القناة المائية استخدمت المياه للنقل الشاقولي صعودا ونزولا عبر التلال باستخدام السكك الحديدية.

تمتلك المياه طاقة يمكن الاستفادة منها

كان نقل الطاقة الميكانيكية مباشرة يتطلب وجود الصناعات التي تستخدم الطاقة المائية قرب شلال. وخاصة خلال النصف الأخير من القرن التاسع عشر، واليوم يعتبر أهم استخدامات الطاقة المائية هو توليد الطاقة الكهربائية، مما يوفر الطاقة المنخفضة التكلفة حتى لو استخدمت في الأماكن البعيدة من المجرى المائي.

• طاقة كهرمائية :

الطاقة الكهرمائية (بالإنجليزية: Hydroelectricity) هي الكهرباء المنتجة من الطاقة المائية. في عام 2015، ولّدت الطاقة المائية 16.6% من إجمالي الكهرباء في العالم و70% من طاقة الكهرباء المتجددة الكلية، ومن المتوقع أن تزيد بنحو 3.1% كل عام على مدى السنوات الخمس والعشرين المقبلة.

تُنتج الطاقة الكهرمائية في 150 دولة، إذ ولّدت منطقة آسيا والمحيط الهادئ 33% من الطاقة الكهرمائية العالمية في عام 2013. تُعتبر الصين أكبر منتج للطاقة الكهرمائية، إذ بلغ إنتاجها 920 تيراواط ساعي في عام 2013 ما يمثل 16.9% من استهلاك الكهرباء المحلي.

تُعد تكلفة الطاقة الكهرمائية منخفضة نسبيًا، الأمر الذي يجعلها مصدرًا تنافسيًا للكهرباء المتجددة. لا تستهلك المحطة المائية أيّ مياه، على عكس محطات الفحم أو الغاز. تبلغ التكلفة القياسية للكهرباء في محطة مائية بسعة أكبر من 10 ميغاواط من 3 إلى 5 سنتات أمريكية لكل كيلوواط ساعي. نتيجة وجود سد وخزان؛ تُعد أيضًا مصدرًا مرنًا للكهرباء، إذ إن الكمية التي تنتجها المحطة يمكن أن تختلف صعودًا أو هبوطًا بشكل سريع جدًا (أقل من بضع ثوانٍ) للتكيف مع متطلبات الطاقة المتغيرة. بعد إنجاز بناء المجمع الكهرومائي، لا ينتج المشروع أيّ نفايات مباشرة، وعادة ما يكون ذا مستوى إنتاج للغازات الدفيئة أقل بكثير مقارنة بمحطات الطاقة الكهروضوئية ومحطات الطاقة التي تعمل بالوقود الأحفوري بالتأكيد، بيد أنه عند بناء المشاريع في مناطق الغابات المطيرة المنخفضة حيث يكون غمر جزء من الغابة أمرًا ضروريًا، فإنها تصدر فعليًا ما يصل إلى 3 إلى 4 أضعاف أكثر من الغازات الدفيئة.

• طاقة ريحية :

طاقة الرياح هي طاقة مستخرجة من الطاقة الحركية للرياح بواسطة استخدام عنفات الرياح لإنتاج الطاقة الكهربائية، وهي تعتبر من أنواع الطاقة الكهروميكانيكية. تعد طاقة الرياح أحد أنواع الطاقة المتجددة التي انتشر استخدامها كبديل للوقود الأحفوري، وهي طاقة وفيرة وقابلة للتجدد وتوجد بعموم المناطق، إلا أن وفرتها تختلف من موقع إلى آخر. وهي طاقة نظيفة متجددة لا ينتج عنها انبعاثات كمثل الغازات الدفيئة (غازات الاحتباس الحراري) أثناء التشغيل، وهي تحتاج إلى مساحات متفاوتة على حسب حجم المحطة ونوع الأبراج المستخدمة. لا ينصح بوضع عنفات الهواء في المناطق الحضرية بسبب وجود عوائق تمنع الاستفادة من سرعات الرياح الجيدة، إلا أنها مجدية في المناطق الريفية  نظرا لاتساع المساحات وقلى المباني. وأثرها على البيئة عادة ما يكون أقل إشكالية من مصادر الطاقة الأخرى. ورغم إنتاجها الوافر بالمناطق ذات سرعات الرياح العالية إلا أن أحد عيوبها على نطاق المرافق هو أن ذروة إنتاجها لايتوافق بالعادة مع ذروة الاستهلاك مما لا يسهم في تقليل العِبْء على محطات انتاج الكهرباء التقليدية أثناء ذروة الاستهلاك. أما على نطاق المنازل، فإن أكبر عيوبها أن الإنتاج من عنفات الرياح لا يحمل صفة الديمومة، ولتفادي ذلك يمكن الاستفادة من الإنتاج عن طريق ربطها بشكل مباشر بالشبكة العمومية للكهرباء أو تركيب بطاريات لتخزين تلك الطاقة والاستفادة منها طوال اليوم. وبالعادة في الأنظمة الكهربائية خارج الشبكة (off-grid) على نطاق المنازل لا يتم استخدام طاقة الرياح منفردة دون وجود مصادر أخرى من أنواع الطاقة المتجددة كالطاقة الضوئية مثلا، حتى يدعم كلاهما الآخر ويزيد من موثوقية انتاج الكهرباء.

تتألف مزارع الرياح الكبيرة من المئات من عنفات الرياح الفردية التي ترتبط بشبكة لنقل الطاقة الكهربائية. طاقة الرياح البرية مصدر غير مكلف وتنافسي؛ فهو أرخص من محطات الفحم أو الغاز أو الوقود الأحفوري. أما الرياح البحرية فهي الأكثر ثباتاً وأشد من الرياح البرية، ولكن مزارع الرياح البحرية لها تكاليف بناء وصيانة مرتفعة عن المزارع العادية. ويمكن لمزارع الرياح البرية صغيرة أن توفر الكهرباء لمواقع معزولة خارج نطاق الشبكة الكهربائية.

بحسب إحصاءات عام 2013، فإن الدنمارك هي أكثر دول العالم استخداماً لطاقة الرياح، فهي تولد أكثر من ثلث احتياجاتها من الكهرباء من الرياح. كذلك 83 بلداً في جميع أنحاء العالم تستخدم طاقة الرياح لتعزيز شبكات الكهرباء لديها. قدرة طاقة الرياح توسعت بسرعة إلى 336 غيغاوات في يونيو 2014، لذلك إنتاج طاقة الرياح سجل حوالي 4% من إجمالي استهلاك الكهرباء في جميع أنحاء العالم، وهذه النسبة في زيادة مستمرة.

• طاقة شمسية :

الطاقة الشمسية هي الضوء والحرارة المنبعثان من الشمس اللذان قام الإنسان باستخدامهما لمصلحته منذ العصور القديمة باستخدام مجموعة من وسائل التكنولوجيا التي تتطور باستمرار. وتضم تقنيات استخدام الطاقة الشمسية استخدام الطاقة الحرارية للشمس سواء للتسخين المباشر أو ضمن عملية تحويل ميكانيكي لحركة أو لطاقة كهربائية، أو لتوليد الكهرباء عبر الظواهر الكهروضوئية باستخدام ألواح الخلايا الضوئية الجهدية بالإضافة إلى التصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية، وهي تقنيات تستطيع المساهمة بشكل بارز في حل بعض من أكثر مشاكل العالم إلحاحا اليوم.

تُعزى معظم مصادر الطاقة المتجددة المتوافرة على سطح الأرض إلى الإشعاعات الشمسية بالإضافة إلى مصادر الطاقة الثانوية، مثل طاقة الرياح وطاقة الأمواج والطاقة الكهرومائية والكتلة الحيوية. من الجدير بالذكر أنه لم يتم استخدام سوى جزء صغير من الطاقة الشمسية المتوافرة في حياتنا. يتم توليد طاقة كهربية من الطاقة الشمسية بواسطة محركات حرارية أو محولات فولتوضوئية. وبمجرد أن يتم تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربية، فإن براعة الإنسان هي فقط التي تقوم بالتحكم في استخداماتها. ومن التطبيقات التي تتم باستخدام الطاقة الشمسية نظم التسخين والتبريد خلال التصميمات المعمارية التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية، والماء الصالح للشرب خلال التقطير والتطهير، واستغلال ضوء النهار، وتسخين المياه، والطهو بالطاقة الشمسية، ودرجات الحرارة المرتفعة في أغراض صناعية.

تتسم وسائل التكنولوجيا التي تعتمد الطاقة الشمسية بشكل عام بأنها إما أن تكون نظم طاقة شمسية سلبية أو نظم طاقة شمسية إيجابية وفقًا للطريقة التي يتم استغلال وتحويل وتوزيع ضوء الشمس من خلالها. وتشمل التقنيات التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية الإيجابية استخدام اللوحات الفولتوضوئية والمجمع الحراري الشمسي، مع المعدات الميكانيكية والكهربية، لتحويل ضوء الشمس إلى مصادر أخرى مفيدة للطاقة. هذا، في حين تتضمن التقنيات التي تعتمد على استغلال الطاقة الشمسية السلبية توجيه أحد المباني ناحية الشمس واختيار المواد ذات الكتلة الحرارية المناسبة أو خصائص تشتيت الأشعة الضوئية، وتصميم المساحات التي تعمل على تدوير الهواء بصورة طبيعية.

• طاقة حيوية :

الطاقة الحيوية هي طاقة متجددة متوفرة من موارد مشتقة من المصادر الحيوية. والكتلة الحيوية هي أي مادة عضوية قامت بتخزين ضوء الشمس في شكل طاقة كيميائية. ومن الممكن أن يتضمن شكل الوقود منها الخشب ونفايات الخشب والقش والسماد وقصب السكر، والعديد من المنتجات الثانوية الأخرى الناتجة عن عمليات زراعية متنوعة. وبحلول عام 2010، كان هناك ما يعادل 35 جيجاوات من قدرة الطاقة الحيوية عالميًا على توليد الكهرباء، وتواجدت 7 جيجاوات من هذه القدرة في الولايات المتحدة.

تعد الطاقة الحيوية في أضيق معانيها مرادفة للوقود الحيوي، وهو الوقود المشتق من المصادر الحيوية. وبمعناها الأشمل فهي تتضمن الكتلة الحيوية، وهي المواد الحيوية التي تستخدم كوقود حيوي، كما تتضمن أيضًا المجالات الاجتماعية والاقتصادية والعلمية والتقنية المرتبطة باستخدام المصادر الحيوية كمصادر للطاقة. ويعد هذا خطأ شائعًا؛ حيث إن الطاقة الحيوية هي الطاقة المستخرجة من الكتلة الحيوية، فالكتلة الحيوية هي الوقود والطاقة الحيوية هي تلك الطاقة التي يحتوي عليها الوقود.

وهناك نزعة طفيفة لتفضيل استخدام كلمة الطاقة الحيوية في أوروبا مقارنة باستخدام كلمة الوقود الحيوي في أمريكا الشمالية.

• كتلة حيوية :

تشير الكتلة الحيوية  في صناعة الطاقة إلى المواد الحيوية الحية والتي كانت حية إلى وقت قريب، والتي يمكن استخدامها كوقود، أو في الإنتاج الصناعي. أغلب الكتلة الحيوية هي مواد نباتية تستخدم كوقود حيوي، إلا أن المصطلح يشير أيضا إلى مواد نباتية أو حيوانية تستخدم في إنتاج الألياف، أو الكيماويات، أو الحرارة. قد تتضمن الكتلة الحيوية أيضا نفايات تتحلل طبيعياً يمكن حرقها كوقود. تستثنى من ذلك المواد العضوية التي حولتها العمليات الأرضية إلى فحم أو نفط.

يتضمن الوقود الحيوي إيثانول، والديزل الحيوي، والغاز الحيوي، والبيوتانول الحيوي، التي كلها أنواع وقود يستخدم مباشرة في محركات النفط.

بالرغم من أن الكتلة الحيوية وقود متجدد، إلا أنها لا تزال تسهم بشكل كبيرفي الاحترار العالمي، الذي يحدث عند اختلال التوازن الطبيعي للكربون، مثلا في حالات إزالة الغابات أو توسع المدن في المناطق الخضراء. سبب ذلك أن الكتلة الحيوية جزء من دورة الكربون. يتحول الكربون في الغلاف الجوي إلى مادة حيوية بالبناء الضوئي، ويطلق ثانية في الهواء عند تحلل النبات أو احتراقه. يحدث هذا عادة على مدى زمني قصير، ويمكن أن تستبدل المادة النباتية المستخدمة كوقود بزرع نبات جديد. لذلك فإن توازنا معقولا لكربون الهواء أو ما يعرف بمحايدة الكربون قد ينشأ من استخدام الكتلة الحيوية كوقود.

استخدامات أخرى للكتلة الحيوية، بخلاف حرقها كوقود أو كمصدر للطاقة :
في مواد البناء
حقائب بلاستيكية وورقية تتحلل طبيعيا (باستخدام ألياف السليولوز)

• طاقة حرارية أرضية :

الطاقة الحرارية الجوفية (Geothermal energy)‏ هي مصدر طاقة بديل ونظيف ومتجدد، وهي طاقة حرارية مرتفعة ذات منشأ طبيعي مختزنة في الصهارة في باطن الأرض. حيث يقدر أن أكثر من 99% من كتلة الكرة الأرضية عبارة عن صخور تتجاوز حرارتها 1000 درجة مئوية. وترتفع درجة الحرارة بزيادة تعمقنا في جوف الأرض بمعدل نحو 2.7 درجة مئوية لكل 100 متر في العمق، أي أنها تصل إلى معدل 27 درجة مئوية على عمق 1 كيلومتر أو 55 على عمق 2 كيلومتر وهكذا. ويستفاد من هذه الطاقة الحرارية بشكل أساسي في توليد الكهرباء، ويتطلب ذلك حفر أنابيب كثيرة إلى أعماق سحيقة قد تصل إلى نحو 5 كيلومترات. وفي بعض الأحيان تستخدم المياه الساخنة للتدفئة عندما تكون الحرارة قريبة من سطح الأرض، ونجدها على عمق 150 متر أو أحيانا في مناطق معينة على صورة ينابيع حارة تصل إلى سطح الأرض.

هذة الطاقة المتجددة، نظريا، يمكن أن تكفي لتغطية حاجة العالم من الطاقة لمدة 100.000 سنة قادمة إلا أن تحويلها إلى طاقة كهربائية هي عملية باهظة التكاليف بسبب عمليات الحفر إلى أعماق سحيقة والحاجة إلى أنابيب كثيرة لاستخراج الماء الساخن بكميات وفيرة، وذلك رغم أن الطاقة الأساسية (المادة الأولية) مجانية وهي متوفرة بكثرة لكن صعب الحصول عليها.

• كهرباء حرارة أرضية :

كهرباء حرارة أرضية (بالإنجليزية: Geothermal electricity) أعلنت التعاضدية الدولية للحرارة الأرضية IGA في تقريرها أن أنتاج الطاقة من مصادر الحرارة الأرضية بلغ 10.700 ميجاوات في مجموع 24 دولة من دول العالم في عام 2010، ستقوم بأنتاج نحو 67.250 جيجا وات ساعي من الكهرباء. وهذا يعني زيادة أنتاج الطاقة من الحرارة الأرضية في شبكة الكهرباء بنسبة 20% منذ عام 2005. ومن المخطط له من قبل التعضدضية الدولية للحرارة زيادة الإنتاج منها إلى 18.500 ميجاوات حتى عام 2015، حيث ستقام محطات عديدة توجد الآن في مرحلة التخطيط، ومنها يوجد في أماكن اعتقد في الماضي بعدم جدواها في ذلك المجال.

وفي عام 2010 أصبحت الولايات المتحدة الأمريكية سباقة في أستغلال الطاقة الحرارية الأرضية لإنتاج الطاقة الكهربائية حيث يبلغ أنتاجها 3086 ميجاوات تنتجها 77 محطة. و أكبر تجمع في العالم لإنتاج الطاقة الكهربائية من الحرارة الأرضية يقع في حقل للحرارة الأرضية في منطقة ذي جيزيرس The Geysers، في كاليفورنيا.

وتتبع الفليبين الولايات المتحدة كثاني دولة في العالم تستغل الطاقة الأرضية، وهي تنتج 1.904 ميجاوات من الكهرباء، وتبلغ نسبة أنتاج الكهرباء في الفليبين نحو 18% من أنتاج الكهرباء فيها.

وكانت حتى الآن مشروعات استغلال الحرارة الأرضية تبنى في المناطق ذات الحرارة الأرضية العالية القريبة من سطح الأرض. ولكن تطوير بناء محطات تستغل الحرارة الأرضية منزدوجا (توليد جزء من الطاقة الكهربية باللإضافة إلى استخدام الماء الساخن) بالإضافة إلى تحسين تقنية الحفر واستخراج الماء الساخن قد سوف يساعد على انتشار تلك المحطات في مناطق أخرى. وتنفذ حاليا مشروعات نموذجية في ألمانيا في منطقة "لأانداو فالز" وفي فرنسا في منطقة "سولت سو فوريه"، أما مشروع في سويسرا بالقرب من بازل فقد أغلق بعد أن تسبب في حدوث زلزال. وتبنى محطات نموذجية أخرى حاليا في أستراليا والمملكة المتحدة والولايات المتحدة.

• وقود حيوي مستدام :

دخل الوقود الحيوي في صورة وقود سائل منتج من مواد نباتية إلى الأسواق، نتيجة لارتفاع أسعار النفط، إضافة إلى الحاجة لتأمين أمن الطاقة. ومع ذلك، تعرضت تقنية الوقود الحيوي لانتقادات بسبب آثارها الضارة على البيئة الطبيعية، والأمن الغذائي وكربونية التربة.

يتمثل التحدي في دعم تطوير تقنيات الوقود الحيوي، بما في ذلك تطوير تكنولوجيات جديدة من الإيثانول السليولوزي، مع سياسات وأدوات الاقتصادية مسؤولة للمساعدة على ضمان تسويق الوقود الحيوي المستدام. يمثل تسويق الوقود الحيوي فرصة لتعزيز فرص الاستثمار الاقتصادية المستدام في أفريقيا وأمريكا اللاتينية وآسيا.

يفتح الوقود الحيوي آفاقًا جديدة في زيادة المنافسة ضمن أسواق النفط والاعتدال في أسعار النفط، إضافة إلى تأمين إمدادات صحية من مصادر الطاقة البديلة، والتي ستساعد في مكافحة ارتفاع أسعار البنزين وتقليل الاعتماد على الوقود الأحفوري، وخاصة في قطاع النقل، واستخدام وقود أكثر كفاءة في وسائل النقل والذي يعتبر جزء لا يتجزأ من إستراتيجية النقل المستدام.

مميزات الطاقة المتجددة :

- متوفرة في معظم دول العالم
- لا تلوث البيئة، وتحافظ على الصحة العامة للكائنات الحية.
- اقتصادية في كثير من الاستخدامات.
- ضمان استمرار توافرها وتواجدها.
- تستخدم تقنيات غير معقدة.
- لا تنفذ وتتجدد بأستمرار.

المصدر : ويكيبيديا + مواقع إلكترونية.