Алгоритм на основе спутниковых данных помогает избежать засуху

Алгоритм ученых из Университета Иллинойса на основе спутниковых данных помогает избежать засуху. Он делает это исходя из данных о фотосинтезе, количестве углерода и воды.

Новая система картографирования с высоким разрешением BESS-STAIR представляет собой спутниковую биофизическую модель, которая объединяет водные, углеродные и энергетические циклы растений. Ее разработали исследователи Центра перспективных инноваций в области биоэнергетики и биопродуктов (CABBI) при Университете Иллинойса. Систему протестировали на 12 участках по всей территории США, ее оценки достигли самых высоких показателей за всю историю академических исследований.

«BESS-STAIR обладает огромным потенциалом для того, чтобы стать надежным инструментом для управления водными ресурсами в сельском хозяйстве по всему миру», — отметили исследователи.

Традиционные методы оценок в значительной степени опираются на данные теплового излучения, измеряя температуру полотна растений и почвы в результате испарения. Но у этих методов есть два недостатка: спутники не могут собирать данные о температуре поверхности в пасмурные дни. И данные о температуре не очень точны, что, в свою очередь, влияет на суммарные оценки испарения.

Вместо этого команда CABBI сосредоточилась на углеродных, водных и энергетических циклах. Модель BESS-STAIR сначала оценивает уровень фотосинтеза, затем — количество входящего и исходящего углерода и воды. Это позволит понять какое количество воды необходимо в конкретном регионе, чтобы растения не погибли.

По Земле распространяются гигантские мертвые зоны (фото)

Согласно недавно опубликованному отчету, более 16 000 опреснительных установок по всему миру производят гораздо больше токсичных отходов, чем пресной воды. Если говорить коротко, то на каждый литр опресненной воды приходится полтора литра соляных отходов, которые сбрасываются обратно в океан или просто в землю.

Мертвая зона океана вблизи африканского побережья. Там самые низкие уровни кислорода, когда-либо зафиксированные (inhabitat.com)

Отработанная соль становится еще более токсичной благодаря химическим веществам, используемым в процессе опреснения, в частности, меди и хлору. И все это в объемах более 50 миллиардов кубометров ежегодно — хватит, чтобы покрыть 30-сантиметровым слоем область среднего размера.

Ежегодно опреснители производят более 50 миллиардов кубометров соляного отхода. Фото: phys.org

Соль повышает температуру прибрежных вод и снижает уровень кислорода, что фактически ведет к появлению «мертвых зон» в экосистемах. Организмы теряют способность дышать в таких условиях, на карту поставлено выживание.

Ученые считают, что объем пресной воды в мире постоянно уменьшается: крупные реки больше не достигают моря, естественные водохранилища высыхают, а загрязнение портит воду на поверхности и под землей. На каждую степень глобального потепления примерно у семи процентов населения мира — полмиллиарда людей — будет на 20 процентов меньше пресной воды.

Объем выработки пресной воды и отхода по регионам. Фото: phys.org

Недавно мы уже писали, что огромную мертвую зону нашли в Индийском океане. Содержание кислорода там примерно в 8-10 тыс. раз меньше, чем в обычных водоемах. Участки океана, лишенные кислорода, становятся безжизненными. Год от года количество мертвых зон увеличивается. Помимо соляных отходов виноваты в этом азотно-фосфорные удобрения, попадающие в воду из стоков.