У той час як Каліфорнія переживає чергову посуху, інструменти, які можуть допомогти фермерам і власникам ранчо максимізувати воду, яку вони отримують, відточуються.
Остання спроба виміряти таке використання води була розпочата минулого тижня державно-приватною коаліцією, до складу якої входять три федеральні агентства – Національне управління з аеронавтики та дослідження космічного простору; Міністерство сільського господарства США; і Геологічна служба США – і низка університетів і приватних організацій. OpenET, який має на меті відстежувати споживання води в 17 західних штатах, запрацював 21 жовтня та доступний за адресою www.openetdata.org
ET відноситься до евапотранспірації, процесу, під час якого вода випаровується з поверхонь землі та виділяється з рослин.
Робін Грімм, директор стійких до зміни клімату водних систем у Фонді захисту навколишнього середовища, порівняв управління водою без даних про випаровування з управлінням сімейним бюджетом, не знаючи, скільки грошей витрачається.
«Це другий за величиною компонент кругообігу води, і його можна розглядати як протилежність опадам», — сказав Грімм на віртуальній прес-конференції, оголошуючи про запуск минулого тижня. «Це вода, яка залишає поверхню землі та повертається в атмосферу, і, таким чином, це міра води, яка більше не може використовуватися в місцевій системі після того, як її застосували до ландшафту».
Програма починається із супутникових спостережень Landsat, спільної місії NASA та Геологічної служби. Програма передбачає три супутники на орбіті, найновіший з яких був запущений на початку вересня. Також використовуються дані з інших супутників НАСА та Європейського космічного агентства.
Форрест Мелтон, науковий співробітник Western Water Applications Office NASA, сказав на прес-конференції, що випаровування споживає енергію та охолоджує поверхню, з якої випаровується вода.
«Цей ефект охолодження помітний тепловим інфрачервоним датчиком Landsat, який виявляє більш високі показники ET як нижчу температуру поверхні землі», — сказав Мелтон. «Нижчі температури, у свою чергу, означають, що більше води використовується або виділяється рослинами, а також випаровується з поверхні землі».
Рослини відображатимуть різну кількість інфрачервоного та ближнього інфрачервоного світла залежно від стану рослинності, зазначив Мелтон.
«Це дозволяє нам розрахувати ET майже для кожного сільськогосподарського поля на Заході, а також виміряти наслідки посухи (та) лісових пожеж на ландшафті з величезною кількістю деталей», — сказав Мелтон.
Поєднання супутникових даних із метеорологічними даними дозволяє вченим розрахувати швидкість випаровування для кожного пікселя супутникового зображення, сказав Мелтон, додавши, що кожен піксель має розміри 30 на 30 метрів, або приблизно чверть акра.
Приватний сектор також докладає зусиль у цій сфері. Джоель Кіммельшу запустив LandIQ у 2007 році, використовуючи деякі з тих самих базових технологій від імені своїх клієнтів.
«Ми маємо на меті можливість безпосередньо спілкуватися з виробником і розуміти, як він думає, тому що я з цього середовища», — сказав Кіммельшу, який походить із фермерської сім’ї округу Б’ютт. Його технологія виконує деталізацію з меншою роздільною здатністю, ніж OpenET, 10 на 10 метрів, або 0.02 акра, і дані доступні лише клієнту. Дані OpenET, навпаки, будуть доступні для громадськості обмежено.
На додаток до картографування культур для Департаменту водних ресурсів штату, LandIQ збирає дані про евапотранспірацію для ряду іригаційних районів і агентств зі стійкості ґрунтових вод у найпівденнішій частині долини Сан-Хоакін.
«Вони використовують дані для фактичного виставлення рахунків виробникам за воду, яку вони споживають: скільки води просочується посівами порівняно з більш традиційною структурою виставлення рахунків, скільки води ви застосували? Скільки води ви накачали?» – сказав Кіммельшу.
«Не кожна крапля води, яка потрапляє на поверхню ґрунту, використовується культурою», — додав він. «Ви хочете досягти приблизно 90% ефективності або близько того, якщо зможете, але решта води повертається до ґрунтових вод».
Рівень ефективності 90%, пояснив Кіммельшу, означає, що відсоток води поглинається рослиною чи деревом.
«Цей коефіцієнт ефективності може досягати 50% залежно від того, як ви керуєте водою», — сказав він. «Якщо ви просто вмикаєте насос і подаєте воду протягом трьох днів поспіль, ви вносите набагато більше води, ніж може використовувати культура. Якщо ви вмикаєте свій насос і подаєте воду відповідно до потреб культури, а це те, що надають наші дані, тоді ви можете керувати своїм насосом набагато ефективніше».
Кіммельшу не просто вірить супутникам на слово — він і його співробітники проводять багато часу в дорозі.
«Наш малий бізнес зосереджений на важкій справді», — сказав Кіммельшу. «У нас є мережа з приблизно 80 станцій, що наближаються до 90, наземних кліматичних екологічних станцій, які вимірюють такі показники, як швидкість вітру, температура, вологість і чиста радіація тощо, щоб обчислити фактичний ET. Ми використовуємо це як калібрувальний стек даних для навчання моделей».
Він зазначив, що його робота з картографування культур також стає в пригоді.
«Ми інтегруємо це картування посівів у наш аналіз», — сказав Кіммельшу. «Ми можемо розглянути ET мигдалю, ET волоських горіхів, ET люцерни».
Ці дані, за його словами, повинні допомогти фермерам і тваринникам впоратися з під мікроскопом.
«Зараз виробники так багато перевіряють, щоб бути більш ефективними, бути більш ефективними, бути більш ефективними – качати менше, качати менше, качати менше», – сказав Кіммельшу. «Через (Закон про стале управління підземними водами) у південній долині (Сан-Хоакін) і, можливо, в інших районах штату, ймовірно, буде звільнено значну частину землі. Виробники збираються збільшити ці запаси води якомога далі. На даний момент у них є абсолютний стимул не використовувати занадто багато».
- Кевін Гектеман, Федерація фермерських бюро Каліфорнії