Μετρώντας τη συγκομιδή κατά τη διάρκεια πανδημίας
Η πανδημία και οι σχετικές πολιτικές απομόνωσης έχουν αλλάξει την κατάσταση
Στη συνέχεια, η έλλειψη ενημέρωσης του κοινού γιαΟι καλλιέργειες προκάλεσαν αβεβαιότητα και αστάθεια στις γεωργικές αγορές και τις τιμές κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου. «Οι αγορές θέλουν να μάθουν πόσο μπορεί να συγκομιστεί μια συγκεκριμένη ποικιλία», εξηγεί η Hannah Kerner, βοηθός ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Maryland στο College Park.
Η Kerner και η ομάδα της στρέφονται στα δορυφορικά δεδομέναNASA και USGS Landsat, Sentinel-2 από την ESA (Ευρωπαϊκή Διαστημική Υπηρεσία), το φασματοραδιόμετρο MODIS στους δορυφόρους Terra και Aqua και οι δορυφόροι Planet Project για να συμπληρώσουν τις πληροφορίες του USDA.
«Χρησιμοποιούμε δορυφορικά δεδομένα και μηχανήματαμαθαίνοντας να χαρτογραφούμε τις καλλιέργειες και πού », καταλήγει ο Kerner. Συγκεκριμένα, παρακολουθούν βασικές εμπορικές καλλιέργειες, όπως καλαμπόκι και σόγια στις Ηνωμένες Πολιτείες και χειμερινό σιτάρι στη Ρωσία.
Δυναμική των πυρκαγιών κατά τους ταξιδιωτικούς περιορισμούς
Η μείωση του αριθμού των προγραμματισμένων πυρκαγιών αύξησε τη βιοποικιλότητα και μείωσε τα φορτία καυσίμων στις νοτιοανατολικές Ηνωμένες Πολιτείες αυτή την άνοιξη.
Με την έναρξη ισχύος των περιορισμών στο COVID-19Η αμερικανική δασική υπηρεσία ανέστειλε προσωρινά όλες τις εσκεμμένες ή προβλεπόμενες καύσεις της σε ομοσπονδιακά εδάφη στα νοτιοανατολικά τον Μάρτιο. Ακολούθησαν οι κυβερνητικές υπηρεσίες στο Μισισιπή, τη Νότια Καρολίνα και τη Βόρεια Καρολίνα.
Ben Poulter, Ερευνητής, Space CenterΗ αποστολή Goddard της NASA στο Greenbelt, Maryland, χρησιμοποιεί τη σουίτα Visible Infrared Imaging Radiometer (VIIRS) στον δορυφόρο της NASA και στο Suomi Nuclear Power Plant, καθώς και τα δεδομένα MODIS για την παρακολούθηση πυρκαγιών σε ολόκληρη τη χώρα. Αυτό του επιτρέπει να ανακαλύψει πώς οι πολιτικές κοινωνικής απόστασης, όπως οι ομοσπονδιακοί ταξιδιωτικοί περιορισμοί, έχουν επηρεάσει τόσο τα προκαλούμενα εγκαύματα στην Ανατολική Ακτή όσο και τις πυρκαγιές στη Δύση.
Τελικά, η ομάδα των επιστημόνων του θέλει καλύτερακατανοήστε πώς λιγότερες πυρκαγιές στα νοτιοανατολικά θα μπορούσαν να επηρεάσουν τη βιοποικιλότητα. Αυτό συμβαίνει επειδή ορισμένα είδη βασίζονται σε πυρκαγιές για να ευδοκιμήσουν. Το αποτέλεσμα είναι μια συσσώρευση κυψελών καυσίμου στη βλάστηση. Αυτό θα μπορούσε δυνητικά να οδηγήσει σε πιο επικίνδυνες δασικές πυρκαγιές στο μέλλον.
Οι ερευνητές θέλουν επίσης να καταλάβουν πώς η πολιτικήΟ COVID-19 κάνει πιο δύσκολη την πυρόσβεση. Επιπλέον, οι επιστήμονες μελετούν πώς ο συνολικός αριθμός των πυρκαγιών σε ολόκληρη τη χώρα μπορεί να επηρεάσει την ατμοσφαιρική χημεία.
Μελέτη ροής θερμότητας
Christopher Potter, ΕρευνητήςΤο Ερευνητικό Κέντρο Ames της NASA στη Silicon Valley της Καλιφόρνια μελετά πώς η εντολή της Καλιφόρνιας για στέγαση στην περιοχή του κόλπου του Σαν Φρανσίσκο μείωσε τον αριθμό των αυτοκινήτων στο δρόμο και άλλαξε τον τρόπο με τον οποίο οι επιφάνειες των χώρων στάθμευσης, των αυτοκινητοδρόμων και των μεγάλων βιομηχανικών κτιρίων απορροφούν το φως του ήλιου και αντανακλούν υπέρυθρη θερμότητα.
Ο Πότερ και η ομάδα του παρακολουθούν τους χώρους στάθμευσης καιάλλες επιφάνειες για να δούμε αν είναι πιο ζεστές ή πιο ψυχρές κατά τη διάρκεια της πανδημίας. Το ορατό ηλιακό φως προσπίπτει σε μια επιφάνεια και στη συνέχεια απορροφάται και εκπέμπεται ξανά ως θερμότητα.
Η ομάδα χρησιμοποιεί μετρήσεις θερμοκρασίας απόδορυφορικός θερμικός υπέρυθρος αισθητήρας από τη Landsat και θερμοκρασία εδάφους από το ECOSTRESS—ένας αισθητήρας της NASA στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό για τη χαρτογράφηση μεγάλων, επίπεδων αστικών χαρακτηριστικών στην περιοχή του κόλπου και τη μέτρηση της ροής θερμότητας τους. Οι επιστήμονες συλλέγουν επίσης μετρήσεις εδάφους για να επικυρώσουν τα δεδομένα.
Ο Πότερ εξετάζει ερωτήσεις όπως εάντα αυτοκίνητα είναι σταθμευμένα και συγκεντρωμένα σε γιγαντιαίες περιοχές, αλλάζει η επιφανειακή ανακλαστικότητα και η συνολική ροή θερμότητας; Ακόμα και τα γυαλιστερά παράθυρα του αυτοκινήτου μπορεί να είναι αρκετά για να αντανακλούν το φως του ήλιου, είπε ο Πότερ.
Ο Πότερ και η ομάδα του θέλουν να μάθουν πώςΗ πανδημία άλλαξε τη ροή της θερμότητας στις πόλεις του Bay Area και πώς αυτή η αλλαγή συνέβαλε στη δημιουργία ενός περισσότερο ή λιγότερο υγιούς περιβάλλοντος για τα εκατομμύρια των ανθρώπων που ζουν σε αυτήν. Η κατανόηση των πιθανών αλλαγών στη ροή θερμότητας είναι ένας βασικός δείκτης για το πώς το COVID-19 άλλαξε τις περιβαλλοντικές επιπτώσεις στο Bay Area, δήλωσε ο Potter.
Αυτή η εικόνα δείχνει τις διακυμάνσειςΟι θερμοκρασίες επιφάνειας της γης ECOSTRESS μετρήθηκαν στις 22 Μαΐου 2020 κατά τη διάρκεια μιας περιόδου πλήρους απομόνωσης σε μια περιοχή με επίκεντρο το Μεγάλο Εμπορικό Κέντρο της Milpitas. Οι μπλε κουκκίδες αντιπροσωπεύουν μετρήσεις εδάφους στις 22 Μαΐου σε μεγάλες κενές θέσεις. Οι σκούρες κοκκινωπές αποχρώσεις υποδεικνύουν τις θερμότερες θερμοκρασίες σε χώρους στάθμευσης και δρόμους με σκοτεινή άσφαλτο, ενώ οι κιτρινοπράσινες αποχρώσεις υποδεικνύουν χαμηλότερες θερμοκρασίες σε πάρκα και περιοχές ημι-ερήμων. Οι φωτεινές λευκές στέγες είναι σε μεσαίες αποχρώσεις.
Πηγές: Christopher Potter, Ερευνητικό Κέντρο της NASA Ames
Επίδραση των αεροπλάνων στη μείωση της θερμοκρασίας
Όταν κοιτάζετε τους καταγάλανους ουρανούς και οι συνθήκες είναι οι πιο κατάλληλες, μπορείτε να δείτε ένα αεροπλάνο να αιωρείται από πάνω, αφήνοντας πίσω του ένα ξεχωριστό λευκό σύννεφο.
Αυτά τα σύννεφα, ή contrails, σχηματίζονταιεξάτμιση κινητήρα αεροσκάφους ή αλλαγές στην πίεση του αέρα. Ο William Smith και ο Dave Duda του Ερευνητικού Κέντρου Langley της NASA στο Hampton της Βιρτζίνια μελετούν αντίθετα για αρκετές δεκαετίες. «Το Contrails είναι ένα από τα λίγα σύννεφα που δημιουργούμε εμείς», εξήγησε ο Duda. Ενώ τα αποτελέσματά τους ποικίλλουν και είναι δύσκολο να προσδιοριστούν ποσοτικά, το συνολικό τους αποτέλεσμα είναι θέρμανση
Αυτή η εικόνα λήφθηκε από τον δορυφόρο GOES-16 την 1η Απριλίου 2018, όταν υπήρχαν πολλές πτήσεις και, στη συνέχεια, πολλά contrails.
Πηγές: William Smith, Ερευνητικό Κέντρο της NASA Langley
Όταν ισχύουν απαγορεύσεις ταξιδιού και πολιτικέςαπομόνωση λόγω του COVID-19, πετάμε πολύ λιγότερο και παράγουμε λιγότερα κοντέλ. Η Duda και ο Smith θέλουν να ποσοτικοποιήσουν αυτήν τη μείωση για να κατανοήσουν καλύτερα πώς η πυκνότητα της εναέριας κυκλοφορίας επηρεάζει το σχηματισμό αντίθετων και την ακτινοβολητική πίεση Με άλλα λόγια, λιγότερα αεροπλάνα και αντίθετα συμβάλλουν στην ψύξη της ατμόσφαιρας;
Η εντολή χρησιμοποιεί τον καθιερωμένο αλγόριθμοανίχνευση αντενδείξεων για την εκτίμηση της ατμόσφαιρας στις Ηνωμένες Πολιτείες και τον διάδρομο εναέριας κυκλοφορίας του Βόρειου Ατλαντικού κατά τη διάρκεια της πλήρους ή μερικής απαγόρευσης το 2020 και τη συγκρίνει με μια περίοδο αναφοράς δύο χρόνια νωρίτερα όταν η εναέρια κυκλοφορία ήταν χωρίς περιορισμούς Οι Duda και Smith χρησιμοποιούν επίσης το MODIS για να προσδιορίσουν τις οπτικές ιδιότητες του contrails για να κατανοήσουν καλύτερα πώς αντανακλούν το φως του ήλιου και συλλαμβάνουν ενέργεια από την επιφάνεια και την ατμόσφαιρα παρακάτω.
Βελτίωση της κατανόησής μας για το πώς και πότεσχηματίζονται contrails, θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να ενημερώσουν τις αεροπορικές εταιρείες για τις ιδανικές διαδρομές για πτήσεις αεροσκαφών. «Μπορεί να είναι δυνατό να μειωθούν τα contrails και τα αποτελέσματά τους προσαρμόζοντας το υψόμετρο ή τη διαδρομή από καιρό σε καιρό, όπως κάνουν οι αεροπορικές εταιρείες τώρα, για να αποφευχθεί η αναταραχή», εξήγησε ο Smith.
Η σχέση μεταξύ ατμοσφαιρικής ρύπανσης και μειωμένης βροχόπτωσης
Gabriele Villarini, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Αϊόβαστην Iowa City, και ο Wei Zhang, ένας επιστήμονας στο ίδιο ινστιτούτο, θέλουν να κατανοήσουν τη σχέση μεταξύ της μείωσης της ατμοσφαιρικής ρύπανσης κατά τη διάρκεια της πανδημίας και της απότομης μείωσης των βροχοπτώσεων στις δυτικές Ηνωμένες Πολιτείες.
Η υγρασία στην ατμόσφαιρα συμπυκνώνεται στο μικρότεροσωματίδια όπως σκόνη και πτώσεις στη Γη με τη μορφή βροχής και χιονιού. Η μείωση των σωματιδίων κατά τη διάρκεια της πανδημίας θα μπορούσε να ευθύνεται για τη μείωση των βροχοπτώσεων τον Φεβρουάριο και τον Μάρτιο του 2020 στις δυτικές Ηνωμένες Πολιτείες, όπου έλαβε 50% λιγότερη βροχόπτωση σε σύγκριση με ένα κανονικό έτος. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο η μειωμένη βροχόπτωση σχετίζεται με μειωμένα αερολύματα μπορεί να είναι χρήσιμη για τους διαχειριστές νερού.
Ο Villarini επιδιώκει να χρησιμοποιήσει δορυφόροΔεδομένα της NASA για υδρατμούς, κατακρημνίσεις και αερολύματα και ένα ολοκληρωμένο κλιματικό μοντέλο. Μπορεί να συνδυάσει ατμοσφαιρικές συνθήκες όπως υγρασία και θερμοκρασία με χημικές ιδιότητες και διεργασίες που συμβαίνουν στην ατμόσφαιρα. Το μοντέλο θα βοηθήσει τους επιστήμονες να εντοπίσουν τον βαθμό στον οποίο τα αερολύματα που μειώνονται ευθύνονται για τη μειωμένη βροχόπτωση και όχι για τη φυσική μεταβλητότητα στο κλιματικό σύστημα.
«Αυτό το έργο θα μας βοηθήσει να κατανοήσουμε πώς ο COVID-19 επηρεάζει το περιβάλλον», καταλήγει ο Villarini.
Πώς η ανθρωπότητα επηρεάζει την ποιότητα του νερού και τα οικοσυστήματα στο Μπελίζ
Η παράκτια περιοχή του Μπελίζ περιλαμβάνει τη μεγαλύτερηυφάλους φράγματος στο Βόρειο Ημισφαίριο, παράκτιες ατόλες, αρκετές εκατοντάδες αμμώδεις υφάλους, μαγκρόβια δάση, παράκτιες λιμνοθάλασσες και εκβολές. Είναι ένα από τα πιο βιοποικιλότερα οικοσυστήματα στον Ατλαντικό και φιλοξενεί ψάρια και θαλάσσιες χελώνες, πολλά από τα οποία απειλούνται.
Επτά τοποθεσίες στο Belize Barrier Reef System είναι σημαντικοί βιότοποι για είδη που απειλούνται με εξαφάνιση, όπως θαλάσσιες χελώνες, manatees και ο αμερικανικός κροκόδειλος.
Robert Griffin, καθηγητής στο Πανεπιστήμιο της Αλαμπάμα στοHuntsville, εργαζόταν σε ένα έργο της NASA για τη μελέτη της υγείας των υφάλων όταν ξεκίνησε η πανδημία COVID-19. «Η πανδημία δημιούργησε ένα φυσικό πείραμα», εξηγεί ο Γκρίφιν. Αυτό θα βοηθήσει τους επιστήμονες να κατανοήσουν καλύτερα πώς οι αστικοί ρύποι επηρεάζουν την ποιότητα του νερού και την υγεία των κοραλλιογενών υφάλων.
Ο Γκρίφιν και η ομάδα του μελετούν πώς οι μειώσεις του τουρισμού επηρεάζουν αστικές και γεωργικές πηγές ρύπων όπως το άζωτο και ο φώσφορος και η ποιότητα των υδάτων στα παράλια του Μπελίζ.
Εκτός από τα δεδομένα εδάφους, η ομάδα χρησιμοποιείLandsat εικόνες για να επισημάνουμε πώς η πανδημία επηρεάζει την αλλαγή χρήσης γης, η οποία αλλάζει επίσης την ποσότητα των παραγόμενων ρύπων και την ικανότητά τους να προσεγγίζουν υδάτινα σώματα και οικοσυστήματα. Ο επιστήμονας χρησιμοποιεί επίσης δεδομένα MODIS και VIIRS για την παρακολούθηση της ποιότητας του νερού.
Η ομάδα του Griffin συνεργάζεται με την κυβέρνησηΑξιωματούχοι του Μπελίζε να επηρεάσουν την ανάπτυξη του παράκτιου θαλάσσιου περιβάλλοντος τα επόμενα πέντε χρόνια. Αυτή η μελέτη μπορεί να χρησιμεύσει ως οδηγός για σχεδιαστές χρήσεων γης καθώς αποφασίζουν πώς να αντιμετωπίσουν αστικές μη σημειακές πηγές ρύπανσης, όπως θρεπτικά συστατικά και ιζήματα, που εισέρχονται στο νερό και επηρεάζουν τα συστήματα κοραλλιογενών υφάλων.
Καταιγίδες σκόνης και λοίμωξη κοροναϊού
Pablo Mendes-Lazaro, Καθηγητής ΠανεπιστημίουΤο Πουέρτο Ρίκο στο Σαν Χουάν, μελετά πώς το περιβάλλον θα μπορούσε να επηρεάσει την εξάπλωση του νέου κοροναϊού που προκαλεί το COVID-19. Συγκεκριμένα, θέλει να μάθει αν η εποχιακή αφρικανική σκόνη που ταξιδεύει στην Καραϊβική κάθε χρόνο μεταξύ Μαΐου και Αυγούστου θα έχει σημαντικό αντίκτυπο στην υγεία και τη θνησιμότητα που σχετίζεται με τον ιό.
Η αφρικανική σκόνη ταξιδεύει από την έρημο της Σαχάρας πέρα από τον Ατλαντικό Ωκεανό στο Πουέρτο Ρίκο και την Καραϊβική. Οι μικροοργανισμοί στα σωματίδια σκόνης μπορούν να συσχετιστούν με μολυσματικές ασθένειες.
Ο Mendez-Lazaro και η ομάδα του συνεργάζονται με επιδημιολόγους και πολλούς άλλους ειδικούς για να κατανοήσουν καλύτερα πώς η αφρικανική σκόνη επηρεάζει τη δημόσια υγεία.
Η ομάδα χρησιμοποιεί VIIRS για τη μέτρηση αερολυμάτωνστην ατμόσφαιρα ως υποκατάστατο των νεφών σκόνης που φθάνουν στην Καραϊβική και το Σύστημα παρακολούθησης ατμοσφαιρικού Copernicus MODIS και ESA για χαρακτηρισμό αερολύματος.
Ο Mendes-Lazaro συνεργάζεται στενά με το ΥπουργείοΥγεία Πουέρτο Ρίκο, το γραφείο της Εθνικής Μετεωρολογικής Υπηρεσίας στο Σαν Χουάν, και με γιατρούς και ασθενείς για τη συλλογή πληροφοριών για άτομα που έχουν προσβληθεί από αναπνευστικές ασθένειες από την έκθεση σε αφρικανική σκόνη.
Καιρός, ποιότητα αέρα και COVID-19
Julia Gel, καθηγήτρια στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στοΟ Ντάλας από το εργαστήριο Jet Propulsion της NASA στην Πασαντένα της Καλιφόρνια, μαζί με άλλο προσωπικό, θέλει να μάθει ποιοι περιβαλλοντικοί παράγοντες θα μπορούσαν να επηρεάσουν το δεύτερο κύμα του COVID-19 και να καθορίσουν πόσο σίγουροι είναι οι επιστήμονες σε αυτά τα ευρήματα.
Η διεπιστημονική ομάδα της μελετά αντη θερμοκρασία και την υγρασία του επιφανειακού αέρα στον ρυθμό μετάδοσης του κοροναϊού και, εάν ναι, πώς γίνεται αυτή η διαδικασία Βοηθά επίσης στον εντοπισμό μιας πιθανής σχέσης μεταξύ αερολυμάτων και της σοβαρότητας και της θνησιμότητας της νόσου.
Η Gel και το προσωπικό της χρησιμοποιούν δεδομένα καιρού,ελήφθη από τον ατμοσφαιρικό υπέρυθρο ανιχνευτή στον δορυφόρο Aqua και τον ανιχνευτή υπερύθρων διασταύρωσης στον δορυφόρο Suomi NPP. Η ομάδα θα λάβει δεδομένα αερολύματος από ένα πολυγωνικό φασματοσκοπίομετρο και MODIS και θα χρησιμοποιήσει αλγόριθμους μηχανικής μάθησης και προηγμένη ανάλυση για την παρακολούθηση της δυναμικής της εξάπλωσης του ιού και του ποσοστού θνησιμότητας του σε διάστημα και χρόνο.
Συγκεκριμένα, η ομάδα της χρησιμοποιεί γεωμετρικάαλγόριθμοι βαθιάς μάθησης σε συνδυασμό με τοπολογική ανάλυση δεδομένων. Αυτό επιτρέπει την παρακολούθηση των μοτίβων μετάδοσης του COVID-19, τα οποία οφείλονται, για παράδειγμα, σε διαφορετικά χαρακτηριστικά του πληθυσμού. Αφορά την ηλικία, το φύλο, την εθνικότητα και το εισόδημα, καθώς και περιβαλλοντικούς παράγοντες. Τα προηγμένα εργαλεία επιτρέπουν στην ομάδα να λαμβάνει υπόψη παράγοντες που δεν είναι διαθέσιμοι με παραδοσιακές προσεγγίσεις βάσει γεωγραφικής εγγύτητας.
Η Julia Gel δεσμεύεται να παρέχει έναν ισχυρόένα εργαλείο λογισμικού που θα βοηθήσει στην πρόβλεψη της εποχικής εξέλιξης του COVID-19 σε περιφερειακό και παγκόσμιο επίπεδο, ενώ θα ποσοτικοποιήσει ένα ευρύ φάσμα συναφών αβεβαιοτήτων.
Διαβάστε επίσης
Οι ΗΠΑ ενέκριναν τον μικρότερο πυρηνικό αντιδραστήρα στον κόσμο
Η προσομοίωση έδειξε πώς θα μοιάζει η σκοτεινή ύλη
Οι επιστήμονες ανακάλυψαν γιατί τα παιδιά είναι οι πιο επικίνδυνοι φορείς του COVID-19