De oogst tellen tijdens een pandemie
De pandemie en het bijbehorende isolatiebeleid hebben de situatie veranderd
Vervolgens het gebrek aan openbare informatie overgewassen veroorzaakten onzekerheid en volatiliteit op de landbouwmarkten en prijzen tijdens het groeiseizoen. "Markten willen weten hoeveel een bepaald ras kan worden geoogst", legt Hannah Kerner, assistent-onderzoeksprofessor aan de Universiteit van Maryland in College Park, uit.
Kerner en haar team gebruiken satellietgegevensNASA en USGS Landsat, Sentinel-2 van ESA (European Space Agency), de MODIS-spectroradiometer aan boord van de Terra- en Aqua-satellieten, en de Planet Project-satellieten als aanvulling op USDA-informatie.
“We gebruiken satellietdata en machineleren in kaart te brengen welke gewassen waar groeien ”, besluit Kerner. Ze volgen met name belangrijke commerciële gewassen, waaronder maïs en sojabonen in de VS en wintertarwe in Rusland.
Dynamiek van branden tijdens reisbeperkingen
Het terugdringen van het aantal geplande branden heeft dit voorjaar de biodiversiteit vergroot en de brandstofbelasting in het zuidoosten van de Verenigde Staten verminderd.
Met de inwerkingtreding van beperkingen op COVID-19De US Forest Service heeft in maart al zijn opzettelijke of voorgeschreven verbrandingen op federale gronden in het zuidoosten tijdelijk stopgezet. Overheidsinstanties in Mississippi, South Carolina en North Carolina volgden.
Ben Poulter, Research Fellow, Space CenterNASA's Goddard-missie in Greenbelt, Maryland, gebruikt de Visible Infrared Imaging Radiometer (VIIRS) -suite op de NASA-satelliet en de Suomi-kerncentrale van NOAA, evenals MODIS-gegevens om branden in het hele land te volgen. Hierdoor kan hij erachter komen hoe sociaal afstandsbeleid, zoals federale reisbeperkingen, invloed heeft gehad op zowel voorgeschreven brandwonden aan de oostkust als bosbranden in het westen.
Uiteindelijk wil zijn team van wetenschappers beterbegrijp hoe minder branden in het zuidoosten de biodiversiteit kunnen aantasten. Dit komt omdat sommige soorten afhankelijk zijn van branden om te gedijen. Het resultaat is een opeenhoping van brandstofcellen in de vegetatie. Dit kan in de toekomst mogelijk leiden tot gevaarlijkere bosbranden.
Onderzoekers willen ook begrijpen hoe politiek werktCOVID-19 maakt brandbestrijding moeilijker. Daarnaast bestuderen wetenschappers hoe het totale aantal branden in het hele land de chemie van de atmosfeer kan beïnvloeden.
Warmtestroomonderzoek
Christopher Potter, onderzoeksmedewerkerNASA's Ames Research Center in Silicon Valley in Californië onderzoekt hoe het Californische 'shelter-in-place'-mandaat in de San Francisco Bay Area het aantal auto's op de weg heeft verminderd en de manier heeft veranderd waarop de oppervlakken van parkeerterreinen, snelwegen en grote industriële gebouwen zonlicht absorberen en reflecteert infraroodwarmte.
Potter en zijn team houden toezicht op parkeerterreinen enandere oppervlakken om te zien of ze tijdens de pandemie warmer of koeler zijn. Zichtbaar zonlicht raakt een oppervlak en wordt vervolgens geabsorbeerd en opnieuw uitgestraald als warmte.
Het team gebruikt temperatuurmetingen vanthermische infraroodsatellietsensor van Landsat en grondtemperatuur van ECOSTRESS - een NASA-sensor op het internationale ruimtestation om grote, vlakke stedelijke kenmerken in de Bay Area in kaart te brengen en hun warmtestroom te meten. Wetenschappers verzamelen ook grondmetingen om de gegevens te valideren.
Potter onderzoekt vragen zoals ifauto's staan geparkeerd en geconcentreerd in gigantische gebieden, veranderen de oppervlaktereflectie en de algehele warmteflux? Zelfs glanzende autoruiten kunnen voldoende zijn om zonlicht te reflecteren, zei Potter.
Potter en zijn team willen weten hoe tijdensDe pandemie heeft de warmtestroom in steden in de Bay Area veranderd en hoe deze verandering heeft bijgedragen tot het creëren van een min of meer gezonde omgeving voor de miljoenen mensen die erin leven. Inzicht in de mogelijke veranderingen in warmtestroom is een belangrijke indicator van hoe COVID-19 de milieu-impact in de Bay Area heeft veranderd, zei Potter.
Deze afbeelding toont de fluctuatiesECOSTRESS aardoppervlaktetemperaturen gemeten op 22 mei 2020 tijdens een periode van volledige isolatie in een gebied gecentreerd rond het Big Shopping Center in Milpitas. De blauwe stippen vertegenwoordigen grondmetingen op 22 mei op grote leegstaande locaties. Donkerrode tinten geven de warmste temperaturen aan op donkere asfaltparkings en wegen, terwijl geelgroene tinten koudere temperaturen in parken en halfwoestijngebieden aangeven. Helderwitte daken zijn in medium tinten.
Bronnen: Christopher Potter, NASA Ames Research Center
Invloed van vliegtuigen op temperatuurverlaging
Als je naar een helderblauwe lucht kijkt en de omstandigheden het meest geschikt zijn, kun je een vliegtuig boven je hoofd zien zweven en een duidelijk wit wolkenspoor erachter achterlaten.
Deze wolken of contrails worden gevormdveranderingen in uitlaatgassen of luchtdruk van vliegtuigmotoren. William Smith en Dave Duda van NASA's Langley Research Center in Hampton, Virginia bestuderen al tientallen jaren contrails. "Contrails zijn een van de weinige wolken die we zelf creëren", legt Duda uit. Hoewel hun effecten variëren en moeilijk te kwantificeren zijn, is hun algehele effect opwarming.
Deze afbeelding is gemaakt vanaf de GOES-16-satelliet op 1 april 2018, toen er veel vluchten waren en vervolgens veel contrails.
Bronnen: William Smith, NASA Langley Research Center
Wanneer reisverboden en beleid van toepassing zijnisolatie door COVID-19, we vliegen veel minder en produceren minder contrails. Duda en Smith willen deze afname kwantificeren om beter te begrijpen hoe de luchtverkeersdichtheid de contrailvorming en stralingsforcering beïnvloedt. Met andere woorden, helpen minder vliegtuigen en contrails om de atmosfeer te koelen?
De opdracht maakt gebruik van het gevestigde algoritmecontrail detectie om de atmosfeer boven de Verenigde Staten en de Noord-Atlantische luchtverkeerscorridor te beoordelen tijdens het volledige of gedeeltelijke verbod in 2020, en vergelijkt dit met een referentieperiode twee jaar eerder, toen het luchtverkeer onbeperkt was. Duda en Smith gebruiken MODIS ook om de optische eigenschappen van contrails te bepalen om beter te begrijpen hoe ze zonlicht reflecteren en energie opvangen van het oppervlak en de atmosfeer eronder.
Ons begrip van hoe en wanneer verbeterener worden contrails gevormd, die wetenschappers kunnen helpen bij het informeren van luchtvaartmaatschappijen over ideale routes voor vliegtuigvluchten. "Het is misschien mogelijk om contrails en hun effecten te verminderen door de hoogte of route van tijd tot tijd aan te passen, zoals luchtvaartmaatschappijen nu doen, om turbulentie te vermijden", legt Smith uit.
Het verband tussen luchtverontreiniging en minder neerslag
Gabriele Villarini, hoogleraar aan de Universiteit van Iowain Iowa City, en Wei Zhang, een wetenschapper aan hetzelfde instituut, willen het verband begrijpen tussen de afname van de luchtvervuiling tijdens de pandemie en de scherpe afname van de neerslag in het westen van de Verenigde Staten.
Vocht in de atmosfeer condenseert op zijn minstfijnstof zoals stof en valt op de aarde in de vorm van regen en sneeuw. De vermindering van deeltjes tijdens de pandemie zou verantwoordelijk kunnen zijn voor de afname van de regenval in februari en maart 2020 in het westen van de Verenigde Staten, waar het 50% minder neerslag ontving in vergelijking met een normaal jaar. Begrijpen hoe verminderde neerslag gerelateerd is aan verminderde aerosols, kan gunstig zijn voor waterbeheerders.
Villarini probeert satelliet te gebruikenNASA-gegevens over waterdamp, neerslag en aerosolen, en een geïntegreerd klimaatmodel. Het kan atmosferische omstandigheden zoals vochtigheid en temperatuur combineren met chemische eigenschappen en processen die in de atmosfeer plaatsvinden. Het model zal wetenschappers helpen vast te stellen in welke mate afnemende aerosolen verantwoordelijk zijn voor verminderde neerslag in plaats van voor natuurlijke variabiliteit in het klimaatsysteem.
“Dit project zal ons helpen begrijpen hoe COVID-19 het milieu beïnvloedt”, besluit Villarini.
Hoe de mensheid de waterkwaliteit en ecosystemen in Belize beïnvloedt
Het kustgebied van Belize omvat de grootstebarrièrerif op het noordelijk halfrond, kustatollen, enkele honderden zandriffen, mangrovebossen, kustlagunes en estuaria. Het is een van de meest biodiverse ecosystemen in de Atlantische Oceaan en is de thuisbasis van vissen en zeeschildpadden, waarvan er vele met uitsterven worden bedreigd.
Zeven delen van het Belize Barrier Reef-systeem zijn een belangrijk leefgebied voor bedreigde diersoorten, waaronder zeeschildpadden, zeekoeien en de Amerikaanse krokodil.
Robert Griffin, professor aan de Universiteit van Alabama inHuntsville werkte aan een NASA-project om de gezondheid van riffen te bestuderen toen de COVID-19-pandemie begon. “De pandemie creëerde een natuurlijk experiment”, legt Griffin uit. Dit zal wetenschappers helpen beter te begrijpen hoe stedelijke verontreinigende stoffen de waterkwaliteit en de gezondheid van koraalriffen beïnvloeden.
Griffin en zijn team onderzoeken hoe de achteruitgang van het toerisme de stedelijke en agrarische bronnen van verontreinigende stoffen zoals stikstof en fosfor en de waterkwaliteit voor de kust van Belize beïnvloedt.
Naast grondgegevens gebruikt het teamLandsat-afbeeldingen om te laten zien hoe de pandemie de veranderingen in landgebruik beïnvloedt, wat ook de hoeveelheid geproduceerde verontreinigende stoffen en hun vermogen om waterlichamen en ecosystemen te bereiken verandert. De wetenschapper gebruikt ook MODIS- en VIIRS-gegevens om de waterkwaliteit te bewaken.
Het team van Griffin werkt samen met de overheidBelize-functionarissen om de ontwikkeling van het mariene kustmilieu in de komende vijf jaar te beïnvloeden. Deze studie kan als leidraad dienen voor planners van landgebruik die beslissen hoe ze moeten omgaan met stedelijke non-point bronnen van vervuiling, zoals nutriënten en sediment die in het water komen en koraalrifsystemen aantasten.
Stofstormen en coronavirusinfectie
Pablo Mendes-Lazaro, universiteitshoogleraarPuerto Rico in San Juan bestudeert hoe de omgeving de verspreiding van het nieuwe coronavirus dat COVID-19 veroorzaakt, kan beïnvloeden. Concreet wil hij weten of het seizoensgebonden Afrikaanse stof dat elk jaar tussen mei en augustus naar het Caribisch gebied reist, een significante impact zal hebben op de gezondheid en sterfte die met het virus gepaard gaan.
Afrikaans stof reist van de Sahara over de Atlantische Oceaan naar Puerto Rico en het Caribisch gebied. Micro-organismen in stofdeeltjes kunnen in verband worden gebracht met infectieziekten.
Mendez-Lazaro en zijn team werken samen met epidemiologen en vele andere experts om beter te begrijpen hoe Afrikaans stof de volksgezondheid beïnvloedt.
Het team gebruikt VIIRS om aerosolen te metenin de atmosfeer als een proxy voor stofwolken die aankomen in het Caribisch gebied, en MODIS en ESA's Copernicus Atmospheric Monitoring System voor aërosolkarakterisering.
Mendes-Lazaro werkt nauw samen met het ministerieGezondheid Puerto Rico, het kantoor van de Nationale Meteorologische Dienst in San Juan, en met artsen en patiënten om informatie te verzamelen over mensen die luchtwegaandoeningen hebben opgelopen door blootstelling aan Afrikaans stof.
Weer, luchtkwaliteit en COVID-19
Julia Gel, professor aan de Universiteit van Texas atDallas van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, Californië, wil samen met ander personeel uitzoeken welke omgevingsfactoren de tweede golf van COVID-19 kunnen beïnvloeden en bepalen hoe zeker wetenschappers kunnen zijn in deze bevindingen.
Haar interdisciplinaire team onderzoekt of:de temperatuur en vochtigheid van de oppervlaktelucht op de transmissiesnelheid van het coronavirus, en zo ja, hoe dit proces plaatsvindt. Het helpt ook om een mogelijk verband tussen aerosolen en de ernst en mortaliteit van de ziekte te identificeren.
Gel en haar medewerkers gebruiken weergegevens,ontvangen van de atmosferische infraroodsonde op de Aqua-satelliet en de cross-track infraroodsonde op de Suomi NPP-satelliet. Het team zal aerosolgegevens ontvangen van een polygonale spectroradiometer en MODIS en zal machine learning-algoritmen en geavanceerde analyse gebruiken om de dynamiek van de verspreiding van het virus en het sterftecijfer ervan in ruimte en tijd te volgen.
In het bijzonder gebruikt haar team geometrischedeep learning-algoritmen gecombineerd met topologische data-analyse. Dit maakt het volgen van transmissiepatronen van COVID-19 mogelijk, die bijvoorbeeld te wijten zijn aan verschillende kenmerken van de bevolking. Het gaat om leeftijd, geslacht, etniciteit en inkomen, maar ook om omgevingsfactoren. Geavanceerde tools stellen het team in staat om rekening te houden met factoren die niet beschikbaar zijn met traditionele benaderingen op basis van geografische nabijheid.
Julia Gel zet zich in om een krachtigeeen softwaretool die zal helpen de seizoensgebonden evolutie van COVID-19 regionaal en wereldwijd te voorspellen, terwijl een breed scala aan bijbehorende onzekerheden wordt gekwantificeerd.
Lees ook
De VS keurden de kleinste kernreactor ter wereld goed
Simulatie liet zien hoe donkere materie eruit zou zien
Wetenschappers hebben ontdekt waarom kinderen de gevaarlijkste dragers van COVID-19 zijn