Projektets titel: Brug af satellitdata til at overvåge vegetationens sundhedstilstand i vores lokalområde

Team: HRSFC

Hills Road Sixth Form College   Cambridge   Storbritannien   3 Elevens alder: 16-17 år gammel

Hvordan kan vi bruge farver, der kan observeres fra rummet, til at overvåge vejrbetingede ændringer i vegetationen i vores område af Cambridgeshire?

I de senere år har der været en stigning i hedebølger og usædvanligt varmt vejr om sommeren i vores område, hvilket kulminerede i sidste års rekordhede i juli [1]. Vi bemærkede, at dette resulterede i skader på det lokale planteliv med græs, der gulnede, og træer, der visnede og døde [2]. Vi frygtede, at det kunne føre til skader på vores lokale økosystemer, hvis tendensen fortsatte. Vi ønskede at vide, hvad vi kunne forstå mere af ved hjælp af satellitbilleder. Vi startede dette projekt med det mål at undersøge mønstre og ændringer i vegetationen, der kan observeres fra rummet, og om vi kunne identificere nogen faktorer bag dem.

Vi brugte data fra ESA's Sentinel-2-satellitter [3]. Det er et par satellitter, der er udstyret med et multispektralt instrument (MSI), som måler stråling, der reflekteres af jorden i 13 bånd. Forskellige bølgelængder indikerer forskellige overflader såsom vand, skyer, planteliv eller byområder. Ved hjælp af Sentinel Hub EO Browser [4] analyserede vi billeder fra 2016 til 2022, i en falsk farvesammensætning og i det normaliserede vegetationsindeks (NDVI).

Vi brugte den falske farvesammensætning, der er indbygget i EO Browser, og som bruger rød, grøn og infrarød stråling til at fremhæve plantetæthed og sundhed. Den viser byområder i gråt, tæt plantevækst i rødt og sparsom plantevækst i grønt [5]. Det gav os mulighed for at identificere, hvor planterne voksede sundt, og hvor de havde det svært. Vi brugte også NDVI-filteret, som skelner mellem vegetationstyper ved hjælp af klorofyl i deres blade. Lavere værdier repræsenterer jord, buske og græsarealer, mens højere værdier repræsenterer skovområder [6]. I landbruget er afgrøder med en lavere NVDI generelt mindre sunde.

Vi producerede en række billeder ved hjælp af falske farver og NDVI for at finde ud af, hvilket farveskema der bedst ville vise ændringerne i vegetationen over tid i vores lokalområde. Vi sammenlignede sæt af billeder på lignende datoer i sommeren hvert år. Datoerne var så tæt på hinanden som muligt, og vi arbejdede uden om skydækket. Vi besluttede at bruge de falske farvebilleder, som viste en tydeligere kontrast mellem sund og usund vegetation.

Billederne er ca. 20 km i diameter, hvilket er bredt nok til at dække Cambridge, de omkringliggende landsbyer og landbrugsjord. Billederne blev taget mellem den 17. og 24. august hvert år. Kun seks års data var tilgængelige, så vi kan ikke drage nogen fuldstændige konklusioner ud fra disse billeder alene. Vi var dog i stand til at identificere år, hvor vegetationen var synligt mindre sund, hvilket stemte overens med en generel tendens mod varmere somre og særlige hedebølger. For eksempel oplevede Storbritannien 3 korte hedebølger i løbet af sommeren 2022, med en højeste temperatur på 40,3 grader Celsius - Storbritanniens højeste nogensinde [7]. Vegetationen ser usund ud på satellitbillederne, hvilket tyder på sparsom plantevækst. Det er bekymrende, da der er mange afgrøder i området, som skades af ekstreme vejrbegivenheder, som regeringen diskuterede i november 2022 [8].

Vi kan udlede, at temperaturstigningerne forårsaget af klimaforandringer har en betydelig negativ indvirkning på vegetationens sundhed, især afgrøder, i vores lokalområde. Vores undersøgelse alene indeholder ikke nok data til at konkludere nogen endelige langsigtede tendenser, men vi kan se forbindelser mellem høje temperaturer og planter, der kæmper for at vokse. I fremtidige undersøgelser ville det være godt at bruge data fra flere år og at sammenligne historisk vegetationssundhed med vejrdata fra Met Office, såsom nedbør og gennemsnitstemperaturer, for at undersøge yderligere sammenhænge mellem klimaforandringer og plantesundhed.

Vi mente, at det var vigtigt at dele vores resultater med vores kammerater for at øge bevidstheden om klimaforandringernes indvirkning på vores lokalområde. Vi lavede en plakat for at informere andre om vores projekt, som blev præsenteret på skolens miljømesse. Vi håber også at kunne præsentere vores resultater for skolens avis og miljøforeningen i fremtiden.

Referencer:
[1] https://www.bbc.co.uk/news/uk-england-cambridgeshire-62239990
[2] https://www.cambridgeindependent.co.uk/news/shocking-before-and-after-pictures-show-impact-of-driest-sum-9268984/
[3] https://sentinel.esa.int/web/sentinel/missions/sentinel-2
[4] https://apps.sentinel-hub.com/eo-browser
[5] https://earthobservatory.nasa.gov/features/FalseColor/page6.php
[6] https://eos.com/make-an-analysis/ndvi/
[7] https://www.metoffice.gov.uk/binaries/content/assets/metofficegovuk/pdf/weather/learn-about/uk-past-events/interesting/2022/2022_03_july_heatwave_v1.pdf
[8] https://committees.parliament.uk/committee/62/environmental-audit-committee/news/174264/to-what-extent-are-global-environmental-changes-affecting-our-food-security/

Download projektplakat PDF

ESA-plakat-til-eco-messen.pdf

Projekter oprettes af teams, og de tager det fulde ansvar for de delte data.
← Alle projekter