Climate Detectives-projekter 2023-2024


Projektets titel: biodiversitet med satellitdata? En mulig undersøgelse

Liceo Cantone   Pomigliano D'arco   Italien

Forskningsspørgsmål

Er det muligt at forbinde jordobservation med biodiversitetsdata med høj gennemslagskraft?

Resumé af projektet

I dette projekt analyserer de studerende multispektrale billeder for at kortlægge landoverfladen i "Regi Lagni-området", et stort overfladeområde (svarende til ca. 1300 km2), især er vores undersøgelse relateret til Pomigliano d'Arco by, der krydses af flodlejet / kanalen "Santo Spirito", der stiger til venstre for Regi Lagni-strømmen i hjertet af Campania-dalen. Disse områder er kendetegnet ved tilstedeværelsen af mørke, dybe, veldrænede, gennemtrængelige, let bearbejdelige vulkanske jorde Figur 1
Kalkstensjord har en medium til moderat fin tekstur med moderat dræning, og grundvandsspejlet kan også blive meget overfladisk i den fugtige årstid. Gennem farveændringerne overvåger de studerende ændringer i biodiversiteten, som er forbundet med miljøet og klimaet i vores område. Undersøgelsen blev udført ved at sammenligne de observerede multispektrale billeder med den virkelige vegetation i et af de vigtigste grønne områder i vores by ved navn "Parco delle acque". Sammenligningen viser en ændring i biodiversiteten, især gennem en ændring af de grønne nuancer i forhold til billedet og billederne fra de sidste år i samme periode. De studerende mener, at overvågning af områdernes farver er afgørende for at identificere problemer i forbindelse med klimaforandringer og for at overvåge ændringer i biodiversiteten i et bestemt område.

Hovedresultater og konklusioner

Er det muligt at forbinde jordobservation med biodiversitetsdata med høj gennemslagskraft?

De studerende starter undersøgelsen med at downloade og analysere de multispektrale billeder, der er relateret til en periode fra december 2022 til december 2023. Analyserne blev udført ved at indsamle data om tendensen i vegetationens refleksionskurve, som reguleres ved forskellige bølgelængder af indholdet og typen af bladpigmenter, bladets indre struktur og vandindholdet. De studerende observerede en ændring i farven på de elementer, der bestemmer vegetationens karakteristiske opførsel i de synlige bånd (de absorberer i blåt og rødt og reflekterer i grønt) og i det nære og mellemhøje infrarøde område. Som vist i figur 2 ændrer det normaliserede vegetationsindeks (NDVI) sig fra den 18. marts 2023 til den 14. februar 2024, og der er en variation i antallet af grønne pixels. De studerende beregner værdien af refleksion som denne formel NDVI =NIR-Red/NIR+Red Det er et mål for vegetationens sundhedstilstand baseret på, hvordan planter reflekterer lys ved bestemte bølgelængder. Værdiintervallet for NDVI er -1 til 1. Negative værdier af NDVI (værdier, der nærmer sig -1) svarer til vand. Værdier tæt på nul (-0,1 til 0,1) svarer generelt til golde områder med sten, sand eller sne. Lave, positive værdier repræsenterer buske og græsarealer (ca. 0,2 til 0,4), mens høje værdier indikerer tempererede og tropiske regnskove (værdier, der nærmer sig 1). Jo højere værdien er, desto kraftigere er vegetationen. Figur 3. Afslutningsvis observerede de studerende en variation i NDVI og i de grønne nuancer i det samme undersøgelsesområde, hvilket viser en ændring i plantearterne. .

Figur 2: Undersøgelsen udført af studerende på NDVI a i det samme område i forskellige perioder af året.
Figur 3: Reflektansvariation af det samme interesseområde

Hvad er det næste? Handlinger, der kan gøre en forskel og hjælpe med at mindske problemet

Eleverne forstår gennem denne undersøgelse vigtigheden af at overvåge biodiversiteten i vores område, og de understreger rollen i at opretholde økosystemtjenester, såsom at producere rent vand og mad, regulere og tilpasse sig klimaforandringer, støtte næringsstofcyklusser, opretholde sundhed og mange andre sociale og kulturelle fordele, som er velkendte for eleverne. Ved hjælp af eksperimentel aktivitet udarbejder eleverne et specifikt projekt, hvor satellitdata korreleres med reelle data, der er indsamlet i skolens laboratorium. Ideen er at skabe en laboratorieprotokol til evaluering af beskyttelsen og sikringen af vores grønne byområde "Parco delle Acque" Den specifikke adfærd for hver af de følgende faktorer: bladpigmenter, klorofyl, som udgør ca. 65% af pigmenterne, pigmenterne og epidermis, der når parenkym og mesofyl, kan give direkte information om tilstanden, som er mere eller mindre udviklet afhængigt af plantens sundhedstilstand, den specifikke sort og art og korrelerer med satellitten. Undersøgelsen blev udført med den eksperimentelle aktivitet, der kaldes kromatografi: Fra et blad udvindes 10 skiver med kendt diameter (svarende til ca. 0,5 g i vægt), og det samlede overfladeareal og deres friske vægt beregnes. Derefter placeres skiverne i en forkølet morter, og efter tilsætning af flydende kvælstof eller kvartskrystaller reduceres materialet til et meget fint pulver med støderen. Ved afslutningen af vores adskillelse vil vi se følgende situation Identifikationen af en forbindelse kan foretages ud fra den tilbagelagte afstand i forhold til fronten, dvs. beregning af RF-værdien. RF = Start-bånd afstand/ Start-front afstand Evalueringen udføres med ekstraktion af bladpigmenter og klorofyl og korrelerer dem med dataene fra det multispektrale billede. Figur 4

Andet indhold:

Klima-Detektiver-Busiello-R-23-242.pdf

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