Título del proyecto: Utilización de datos por satélite para vigilar la salud de la vegetación de nuestra zona

Equipo: HRSFC

Centro de Enseñanza Secundaria Hills Road   Cambridge   Reino Unido   3 Edad del alumno: 16-17 años

¿Cómo podemos utilizar el color observable desde el espacio para controlar los cambios en la vegetación inducidos por el clima en nuestra zona de Cambridgeshire?

En los últimos años han aumentado las olas de calor y el calor inusual en verano en nuestra zona, culminando en la ola de calor de julio del año pasado, que batió récords [1]. Nos dimos cuenta de que esto perjudicaba a la flora local, ya que la hierba amarilleaba y los árboles se marchitaban y morían [2]. Temíamos que, de continuar esta tendencia, los ecosistemas locales sufrieran daños. Queríamos saber qué se podía entender mejor utilizando imágenes por satélite. Iniciamos este proyecto con el objetivo de investigar patrones y cambios en la vegetación observables desde el espacio, y si podíamos identificar algún factor detrás de ellos.

Utilizamos datos de los satélites Sentinel-2 de la ESA [3]. Se trata de un par de satélites equipados con un Instrumento Multiespectral (MSI), que mide la radiación reflejada por la Tierra en 13 bandas. Las distintas longitudes de onda indican diferentes superficies, como agua, nubes, vegetación o zonas urbanas. Utilizando el Sentinel Hub EO Browser [4], analizamos imágenes de 2016 a 2022, en un falso color compuesto, y en el Índice de Vegetación de Diferencia Normalizada (NDVI).

Utilizamos el falso color compuesto integrado en el EO Browser, que utiliza la radiación roja, verde e infrarroja para resaltar la densidad y la salud de las plantas. Muestra las zonas urbanas en gris, la vegetación densa en rojo y la escasa en verde [5]. Esto nos permitió identificar dónde las plantas crecían sanas y dónde tenían problemas. También utilizamos el filtro NDVI, que distingue entre tipos de vegetación utilizando la clorofila de sus hojas. Los valores más bajos representan tierra, arbustos y praderas, mientras que los más altos representan zonas boscosas [6]. En agricultura, los cultivos con un NVDI más bajo suelen estar menos sanos.

Produjimos una serie de imágenes utilizando el falso color y el NDVI para determinar qué combinación de colores mostraría mejor los cambios de la vegetación a lo largo del tiempo en nuestra zona. Comparamos conjuntos de imágenes en fechas similares del verano de cada año. Las fechas utilizadas fueron lo más próximas posible, teniendo en cuenta la nubosidad. Decidimos utilizar las imágenes en falso color, que mostraban un contraste más claro entre la vegetación sana y la que no lo era.

Las imágenes abarcan unos 20 km de ancho, lo suficiente para cubrir Cambridge, los pueblos de los alrededores y las tierras de cultivo. Las imágenes se tomaron entre el 17 y el 24 de agosto de cada año. Sólo se dispone de datos de seis años, por lo que no podemos extraer conclusiones completas de estas imágenes por sí solas. Sin embargo, pudimos identificar años en los que la vegetación estaba visiblemente menos sana, lo que coincidía con una tendencia general hacia veranos más calurosos y olas de calor particulares. Por ejemplo, el Reino Unido experimentó 3 olas de calor breves durante el verano de 2022, con una temperatura máxima registrada de 40,3 grados centígrados, la más alta jamás registrada en el Reino Unido [7]. La vegetación parece visiblemente poco saludable en las imágenes de satélite, lo que indica un escaso crecimiento de las plantas. Esto es preocupante, ya que hay muchos cultivos en la zona que se ven perjudicados por los fenómenos meteorológicos extremos, tal y como comentó el Gobierno en noviembre de 2022 [8].

Podemos deducir que los aumentos de temperatura causados por el cambio climático tienen un impacto negativo significativo en la salud de la vegetación, en particular de los cultivos, en nuestra área local. Nuestra investigación por sí sola no incluye datos suficientes para concluir ninguna tendencia definitiva a largo plazo, sin embargo podemos ver conexiones entre las altas temperaturas y las plantas que luchan por crecer. En futuras investigaciones, sería bueno utilizar datos de más años y comparar la salud histórica de la vegetación con datos meteorológicos de la Oficina Meteorológica, como las precipitaciones y las temperaturas medias, para investigar más correlaciones entre el cambio climático y la salud de las plantas.

Pensamos que era importante compartir nuestros hallazgos con nuestros compañeros para concienciarlos sobre el impacto del cambio climático en nuestra zona. Creamos un póster para informar a los demás de nuestro proyecto, que se presentó en la Feria Ecológica de nuestro colegio. También esperamos presentar nuestros resultados al periódico del colegio y a la Sociedad de Medio Ambiente en el futuro.

Referencias:
[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/

Descargar el cartel del proyecto en PDF

ESA-poster-for-eco-fair.pdf

Los equipos crean los proyectos y asumen toda la responsabilidad de los datos compartidos.
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