Climate Detectives Projektek 2023-2024

A projekt címe: biodiverzitás a műholdas adatokkal? Egy lehetséges tanulmány

Liceo Cantone   Pomigliano D'arco   Olaszország

Kutatási kérdés

A Föld-megfigyelés összekapcsolása a biológiai sokféleségre vonatkozó nagy átmérőjű adatokkal egy lehetséges tanulmány?

A projekt összefoglalása

Ebben a projektben a hallgatók multispektrális felvételeket elemeznek, hogy feltérképezzék a "Regi Lagni terület" hatalmas (kb. 1300 km2 -nek megfelelő) területét, különösen Pomigliano d'Arco városával kapcsolatban, amelyet a "Santo Spirito" folyómeder/csatorna szeli át, a Regi Lagni patak bal oldalán, a Campania-völgy szívében. Ezeket a területeket sötét, mély, jó vízelvezetésű, vízáteresztő, könnyen megmunkálható vulkanikus talajok jellemzik 1. ábra
A mészkőtalajok közepes vagy közepesen finom szerkezetűek, mérsékelt vízelvezetéssel rendelkeznek, és a talajvízszint a nedves évszakban nagyon is felszínre kerülhet. színének változásán keresztül a diákok nyomon követik a biológiai sokféleség változásait, amelyek a területünk környezetével és éghajlatával kapcsolatosak. A tanulmányt a megfigyelt multispektrális képek összehasonlításával végezték az egyik legfontosabb városi zöldterületünkön, a "Parco delle acque" nevű területen jelenlévő valós növényzettel .Az összehasonlítás a biológiai sokféleség változását mutatja, különösen a zöld árnyalatainak változásán keresztül, tiszteletben tartva a képet és a fotókat, amelyeket az elmúlt években ugyanabban az időszakban készítettek. A tanulók szerint a területek színének megfigyelése elengedhetetlen az éghajlatváltozással kapcsolatos problémák azonosításához és az adott terület biológiai sokféleségében bekövetkező változások nyomon követéséhez.

Főbb eredmények és következtetések

A Föld-megfigyelés összekapcsolása a biológiai sokféleségre vonatkozó nagy átmérőjű adatokkal egy lehetséges tanulmány?

A hallgatók a tanulmányt a 2022 decemberétől 2023 decemberéig terjedő időszakra vonatkozó multispektrális felvételek letöltésével és elemzésével kezdik.Az elemzést a növényzet reflexiós görbéjének trendjére vonatkozó adatok gyűjtésével végezték, amelyet a különböző hullámhosszakon a levélpigmentek tartalma és típusa, a levél belső szerkezete és a víztartalom szabályoz. A hallgatók megfigyelték a növényzet jellegzetes viselkedését meghatározó elemek színének változását a látható sávokban (kékben és vörösben elnyelik, zöldben pedig visszaverik), valamint a közeli és a középső infravörös tartományban. Amint a 2. ábrán látható, a normalizált vegetációs különbségindex (NDVI) változása 2023. március 18-tól 2024. február 14-ig a zöld pixelek számának változása látható. A diákok a következő képlet szerint számítják ki a visszaverődés értékét NDVI =NIR-Red/NIR+Red Ez a növényzet egészségi állapotának mérőszáma, amely azon alapul, hogy a növények hogyan verik vissza a fényt bizonyos hullámhosszakon. Az NDVI értéktartománya -1 és 1 között van. Az NDVI negatív értékei (a -1-hez közelítő értékek) a víznek felelnek meg. A nullához közeli értékek (-0,1-0,1) általában kopár, sziklás, homokos vagy havas területeknek felelnek meg. Az alacsony, pozitív értékek bozótosokat és füves területeket (kb. 0,2-0,4), míg a magas értékek mérsékelt égövi és trópusi esőerdőket (az értékek megközelítik az 1-et) jeleznek. Minél magasabb az érték, annál erősebb a növényzet. 3. ábra. Összefoglalva, a diákok megfigyelték az NDVI és a zöld árnyalatainak változását ugyanazon a vizsgálati területen, ami a növény. faj változását mutatja. .

2. ábra: a diákok által végzett vizsgálat ugyanazon terület NDVI a-járól az év különböző időszakaiban.
ábra: A reflexiós tényező változása ugyanazon a vizsgált területen.

Mi a következő lépés? Tevékenységek a változás érdekében és a probléma enyhítésére

A diákok ezen a tanulmányon keresztül megértik a biológiai sokféleség megfigyelésének fontosságát a területünkön, és hangsúlyozzák az ökoszisztéma-szolgáltatások fenntartásában játszott szerepét, mint például a tiszta víz és élelmiszer előállítása; az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodás szabályozása és alkalmazkodás; a tápanyagkörforgások támogatása, az egészség fenntartása, valamint számos más társadalmi és kulturális haszon, a diákok jól ismerik. Kísérleti tevékenység segítségével a diákok egy konkrét projektet dolgoznak ki, amelyben a műholdas adatokat az iskolánk laboratóriumában nyert valós adatokkal vetik össze. Az ötlet az, hogy hozzanak létre egy laboratóriumi protokollt a "Parco delle Acque" zöld városi területünk védelmének és megőrzésének értékelésére A következő tényezők mindegyikének sajátos viselkedése: levél pigmentek, klorofill, amely körülbelül 65% a pigmentek, a pigmentek és a parenchimát és a mezofillt elérő epidermisz pigmentek közvetlen információt adhatnak az állapotról, amely többé vagy kevésbé fejlett a növény egészségi állapotától, az adott fajtától és fajtától függően, és korrelál a műholddal. A vizsgálatot a kromatográfiának nevezett kísérleti tevékenységgel végezték: egy levélből 10 ismert átmérőjű korongot vesznek (ami körülbelül 0,5 g őrölt tömegnek felel meg), és kiszámítják a teljes felületet és a friss tömegüket. Ezután a korongok egy előzetesen előhűtött mozsárba kerülnek, és folyékony nitrogén vagy kvarckristályok hozzáadása után az anyagot a mozsárral nagyon finom porrá aprítják. Szétválasztásunk végén a következő helyzetet fogjuk megfigyelni Egy vegyület azonosítása a front hozzá kapcsolódóan megtett távolsága alapján, azaz az RF érték kiszámításával történhet. RF = kezdő sáv távolság/ kezdő front távolság A kiértékelést a levélpigmentek és a klorofill kivonásával végezzük el, és a multispektrális képpel korreláljuk az adatokkal. 4. ábra

Egyéb tartalom:

Klíma-detektívek-Busiello-R-23-242.pdf

A projekteket a csapatok hozzák létre, és teljes felelősséget vállalnak a megosztott adatokért.
← Minden projekt