Projekta nosaukums: Satelītu datu izmantošana, lai uzraudzītu veģetācijas stāvokli mūsu vietējā teritorijā.

Komanda: HRSFC

Hills Road Sixth Form College   Cambridge   Apvienotā Karaliste   3 Skolēna vecums: 16-17 gadi

Kā mēs varam izmantot no kosmosa novērojamās krāsas, lai novērotu laikapstākļu izraisītās izmaiņas veģetācijā mūsu Kembridžšīras apgabalā?

Pēdējos gados mūsu reģionā ir palielinājies karstuma viļņu un neparasti karstu laikapstākļu skaits vasarā, kas kulmināciju sasniedza pagājušā gada jūlija karstuma vilnī [1]. Mēs pamanījām, ka tas nodarīja kaitējumu vietējiem augiem - zāle dzeltēja, koki nokalta un nokalta [2]. Mēs baidījāmies, ka, turpinoties šādai tendencei, tas varētu kaitēt mūsu vietējām ekosistēmām. Mēs vēlējāmies noskaidrot, ko varētu sīkāk izprast, izmantojot satelītattēlus. Mēs sākām šo projektu ar mērķi izpētīt no kosmosa novērojamos veģetācijas modeļus un izmaiņas, kā arī noskaidrot, vai mēs varētu noteikt kādus faktorus, kas ir to pamatā.

Mēs izmantojām ESA satelīta Sentinel-2 datus [3]. Tie ir divi satelīti, kas aprīkoti ar multispektrālo instrumentu (MSI), kas mēra Zemes atstaroto starojumu 13 joslās. Dažādi viļņu garumi norāda uz dažādām virsmām, piemēram, ūdeni, mākoņiem, augiem vai pilsētu teritorijām. Izmantojot Sentinel Hub EO Browser [4], mēs analizējām attēlus no 2016. līdz 2022. gadam, izmantojot viltus krāsu kompozītu un normalizēto atšķirības veģetācijas indeksu (NDVI).

Mēs izmantojām EO Browser iebūvēto viltus krāsu kompozīciju, kas izmanto sarkano, zaļo un infrasarkano starojumu, lai izceltu augu blīvumu un veselību. Tas parāda pilsētas teritorijas pelēkā krāsā, blīvu augu augāju sarkanā krāsā un reti augošu augu augāju zaļā krāsā [5]. Tas ļāva mums noteikt, kur augi aug veselīgi un kur tiem ir problēmas. Mēs izmantojām arī NDVI filtru, kas, izmantojot hlorofilu to lapās, ļauj atšķirt veģetācijas veidus. Zemākas vērtības apzīmē zemi, krūmus un pļavas, savukārt augstākas vērtības apzīmē meža platības [6]. Lauksaimniecībā kultūras ar zemāku NVDI parasti ir mazāk veselīgas.

Mēs izveidojām vairākus attēlus, izmantojot viltus krāsas un NDVI, lai noteiktu, kura krāsu shēma vislabāk parādītu veģetācijas izmaiņas laika gaitā mūsu vietējā teritorijā. Mēs salīdzinājām attēlu kopas līdzīgos datumos katra gada vasarā. Izmantotie datumi bija pēc iespējas tuvāk viens otram, ņemot vērā mākoņu segumu. Mēs nolēmām izmantot viltus krāsu attēlus, kuros bija redzams skaidrāks kontrasts starp veselīgu un neveselīgu veģetāciju.

Attēlu platums ir ~ 20 km, kas ir pietiekami plašs, lai aptvertu Kembridžu, apkārtējos ciemus un lauksaimniecības zemes. Katra gada attēli tika uzņemti no 17. līdz 24. augustam. Bija pieejami tikai sešu gadu dati, tāpēc mēs nevaram izdarīt pilnīgus secinājumus, pamatojoties tikai uz šiem attēliem. Tomēr mēs varējām noteikt gadus, kuros veģetācija bija acīmredzami mazāk veselīga, kas saskanēja ar vispārēju tendenci, ka vasaras kļūst karstākas un karstuma viļņi ir īpaši karsti. Piemēram, 2022. gada vasarā Apvienotajā Karalistē bija trīs īsi karstuma viļņi, un maksimālā reģistrētā temperatūra sasniedza 40,3 grādus pēc Celsija, kas ir augstākais jebkad Apvienotajā Karalistē reģistrētais karstuma vilnis [7]. Veģetācija no satelītattēliem redzami izskatās neveselīga, norādot uz reti augošu augu augšanu. Tas ir satraucoši, jo šajā apgabalā ir daudz kultūraugu, kuriem kaitē ekstrēmi laikapstākļi, par ko valdība runāja 2022. gada novembrī [8].

Var secināt, ka klimata pārmaiņu izraisītā temperatūras paaugstināšanās būtiski negatīvi ietekmē veģetācijas, īpaši kultūraugu, veselību mūsu reģionā. Mūsu pētījumā vien nav pietiekami daudz datu, lai secinātu kādas noteiktas ilgtermiņa tendences, tomēr mēs varam saskatīt sakarības starp augsto temperatūru un augiem, kas cīnās ar augšanu. Turpmākajos pētījumos būtu lietderīgi izmantot datus par vairāk gadiem un salīdzināt vēsturiskos datus par veģetācijas veselību ar meteoroloģiskā dienesta datiem par laika apstākļiem, piemēram, nokrišņu daudzumu un vidējo temperatūru, lai izpētītu turpmākas sakarības starp klimata pārmaiņām un augu veselību.

Mēs uzskatījām, ka ir svarīgi dalīties savos secinājumos ar saviem vienaudžiem, lai palielinātu informētību par klimata pārmaiņu ietekmi uz mūsu vietējo teritoriju. Mēs izveidojām plakātu, lai informētu citus par mūsu projektu, un tas tika prezentēts mūsu koledžas Eko gadatirgū. Mēs arī ceram, ka nākotnē ar saviem atklājumiem iepazīstināsim koledžas laikrakstu un Vides biedrību.

Atsauces:
[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/

Lejupielādēt projekta plakātu PDF

ESA-poster-for-eco-fair.pdf

Projektus veido komandas, un tās uzņemas pilnu atbildību par koplietojamajiem datiem.
← Visi projekti