Prosjektets tittel: Bruk av satellittdata for å overvåke vegetasjonens tilstand i vårt nærområde

Team: HRSFC

Hills Road videregående skole   Cambridge   Storbritannia   3 Studentens alder: 16-17 år gammel

Hvordan kan vi bruke farger som kan observeres fra verdensrommet til å overvåke værinduserte endringer i vegetasjonen i vårt område i Cambridgeshire?

De siste årene har det vært en økning i hetebølger og uvanlig varmt vær om sommeren i vårt område, og i fjor kulminerte det med en rekordvarm juli-bølge [1]. Vi la merke til at dette resulterte i skader på det lokale plantelivet med gulnende gress og visne og døende trær [2]. Vi fryktet at det kunne føre til skader på våre lokale økosystemer hvis trenden fortsatte. Vi ønsket å finne ut mer om dette ved hjelp av satellittbilder. Vi startet dette prosjektet med mål om å undersøke mønstre og endringer i vegetasjonen som kan observeres fra verdensrommet, og om vi kunne identifisere faktorer som ligger bak.

Vi brukte data fra ESAs Sentinel-2-satellitter [3]. Dette er et par satellitter utstyrt med et multispektralt instrument (MSI) som måler stråling som reflekteres av jorden i 13 bånd. Ulike bølgelengder indikerer ulike overflater som vann, skyer, planteliv eller urbane områder. Ved hjelp av Sentinel Hub EO Browser [4] analyserte vi bilder fra 2016 til 2022, i en falsk fargekompositt og i den normaliserte vegetasjonsindeksen (NDVI).

Vi brukte den falske fargekompositten som er innebygd i EO Browser, og som bruker rød, grønn og infrarød stråling for å fremheve plantetetthet og -helse. Den viser urbane områder i grått, tett plantevekst i rødt og sparsom plantevekst i grønt [5]. Dette gjorde det mulig for oss å identifisere hvor plantene vokste sunt og hvor de slet. Vi brukte også NDVI-filteret, som skiller mellom vegetasjonstyper ved hjelp av klorofyllet i bladene. Lavere verdier representerer jord, busker og gressletter, mens høyere verdier representerer skogsområder [6]. I landbruket er avlinger med lavere NVDI generelt mindre sunne.

Vi produserte en rekke bilder ved hjelp av falske farger og NDVI for å finne ut hvilket fargeskjema som best ville vise endringene i vegetasjonen over tid i vårt lokale område. Vi sammenlignet bildesett på lignende datoer om sommeren hvert år. Datoene som ble brukt, lå så nær hverandre som mulig, med tanke på skydekket. Vi bestemte oss for å bruke de falske fargebildene, som viste en tydeligere kontrast mellom sunn og usunn vegetasjon.

Bildene har en utstrekning på ca. 20 km, noe som er bredt nok til å dekke Cambridge, omkringliggende landsbyer og jordbruksland. Bildene ble tatt mellom 17. og 24. august hvert år. Bare seks år med data var tilgjengelig, så vi kan ikke trekke noen fullstendige konklusjoner ut fra disse bildene alene. Vi var imidlertid i stand til å identifisere år der vegetasjonen var synlig mindre sunn, noe som stemmer overens med en generell trend mot varmere somre og spesielle hetebølger. For eksempel opplevde Storbritannia tre korte hetebølger i løpet av sommeren 2022, med en høyeste registrerte temperatur på 40,3 grader Celsius - Storbritannias høyeste noensinne [7]. Vegetasjonen ser synlig usunn ut på satellittbildene, noe som tyder på sparsom plantevekst. Dette er bekymringsfullt siden det er mange avlinger i området som tar skade av ekstreme værhendelser, noe som ble diskutert av regjeringen i november 2022 [8].

Vi kan konkludere med at temperaturøkningen som følge av klimaendringene har en betydelig negativ innvirkning på helsen til vegetasjonen, særlig avlingene, i vårt nærområde. Undersøkelsen vår alene inneholder ikke nok data til å konkludere med noen endelige langsiktige trender, men vi kan se sammenhenger mellom høye temperaturer og planter som sliter med å vokse. I fremtidige undersøkelser ville det være en fordel å bruke data fra flere år, og å sammenligne historisk vegetasjonshelse med værdata fra Met Office, for eksempel nedbør og gjennomsnittstemperaturer, for å undersøke ytterligere sammenhenger mellom klimaendringer og plantehelse.

Vi syntes det var viktig å dele funnene våre med jevnaldrende for å øke bevisstheten om klimaendringenes innvirkning på lokalområdet vårt. Vi laget en plakat for å informere andre om prosjektet vårt, som ble presentert på skolens miljømesse. Vi håper også å kunne presentere funnene våre for skolens avis og miljøforeningen i fremtiden.

Referanser:
[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/

Last ned prosjektplakat PDF

ESA-plakat-for-eco-messen.pdf

Prosjektene opprettes av teamene, og de tar det fulle ansvaret for de delte dataene.
← Alle prosjekter