Climate Detectives-prosjekter 2023-2024


Prosjektets tittel: biologisk mangfold med satellittdata? En mulig studie

Liceo Cantone   Pomigliano D'arco   Italia

Forskningsspørsmål

Er det mulig å koble jordobservasjon til data om biologisk mangfold med høy gjennomstrømning?

Sammendrag av prosjektet

I dette prosjektet analyserer studentene multispektrale bilder for å kartlegge landoverflaten i "Regi Lagni-området", et stort område (ca. 1300 km2), spesielt knyttet til byen Pomigliano d'Arco, som krysses av elveleiet/kanalen "Santo Spirito", som ligger til venstre for Regi Lagni-bekken i hjertet av Campania-dalen. Disse områdene er preget av mørke, dype, veldrenerte, gjennomtrengelige og lett bearbeidbare vulkanske jordarter Figur 1
Kalksteinsjord har en middels til moderat fin tekstur, med moderat drenering, og grunnvannsspeilet som også kan bli veldig overfladisk i den fuktige årstiden. gjennom sin fargeendring overvåker studentene endringer i det biologiske mangfoldet som er knyttet til miljøet og klimaet i vårt territorium. Studien ble utført ved å sammenligne de observerte multispektrale bildene med den virkelige vegetasjonen som finnes i et av de viktigste urbane grøntområdene våre, "Parco delle acque". Sammenligningen viser en endring i biologisk mangfold, spesielt gjennom en endring av nyanser av grønt som respekterer bildet og bildene som er tatt de siste årene i samme periode. Studentene engasjerer seg i at overvåking av fargene på områder er viktig for å identifisere problemer knyttet til klimaendringer og for å overvåke endringer i biologisk mangfold i et bestemt territorium.

Hovedresultater og konklusjoner

Er det mulig å koble jordobservasjon til data om biologisk mangfold med høy gjennomstrømning?

Studentene startet studien med å laste ned og analysere multispektrale bilder fra en tidsperiode fra desember 2022 til desember 2023. Analysene ble utført ved å samle inn data om trenden i vegetasjonens refleksjonskurve, som reguleres ved ulike bølgelengder av innholdet og typen av bladpigmenter, bladets indre struktur og vanninnholdet. Studentene observerte en endring i fargen på elementer som bestemmer vegetasjonens karakteristiske oppførsel i de synlige båndene (de absorberer i blått og rødt og reflekterer i grønt) og i det nære og middels infrarøde området. Som vist i figur 2, endret den normaliserte vegetasjonsindeksen (NDVI) seg fra 18. mars 2023 til 14. februar 2024, og det er en variasjon i antall grønne piksler. Studentene beregner verdien av reflektans som denne formelen NDVI =NIR-Rød/NIR+Rød Det er et mål på vegetasjonens helsetilstand basert på hvordan planter reflekterer lys ved bestemte bølgelengder. Verdien av NDVI varierer fra -1 til 1. Negative NDVI-verdier (verdier som nærmer seg -1) tilsvarer vann. Verdier nær null (-0,1 til 0,1) tilsvarer vanligvis karrige områder med stein, sand eller snø. Lave, positive verdier representerer busk- og gressletter (ca. 0,2 til 0,4), mens høye verdier indikerer temperert og tropisk regnskog (verdier som nærmer seg 1). Jo høyere verdi, desto kraftigere er vegetasjonen. Figur 3. Konklusjonen er at studentene observerte en variasjon i NDVI og i de grønne nyansene i det samme studieområdet, noe som viser en endring i planteartene. .

Figur 2: Studien utført av studenter på NDVI a i det samme området i ulike perioder av året
Figur 3: Reflektansvariasjon i det samme interesseområdet

Hva er neste skritt? Tiltak for å gjøre en forskjell og bidra til å redusere problemet

Elevene forstår gjennom denne studien hvor viktig det er å overvåke det biologiske mangfoldet i vårt område, og de legger vekt på økosystemenes rolle i å opprettholde økosystemtjenester, som å produsere rent vann og mat, regulere og tilpasse seg klimaendringer, støtte næringssykluser, opprettholde helse og mange andre sosiale og kulturelle fordeler, noe elevene er godt kjent med. Ved hjelp av eksperimentell aktivitet utarbeider elevene et spesifikt prosjekt der satellittdata korreleres med reelle data innhentet i laboratoriet på skolen vår. Ideen er å lage en laboratorieprotokoll for evaluering av beskyttelse og sikring av vårt grønne byområde "Parco delle Acque" Den e spesifikke oppførselen for hver av følgende faktorer: bladpigmenter, klorofyll, som utgjør omtrent 65% av pigmentene, pigmentene og epidermis som når parenkym og mesofyll, kan gi direkte informasjon om tilstanden som er mer eller mindre utviklet avhengig av plantens helsetilstand, den spesifikke sorten og arten og korrelerer med satellitten. Studien ble utført med den eksperimentelle aktiviteten kjent som kromatografi: fra et blad oppnås 10 skiver med kjent diameter (tilsvarer omtrent 0,5 g i vekt malt), og det totale overflatearealet og deres friske vekt beregnes. Deretter plasseres skivene i en tidligere nedkjølt morter, og etter å ha tilsatt flytende nitrogen eller kvartskrystaller, reduseres materialet til et veldig fint pulver med støteren. Ved slutten av separasjonen vil vi observere følgende situasjon Identifikasjonen av en forbindelse kan gjøres basert på avstanden som er tilbakelagt i forhold til fronten, dvs. ved å beregne RF-verdien. RF = Start-båndavstand/ Start-frontavstand Evalueringen vil bli utført med ekstraksjon av bladpigmenter og klorofyll og korrelert dem med dataene fra det multispektrale bildet. Figur 4

Annet innhold:

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

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