Projectos Climate Detectives 2023-2024


Título do projeto: biodiversidade com dados de satélite? Um estudo possível

Liceu Cantone   Pomigliano D'arco   Itália

Pergunta de pesquisa

Ligar a observação da Terra a dados de biodiversidade de elevada qualidade é um estudo possível?

Resumo do projeto

Neste projeto, os alunos analisam imagens multiespectrais para cartografar a superfície terrestre da "área Regi Lagni", uma vasta superfície (equivalente a cerca de 1300 km2), em particular, o nosso estudo está relacionado com a cidade de Pomigliano d'Arco, atravessada pelo leito do rio/canal de "Santo Spirito", que nasce à esquerda da ribeira Regi Lagni, no coração do vale da Campânia. Estas zonas são caracterizadas pela presença de solos vulcânicos escuros, profundos, bem drenados, permeáveis e facilmente trabalháveis Figura 1
Os solos calcários têm uma textura média a moderadamente fina, com uma drenagem moderada, e o lençol freático que pode também tornar-se muito superficial durante a estação húmida. através da sua mudança de cor os alunos monitorizam as alterações da biodiversidade que estão associadas ao ambiente e ao clima do nosso território. O estudo foi efectuado comparando as imagens multiespectrais observadas com a vegetação real presente numa das mais importantes áreas verdes urbanas denominada "Parco delle acque". A comparação mostra uma mudança na biodiversidade, em particular através de uma mudança de tons de verde, respeitando a imagem e as fotografias dos últimos anos no mesmo período. Os alunos consideram que a monitorização das cores das áreas é essencial para identificar problemas relacionados com as alterações climáticas e para monitorizar as alterações na biodiversidade de um território específico

Principais resultados e conclusões

Ligar a observação da Terra a dados de biodiversidade de elevada qualidade é um estudo possível?

Os alunos iniciaram o estudo com o descarregamento e análise de imagens multiespectrais relativas a um período de tempo compreendido entre dezembro de 2022 e dezembro de 2023. A análise foi efectuada recolhendo dados sobre a tendência da curva de reflectância da vegetação, que é regulada em diferentes comprimentos de onda pelo conteúdo e tipo de pigmentos da folha, pela estrutura interna da folha e pelo teor de água. Os alunos observaram uma mudança de cor dos elementos que determinam o comportamento caraterístico da vegetação nas bandas do visível (absorvem em azul e vermelho e reflectem em verde) e no infravermelho próximo e médio. Como mostra a figura 2, o índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) mudou de 18 de março de 2023 para 14 de fevereiro de 2024, havendo uma variação no número de pixéis verdes. Os alunos calculam o valor da reflectância com a seguinte fórmula NDVI =NIR-Red/NIR+Red É uma medida do estado de saúde da vegetação baseada na forma como as plantas reflectem a luz em determinados comprimentos de onda. O intervalo de valores do NDVI é de -1 a 1. Os valores negativos de NDVI (valores próximos de -1) correspondem a água. Valores próximos de zero (-0,1 a 0,1) correspondem geralmente a áreas estéreis de rocha, areia ou neve. Valores baixos e positivos representam arbustos e pastagens (aproximadamente 0,2 a 0,4), enquanto valores altos indicam florestas temperadas e tropicais (valores próximos de 1). Quanto mais elevado for o valor, maior é o vigor da vegetação. Figura 3. Em conclusão, os alunos observaram uma variação no NDVI e nas tonalidades de verde na mesma área de estudo, o que demonstra uma mudança nas espécies vegetais. .

Figura 2: o estudo efectuado pelos estudantes sobre o NDVI a da mesma área em diferentes períodos do ano
Figura 3: Variação da reflectância da mesma área de interesse

O que se segue? Acções para fazer a diferença e ajudar a diminuir o problema

Os alunos compreendem, através deste estudo, a importância de monitorizar a biodiversidade no nosso território e salientam o papel na sustentação dos serviços dos ecossistemas, tais como a produção de água potável e alimentos; a regulação e adaptação às alterações climáticas; o apoio aos ciclos de nutrientes, a manutenção da saúde e muitos outros benefícios sociais e culturais, são bem conhecidos pelos alunos. Através de uma atividade experimental, os alunos elaboram um projeto específico em que os dados de satélite são correlacionados com dados reais obtidos no laboratório da nossa escola. A ideia é criar um protocolo laboratorial para a avaliação da proteção e salvaguarda da nossa área verde urbana "Parco delle Acque". O comportamento específico para cada um dos seguintes factores: pigmentos foliares, clorofila, que constitui aproximadamente 65% dos pigmentos, os pigmentos e a epiderme atingindo o parênquima e o mesofilo podem dar informações directas sobre o estado mais ou menos desenvolvido, dependendo do estado de saúde da planta, da variedade e da espécie específica e correlacionando com o satélite. O estudo foi realizado com a atividade experimental conhecida como Cromatografia: a partir de uma folha, obtêm-se 10 discos de diâmetro conhecido (correspondendo a aproximadamente 0,5 g de peso moído) e calcula-se a superfície total e o seu peso fresco. Em seguida, os discos são colocados num almofariz previamente arrefecido e, após a adição de azoto líquido ou cristais de quartzo, o material é reduzido a um pó muito fino com o pilão. No final da nossa separação, observaremos a seguinte situação A identificação de um composto pode ser feita com base na distância percorrida em relação à sua frente, ou seja, calculando o valor de RF. RF = Distância da banda inicial/distância da frente inicial A avaliação será efectuada com a extração dos pigmentos das folhas e da clorofila e correlacionada com os dados da imagem multiespectral. Figura 4

Outros conteúdos:

Climate-Detectives-Busiello-R-23-242.pdf

Os projetos são criados pelas equipes e elas assumem a responsabilidade total pelos dados compartilhados.
← Todos os projetos