Climate Detectives-projekt 2023-2024


Projektets titel: biologisk mångfald med satellitdata? En möjlig studie

Liceo Cantone   Pomigliano D'arco   Italien

Forskningsfråga

Att koppla samman jordobservation med data om biologisk mångfald med hög genomströmning - en möjlig studie?

Sammanfattning av projektet

I det här projektet analyserar studenterna multispektrala bilder för att kartlägga markytan i "Regi Lagni-området", en stor yta (motsvarande cirka 1300 km2), i synnerhet är vår studie relaterad till staden Pomigliano d'Arco som korsas av flodbädden / kanalen "Santo Spirito" som stiger till vänster om Regi Lagni-bäckenet i hjärtat av Campania-dalen. Dessa områden kännetecknas av förekomsten av mörka, djupa, väldränerade, permeabla, lättbearbetade vulkaniska jordar Figur 1
Kalkstensjordar har en medel till måttligt fin textur, med måttlig dränering, och grundvattenytan som också kan bli mycket ytlig under den fuktiga årstiden. genom sin färgförändring övervakar studenterna förändringar av den biologiska mångfalden som är förknippad med miljön och klimatet i vårt territorium. Studien utfördes genom att jämföra de observerade multispektrala bilderna med den verkliga vegetationen i ett av de viktigaste grönområdena i våra städer, "Parco delle acque". Jämförelsen visar en förändring av den biologiska mångfalden, särskilt genom en förändring av de gröna nyanserna, vilket stämmer överens med bilderna och fotografierna från de senaste åren under samma period. Studenterna anser att det är viktigt att övervaka färgerna på områden för att identifiera problem som är kopplade till klimatförändringar och för att övervaka förändringar i den biologiska mångfalden i ett specifikt område.

Huvudsakliga resultat och slutsatser

Att koppla samman jordobservation med data om biologisk mångfald med hög genomströmning - en möjlig studie?

Studenterna börjar studien med att ladda ner och analysera multispektrala bilder relaterade till en tidsperiod från december 2022 till december 2023 Analyserna utfördes genom att samla in data om trenden för vegetationens reflektanskurva som regleras vid olika våglängder av innehållet och typen av bladpigment, bladets inre struktur och vatteninnehållet. Studenterna observerade en färgförändring hos de element som bestämmer vegetationens karakteristiska beteende i de synliga banden (de absorberar i blått och rött och reflekterar i grönt) och i det nära och mellersta infraröda området. Som visas i figur 2 förändrades det normaliserade vegetationsindexet (NDVI) från 18 mars 2023 till 14 februari 2024 och det finns en variation i antalet gröna pixlar. Studenterna beräknar värdet av reflektans enligt denna formel NDVI =NIR-Red/NIR+Red Det är ett mått på vegetationens hälsotillstånd baserat på hur växter reflekterar ljus vid vissa våglängder. Värdeintervallet för NDVI är -1 till 1. Negativa värden på NDVI (värden som närmar sig -1) motsvarar vatten. Värden nära noll (-0,1 till 0,1) motsvarar i allmänhet karga områden med sten, sand eller snö. Låga, positiva värden representerar busk- och gräsmark (cirka 0,2 till 0,4), medan höga värden indikerar tempererade och tropiska regnskogar (värden som närmar sig 1). Ju högre värde, desto kraftigare är vegetationen. Figur 3. Sammanfattningsvis observerade studenterna en variation i NDVI och i de gröna nyanserna i samma studieområde, vilket visar på en förändring av växtarterna. .

Figur 2: Studenternas studie av NDVI a för samma område under olika perioder av året
Figur 3: Reflektansvariation för samma område

Vad händer nu? Åtgärder för att göra skillnad och bidra till att minska problemet

Eleverna förstår genom denna studie vikten av att övervaka biologisk mångfald i vårt territorium och de betonar rollen i att upprätthålla ekosystemtjänster, såsom att producera rent vatten och mat; reglera och anpassa sig till klimatförändringar; stödja näringscykler, upprätthålla hälsa och många andra sociala och kulturella fördelar, är välkända av eleverna. Med hjälp av experimentell aktivitet utarbetar eleverna ett specifikt projekt där satellitdata korreleras med verkliga data som erhållits i laboratoriet på vår skola. Tanken är att skapa ett laboratorieprotokoll för utvärdering av skydd och bevarande av vårt gröna stadsområde "Parco delle Acque" Det e specifika beteendet för var och en av följande faktorer: bladpigment, klorofyll, som utgör cirka 65% av pigmenten, pigmenten och epidermis som når parenkym och mesofyll kan ge direkt information om tillståndet som är mer eller mindre utvecklat beroende på växtens hälsotillstånd, den specifika sorten och arten och korrelerar med satelliten. Studien utfördes med den experimentella aktivitet som kallas kromatografi: från ett blad erhålls 10 skivor med känd diameter (motsvarande cirka 0,5 g i vikt malda) och den totala ytan och deras färskvikt beräknas. Därefter placeras skivorna i en tidigare förkyld mortel och efter tillsats av flytande kväve eller kvartskristaller reduceras materialet till ett mycket fint pulver med mortelstöten. I slutet av vår separation kommer vi att observera följande situation Identifieringen av en förening kan göras baserat på det avstånd som tillryggalagts i förhållande till fronten, dvs. genom att beräkna RF-värdet. RF = Startbandets avstånd/ Startfrontens avstånd Utvärderingen kommer att utföras med extraktion av bladpigment och klorofyll och korrelera dem med data från den multispektrala bilden. Bild 4

Annat innehåll:

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

Projekten skapas av teamen och de tar det fulla ansvaret för den delade datan.
← Alla projekt