1 просмотров

Пространство для сельского хозяйства: НАСА работает над обеспечением продовольственной безопасности

Вид на Землю с поверхности Луны.

Когда вы думаете о НАСА, первое, что приходит на ум, это марсоходы или недавно запущенный космический телескоп Джеймса Уэбба. Однако больше всего НАСА изучает нашу собственную планету: Землю.

Наша планета была в центре внимания фотографии восхода Земли с Луны, сделанной астронавтом Аполлона-8 Уильямом Андерсом в 1968 году. «Это был первый раз, когда люди поняли: «О, мы можем видеть — и изучать — нашу родную планету из космоса». — говорит Карен Сен-Жермен, директор отдела наук о Земле НАСА. «Эта уникальная точка зрения в космосе дает нам глобальное понимание.

«Это очевидно, если подумать, потому что миссия НАСА заключается в улучшении человечества, и все, кого мы знаем, и все, кого мы любим, находятся прямо здесь, на этой планете», — говорит Сен-Жермен. «Понимание того, как устроена эта планета, и помощь людям в принятии более взвешенных и обоснованных решений — это то, чем мы занимаемся в науках о Земле».

Это включает в себя сельское хозяйство.

Миссии НАСА охватывают все аспекты планеты: океаны, сушу, лед и атмосферу. Благодаря этим наблюдениям НАСА отметило изменения в водном цикле, которые привели к изменениям в углеродном цикле и, в свою очередь, к сельскому хозяйству.

Ученые измерили энергию, входящую и выходящую из земной системы, и отметили дисбаланс: сейчас выходит значительно меньше энергии, чем поступает. По словам Сен-Жермена, более 90% этой энергии поглощается океанами и разносится по всему миру. Эти изменения энергии затем проявляются в более сильной засухе, наводнении или других суровых погодных явлениях.

Статья в тему:  Насколько автомобили ответственны за глобальное потепление

Фермерство из космоса

Пример карты монитора засухи Среднего Запада с данными от 18 октября.

Фермеры могут быть лучше всего знакомы с вкладом НАСА в сельское хозяйство через Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA), которое сотрудничает с Национальным центром по смягчению последствий засухи (NDMC) в Университете Небраски-Линкольн (UNL) и Министерством сельского хозяйства США для производства Монитор засухи в США.

Многие данные, поступающие в «Монитор засухи», поступают со спутников.Две активные спутниковые миссии измеряют мельчайшие изменения гравитационного притяжения Земли прямо под спутником. Притяжение зависит от того, сколько массы находится прямо под спутником, которое меняется в зависимости от того, сколько воды находится в почве — на поверхности, в корневой зоне или в водоносных горизонтах. Там, где меньше воды, меньше масса, а значит меньше гравитационное притяжение.

В дополнение к монитору засухи НАСА участвует в других приложениях для производителей.

  • Программа NASA Harvest предлагает инструменты для точного управления питательными веществами в рамках своей миссии по «обеспечению продовольственной безопасности, сельского хозяйства, а также устойчивости человека и окружающей среды в США и во всем мире».
  • OpenET использует спутниковые данные для оценки эвапотранспирации (ET) для управления водными ресурсами в Соединенных Штатах. OpenET генерирует ежедневные, ежемесячные и годовые оценки в масштабе поля и предоставляет доступ к погодным условиям и условиям растительности. Фермеры могут использовать эти данные во время орошения, чтобы снизить затраты на удобрения и воду, а также для поддержки программ управления подземными водами, требующих согласованных и точных данных об ET.
  • Инструмент анализа состояния посевов и влажности почвы (Crop-CASMA) представляет собой веб-приложение, разработанное в сотрудничестве с Министерством сельского хозяйства США для картографирования влажности почвы и состояния растительности сельскохозяйственных культур по всей стране. Инструмент разработан, чтобы помочь фермерам во время весенней посадки, отслеживать ущерб после стихийных бедствий и следить за здоровьем урожая. Пользователи Crop-CASMA могут выбрать область и создать карту в формате PDF, а также загрузить данные для ввода в свои собственные модели.
Статья в тему:  Когда исправят глобальное потепление

Прогнозируемая потеря урожая

Карта НАСА, показывающая, что к 2099 году урожай кукурузы (кукурузы) упадет на 40% по всему миру.

Подразделение наук о Земле НАСА также сделало долгосрочные прогнозы урожая на основе собранных данных. Если нынешние тенденции изменения климата сохранятся, глобальные урожаи кукурузы или кукурузы могут снизиться на 24% к концу века.Этот прогноз основан на прогнозируемом повышении температуры, изменениях в характере осадков и повышенных концентрациях двуокиси углерода на поверхности из-за антропогенных выбросов парниковых газов.

Этот прогноз был составлен исходя из предположения, что нынешние генотипы кукурузы и методы управления останутся неизменными до конца века.

«Производители уже вносят коррективы, и это, конечно, будет продолжаться», — говорит Сен-Жермен. «Одна из вещей, которую позволяет нам сделать этот инструмент, — это показать, какие культуры — и при каких условиях — скорее всего, скорее всего столкнутся со стрессом, учитывая то, что происходит во всем мире».

Все собранные НАСА данные открыты для общественности и находятся в свободном доступе.

Вернуться на Землю

Брэндон Ханникатт занимается фермерством вместе со своим отцом Дэрилом и братом Заком недалеко от Гилтнера, штат Небраска, и является членом Совета по кукурузе Национальной ассоциации производителей кукурузы. Они начали работать с UNL на самых ранних стадиях систем мониторинга влажности почвы со стационарными зондами. Они сочли этот метод сложным, поскольку типы почвы на их полях различаются, и даже когда они добавили больше точек данных, датчики не могли точно наблюдать за всем полем.

Статья в тему:  Почему глобальное потепление опасно для Флориды

«Итак, мы начали думать, какой следующий шаг нам нужно сделать?» говорит Ханникатт. «Это возможность более точного мониторинга — может быть, с помощью этих спутниковых данных — чтобы мы могли сказать:« Эта ферма в целом в порядке »».

  • ЧИТАЙТЕ БОЛЬШЕ: Производители оборудования работают над сокращением выбросов

Ханникатт говорит, что спутниковые данные таких программ, как НАСА, могут помочь принять решение о том, сколько воды, удобрений или фунгицидов использовать.

«Мы всегда пытаемся выяснить, что станет следующим важным шагом в повышении урожайности», — говорит Ханникатт. «Что будет следующим важным шагом, который принесет больше пользы ферме? Все это увлекательно, потому что это следующий этап».

Один маленький шаг для ag

Хронология, показывающая использование спутников в миссиях Landsat с момента его запуска 50 лет назад.

За последние 25 лет подразделение наук о Земле НАСА запустило множество миссий.Около 25 спутников или космических миссий в настоящее время наблюдают за Землей, и еще 10 миссий находятся в разработке, и в планах еще больше.

Примерно в то же время, что и фото восхода Земли и миссии Аполлона-8, миссия Landsat была разработана в сотрудничестве с Геологической службой США (USGS). Спутник Landsat 1 был запущен в июле 1972 года. Этот спутник вращался вокруг Земли несколько раз в день и, по данным Геологической службы США, сделал полный снимок планеты после 251 оборота — около 16 дней.

Различные миссии Landsat обеспечили непрерывное покрытие Земли в течение 50 лет.

Статья в тему:  Насколько самолеты способствуют глобальному потеплению

3D-рендеринг миссии NASA Landsat 9 на орбите Земли.

Landsat 9 был запущен в конце сентября 2021 года в качестве непрерывной миссии для обеспечения более широкого охвата программы. В любом конкретном месте многое может измениться за 16 дней между проходами спутников. Добавление еще одного спутника сокращает период между проходами до восьми дней. Landsat 9 в настоящее время вращается вокруг Земли в тандеме с Landsat 8, который был запущен в 2013 году. Landsat 7, запущенный в 1999 году, завершил свою миссию, когда операции закончились в сентябре этого года.

Landsat Next

График, показывающий, что новая миссия Landsat Next сможет наблюдать в два раза больше спектральных диапазонов, чем предыдущие миссии.

В то время как Landsat 9 был миссией непрерывности, Landsat Next представляет собой обновление программы, предназначенное для лучшего мониторинга, понимания и прогнозирования изменений поверхности земли в мире, включая сельскохозяйственные угодья. Landsat Next будет иметь более высокое пространственное разрешение и более широкий диапазон спектральных изображений.

В то время как Landsat 8 и 9 способны наблюдать 11 спектральных диапазонов — длин волн света — Next может наблюдать 25. Это поможет ему лучше определять температуру поверхности, качество воды, качество почвы и многое другое.

Landsat Next планируется запустить в 2029 или 2030 году.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x