随着加利福尼亚州再次遭遇干旱,能够帮助农民和牧场主最大限度地利用水资源的工具正在得到磨砺。
上周,一个由三个联邦机构组成的公私联盟发起了衡量用水量的最新举措:国家航空航天局、美国农业部;和美国地质调查局 - 以及一些大学和私人实体。 OpenET 旨在跟踪 17 个西部州的用水情况,于 21 月 XNUMX 日上线,可在 www.openetdata.org
ET 指的是蒸散作用,即水从地表蒸发并从植物蒸腾的过程。
环境保护基金会气候适应水系统主任罗宾·格里姆(Robyn Grimm)将没有蒸散数据的水管理比作在不知道花了多少钱的情况下管理家庭预算。
“它是水循环的第二大组成部分,可以被认为是降水的对立面,”格里姆在上周宣布推出该项目的虚拟新闻发布会上表示。 “它是离开地表并返回到大气中的水,因此,一旦将其应用于景观,它就无法再在当地系统中使用。”
该计划从陆地卫星的卫星观测开始,这是美国宇航局和地质调查局的联合任务。该计划有三颗卫星在轨运行,其中最新一颗于九月初发射。还使用来自其他美国宇航局和欧洲航天局卫星的数据。
美国宇航局西部水应用办公室的研究科学家福雷斯特·梅尔顿在新闻发布会上表示,蒸散会消耗能量并冷却水蒸发的表面。
梅尔顿说:“陆地卫星的热红外传感器可以看到这种冷却效应,当地表温度较低时,该传感器会检测到较高的ET率。” “反过来,较低的温度意味着植物使用或蒸腾更多的水,并且从地表蒸发更多的水。”
梅尔顿指出,根据植被的健康状况,植物会反射不同数量的红外和近红外光。
梅尔顿说:“这使我们能够计算西方几乎所有农田的蒸散量,并通过大量细节来测量干旱(和)野火对整个地区的影响。”
梅尔顿说,将卫星数据与气象数据相结合,科学家可以计算卫星图像每个像素的蒸散率,并补充说每个像素的尺寸为 30 x 30 米,即约四分之一英亩。
私营部门也在这一领域做出努力。 Joel Kimmelshue 于 2007 年代表其客户使用一些相同的基础技术推出了 LandIQ。
“我们非常希望能够与种植者直接沟通并了解种植者的想法,因为我来自那个环境,”来自巴特县农业家庭的 Kimmelshue 说。他的技术可向下钻取到比 OpenET 10 米 x 10 米(即 0.02 英亩)更小的分辨率,并且数据仅供客户使用。相比之下,OpenET 数据将以有限的方式向公众开放。
除了为州水资源部进行农作物测绘工作外,LandIQ 还为圣华金河谷最南端的一些灌溉区和地下水可持续机构收集蒸散数据。
“他们现在使用这些数据来实际向种植者收取他们消耗的水的费用——农作物蒸腾了多少水,而更传统的计费结构是施用了多少水?你抽了多少水?”金梅尔舒说道。
“并不是施加到土壤表面的每一滴水都被作物利用,”他补充道。 “如果可以的话,你希望效率达到 90% 左右,但其余的水又会回到地下水。”
Kimmelshue 解释说,90% 的效率意味着植物或树木吸收了一定比例的水。
“效率可能低至 50%,具体取决于你如何管理水,”他说。 “如果你只是打开水泵并连续浇水三天,你所用的水量将远远超过作物所能使用的水量。如果您打开水泵并根据作物的需求(这是我们的数据提供的)来浇水,那么您就可以以更有效的方式管理抽水。”
Kimmelshue 并不只相信卫星的说法,他和他的员工在路上花费了大量时间。
“我们的小型业务以大量的地面实况为中心,”金梅尔舒说。 “我们有一个由大约 80 个地面气候环境站组成的网络,目前已接近 90 个,测量风速、温度、湿度和净辐射等数据,以计算实际的蒸散量。我们用它作为校准数据堆栈来训练模型。”
他指出,他的农作物测绘工作也派上了用场。
“我们将作物绘图整合到我们的分析中,”Kimmelshue 说。 “我们能够查看杏仁的 ET、核桃的 ET、苜蓿的 ET。”
他说,这些数据应该可以帮助农民和牧场主应对显微镜下的考验。
“现在对种植者进行了如此多的审查,要求提高效率、提高效率、提高效率——少抽水,少抽水,少抽水,”Kimmelshue 说。 “由于(可持续地下水管理法案),南部(圣华金)山谷以及该州的其他地区可能会有大量土地休耕。种植者将尽可能地延长供水。他们现在绝对不会过度申请。”
– Kevin Hecteman,加州农场局联合会