Martha Anderson sobre el uso de Landsat para controlar nuestro uso del agua desde el espacio

Martha Anderson, científica investigadora del Departamento de Agricultura de los EE. UU., Utiliza imágenes del programa satelital Landsat para monitorear el uso del agua y la sequía en las granjas de los EE. UU. Con precisión, incluso a escala de campos individuales. A medida que la disponibilidad de agua se convierte en un problema cada vez más crítico en todo el mundo, dijo, es importante poder monitorear cuánta agua se evapora, cuánto se usa y dónde se usa. Ella habló sobre monitorear nuestro uso del agua desde el espacio con Jorge Salazar de EarthSky.

Mides lo que se llama evapotranspiración. ¿Qué es la evapotranspiración y por qué es importante medir las tasas de evapotranspiración desde el espacio?

En paisajes agrícolas, la evapotranspiración, o ET, como lo llamamos para abreviar, representa la cantidad total de agua que se utiliza en el proceso de cultivo.

La evapotranspiración describe el intercambio de vapor de agua entre la superficie terrestre y la atmósfera. Está compuesto por toda el agua que se evapora de las superficies y toda el agua que usan las plantas en el proceso de fotosíntesis. Ese es el componente de transpiración. Entonces, es evaporación más transpiración.

Necesitamos poder monitorear ET porque es una parte realmente crucial del ciclo global del agua. Es la diferencia entre la lluvia, que es el agua que se introduce en el sistema de superficie terrestre, y la pérdida por evaporación de la superficie terrestre. El proceso de ET nos permite saber cuánta agua queda para hacer cosas como cultivar o proporcionar agua potable o alimentar las corrientes regionales y los sistemas fluviales.

Crédito de imagen: Tomás Castelazo

Entonces, si podemos mapear ET con precisión en grandes regiones, podemos estimar la disponibilidad de humedad del suelo y la cantidad de agua que se utiliza para diferentes propósitos, por ejemplo, la agricultura y los usos urbanos. Sabemos que el agua dulce es cada vez más escasa en todo el mundo. Será cada vez más importante que podamos monitorear este componente del presupuesto de agua con mucha precisión.

¿Cómo ve Landsat en el espacio cómo se usa el agua en un campo agrícola?

Landsat tiene varios sistemas de imágenes, y uno de ellos recoge la radiación que se encuentra en la banda de ondas térmicas. Esas son longitudes de onda que son más largas de lo que nuestros ojos pueden ver. Todos los objetos emiten este tipo de radiación térmica: cuanto más caliente es el objeto, más fuerte es la emisión térmica. Usando estos sistemas de banda de ondas térmicas podemos mapear la temperatura de la superficie de la tierra de forma remota. Con Landsat podemos hacer este mapeo con una resolución espacial lo suficientemente fina como para detectar diferencias de temperatura entre diferentes campos agrícolas, y esto es muy útil.

Los cultivos que están evaporando agua con una tasa muy alta de ET tienden a enfriarse porque la evaporación se está enfriando en la superficie. Pero a medida que los cultivos se estresan, la transpiración se apaga, el dosel comienza a calentarse y podemos detectar esas elevadas temperaturas de las hojas desde el espacio. Entonces, con Landsat podemos detectar que un campo dado quizás no sea tan saludable como debería ser.

Misión de continuidad de datos de Landsat

¿Cómo se usa la información de uso del agua que Landsat recolecta?

Landsat ET se está utilizando ahora de manera operativa, particularmente en los estados del oeste, donde los recursos hídricos se están volviendo cada vez más escasos y se están agotando a menudo a un ritmo insostenible.

En Idaho, por ejemplo, los administradores de recursos hídricos y los distritos de gestión del agua están usando Landsat ET para ver si los regantes individuales dentro de los distritos de riego están cumpliendo con sus derechos de agua asignados o si están usando más agua de la que deberían. Pueden determinar esto mirando secuencias de tiempo de los datos de Landsat ET.

Debido a que tenemos un archivo de imágenes Landsat que se remonta a principios de la década de 1980, podemos hacer una secuencia temporal de mapas que muestren cómo se ha usado el agua históricamente sobre un paisaje. Esa es información realmente crítica para negociar los intercambios de derechos de agua y los pactos de agua interestatales, por ejemplo.

Los agricultores pueden usar esta información para determinar qué campos necesitan ser regados y cuánto necesitan ser regados.

También podemos estudiar las compensaciones en el uso del agua entre diferentes usuarios. Por ejemplo, en algunas partes del oeste hay riego cerca de un arroyo que soporta hábitats importantes, por ejemplo, zonas de desove de salmón. Podemos usar el Landsat ET para ver cuánto puede influir la agricultura de regadío en el flujo de la corriente en estos ecosistemas críticos.

Mapa de sequía para 2007: el verde muestra áreas donde la evapotranspiración es más alta que el promedio, y el rojo muestra áreas con evapotranspiración más baja que el promedio

Recientemente ha publicado un trabajo sobre cómo la evaporación y la transpiración de las plantas se pueden utilizar para comprender mejor la sequía utilizando los datos de Landsat. ¿Que encontraste?

Sabemos que cuando un área está experimentando sequía, su ET será necesariamente menor. El suelo está seco, hay menos agua disponible para que las plantas la usen. Estos mapas ET también son excelentes mapas de sequía. No necesita ningún dato de lluvia en tierra para hacer estos mapas porque la señal de sequía se transmite por la señal térmica de temperatura de la superficie terrestre.

Por lo tanto, esta es una muy buena manera de cartografiar la sequía en países que pueden no tener la densa infraestructura meteorológica que tenemos aquí en los EE. UU.: Pluviómetros y sistemas de radar Doppler más baratos. Por ejemplo, en el Cuerno de África, donde actualmente experimentan una hambruna severa, hemos podido aplicar estas técnicas térmicas y hacer algunos mapas muy bonitos que señalan las regiones afectadas por la sequía.

La información de Landsat está disponible gratuitamente para cualquier persona, ¿verdad?

Eso es correcto. Y ese es un cambio que ocurrió en los últimos años. Se desarrolló un nuevo paradigma: distribuyamos estas imágenes de forma gratuita. Es una información increíblemente valiosa. Las personas de los EE. UU. Y de otros países pueden acceder a estas imágenes ahora de forma gratuita.

Y eso permitió una línea de investigación completamente nueva, para poder hacer análisis de series de tiempo de cómo están cambiando las cosas en diferentes regiones. ¿Cómo se están expandiendo las regiones urbanas? ¿Cómo está cambiando el uso del agua en estas regiones urbanas en expansión? ¿Cómo está cambiando el uso del agua a medida que convertimos la tierra de la vegetación natural en tierras de cultivo o urbanizaciones? Estos son estudios que ahora podemos hacer que no podíamos hacer hace cinco años.


Nuestro agradecimiento hoy al Programa Landsat de la NASA y el USGS, que crea un registro incomparable de los paisajes cambiantes de la Tierra.