ในขณะที่แคลิฟอร์เนียเผชิญกับภัยแล้ง เครื่องมือที่สามารถช่วยให้เกษตรกรและเจ้าของฟาร์มใช้น้ำให้เกิดประโยชน์สูงสุดกำลังได้รับการลับคม
ความพยายามล่าสุดในการวัดการใช้น้ำดังกล่าวเปิดตัวเมื่อสัปดาห์ที่แล้วโดยกลุ่มพันธมิตรภาครัฐและเอกชนที่มีหน่วยงานรัฐบาลกลางสามแห่ง ได้แก่ องค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ กระทรวงเกษตรสหรัฐ; และการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐ – และมหาวิทยาลัยและหน่วยงานเอกชนหลายแห่ง OpenET ซึ่งมีจุดมุ่งหมายเพื่อติดตามการใช้น้ำใน 17 รัฐทางตะวันตก เผยแพร่เมื่อวันที่ 21 ต.ค. และพร้อมให้บริการที่ www.openetdata.org
ET หมายถึงการระเหยเป็นไอ ซึ่งเป็นกระบวนการที่น้ำระเหยออกจากผิวดินและคายออกจากพืช
Robyn Grimm ผู้อำนวยการระบบน้ำที่ยืดหยุ่นต่อสภาพอากาศของกองทุนป้องกันสิ่งแวดล้อม เปรียบการจัดการน้ำโดยไม่มีข้อมูลการคายระเหยกับการจัดการงบประมาณในครัวเรือนโดยไม่รู้ว่าใช้เงินไปเท่าไร
“มันเป็นองค์ประกอบที่ใหญ่เป็นอันดับสองของวัฏจักรของน้ำ และอาจคิดได้ว่าเป็นสิ่งที่ตรงกันข้ามกับหยาดน้ำฟ้า” กริมม์กล่าวในการแถลงข่าวเสมือนจริงที่ประกาศการเปิดตัวเมื่อสัปดาห์ที่แล้ว “เป็นน้ำที่ออกจากผิวดินและกลับออกไปสู่ชั้นบรรยากาศ ด้วยเหตุนี้ จึงเป็นการวัดปริมาณน้ำที่ไม่สามารถนำมาใช้ในระบบท้องถิ่นได้อีกต่อไปเมื่อนำไปใช้กับภูมิทัศน์แล้ว”
โปรแกรมเริ่มต้นด้วยการสังเกตการณ์ดาวเทียมจาก Landsat ซึ่งเป็นภารกิจร่วมกันระหว่าง NASA และ Geological Survey โปรแกรมนี้มีดาวเทียม XNUMX ดวงอยู่ในวงโคจร ซึ่งดวงใหม่ล่าสุดเปิดตัวเมื่อต้นเดือนกันยายน นอกจากนี้ยังใช้ข้อมูลจากดาวเทียม NASA และ European Space Agency อื่น ๆ
Forrest Melton นักวิทยาศาสตร์การวิจัยจาก Western Water Applications Office ของ NASA กล่าวในการแถลงข่าวว่าการคายระเหยเป็นพลังงานและทำให้พื้นผิวที่น้ำระเหยเย็นลง
Melton กล่าวว่า "เอฟเฟกต์การระบายความร้อนนี้มองเห็นได้จากเซ็นเซอร์อินฟราเรดความร้อนของ Landsat ซึ่งจะตรวจจับอัตรา ET ที่สูงขึ้นเมื่ออุณหภูมิพื้นผิวพื้นดินเย็นลง" Melton กล่าว “ในทางกลับกัน อุณหภูมิที่เย็นลง หมายความว่าพืชใช้หรือคายน้ำมากขึ้น และระเหยออกจากผิวดินด้วย”
พืชจะสะท้อนแสงอินฟราเรดและใกล้อินฟราเรดในปริมาณที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับสุขภาพของพืช เมลตันตั้งข้อสังเกต
“วิธีนี้ช่วยให้เราสามารถคำนวณ ET สำหรับพื้นที่เกษตรกรรมเกือบทุกแห่งในตะวันตก และยังสามารถวัดผลกระทบของภัยแล้ง (และ) ไฟป่าทั่วภูมิประเทศด้วยรายละเอียดจำนวนมหาศาล” Melton กล่าว
การรวมข้อมูลดาวเทียมเข้ากับข้อมูลอุตุนิยมวิทยาช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณอัตราการคายไอระเหยสำหรับทุกๆ พิกเซลของภาพถ่ายดาวเทียมได้ เมลตันกล่าว และเสริมว่าแต่ละพิกเซลมีขนาด 30 คูณ 30 เมตร หรือประมาณหนึ่งในสี่ของเอเคอร์
มีความพยายามของภาคเอกชนในพื้นที่นี้เช่นกัน Joel Kimmelshue เปิดตัว LandIQ ในปี 2007 โดยใช้เทคโนโลยีต้นแบบเดียวกันในนามของลูกค้า
“เราแขวนหมวกที่ความสามารถในการสื่อสารโดยตรงกับผู้ปลูกและเข้าใจว่าผู้ปลูกคิดอย่างไร เพราะฉันมาจากสภาพแวดล้อมแบบนั้น” Kimmelshue ผู้ซึ่งมาจากครอบครัวเกษตรกรใน Butte County กล่าว เทคโนโลยีของเขาเจาะลึกถึงความละเอียดที่เล็กกว่า OpenET 10 x 10 เมตร หรือ 0.02 เอเคอร์ – และข้อมูลมีให้สำหรับลูกค้าเท่านั้น ในทางกลับกัน ข้อมูล OpenET จะเปิดเผยต่อสาธารณะอย่างจำกัด
นอกจากงานแผนที่พืชผลสำหรับกรมทรัพยากรน้ำของรัฐแล้ว LandIQ ยังดำเนินการรวบรวมข้อมูลการระเหยของไอระเหยสำหรับเขตชลประทานและหน่วยงานด้านความยั่งยืนของน้ำใต้ดินหลายแห่งในพื้นที่ตอนใต้สุดของหุบเขา San Joaquin
“พวกเขากำลังใช้ข้อมูลสำหรับการเรียกเก็บเงินจริง ๆ กับผู้ปลูกในขณะนี้จากน้ำที่พวกเขาใช้ – ปริมาณน้ำที่พืชผลออกมาเทียบกับโครงสร้างการเรียกเก็บเงินแบบดั้งเดิมที่คุณใช้น้ำไปเท่าไหร่ คุณสูบน้ำได้เท่าไหร่” คิมเมลชูกล่าวว่า
“ไม่ใช่ว่าพืชจะใช้น้ำทุกหยดบนผิวดิน” เขากล่าวเสริม “คุณต้องการประสิทธิภาพสูงสุดประมาณ 90% หรือประมาณนั้นหากทำได้ แต่น้ำที่เหลือจะกลับไปเป็นน้ำใต้ดิน”
Kimmelshue อธิบายว่าอัตราประสิทธิภาพ 90% หมายความว่าพืชหรือต้นไม้ใช้น้ำเป็นเปอร์เซ็นต์
“อัตราประสิทธิภาพนั้นอาจต่ำถึง 50% ขึ้นอยู่กับว่าคุณจัดการน้ำอย่างไร” เขากล่าว “ถ้าคุณเปิดเครื่องสูบน้ำและฉีดน้ำติดต่อกันสามวัน คุณจะใช้น้ำมากเกินกว่าที่พืชจะใช้ได้ หากคุณเปิดเครื่องสูบน้ำและจ่ายน้ำตามความต้องการของพืช ซึ่งข้อมูลของเรามีให้ คุณก็จะสามารถจัดการการสูบน้ำได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น”
Kimmelshue ไม่เพียงทำตามคำพูดของดาวเทียมเท่านั้น เขาและทีมงานใช้เวลาส่วนใหญ่บนท้องถนน
Kimmelshue กล่าวว่า "ธุรกิจขนาดเล็กของเรามุ่งเน้นไปที่ความจริงที่หนักแน่น “เรามีเครือข่ายประมาณ 80 สถานี ซึ่งใกล้จะถึง 90 สถานีแล้ว สถานีสิ่งแวดล้อมภูมิอากาศบนภาคพื้นดินที่วัดสิ่งต่างๆ เช่น ความเร็วลม อุณหภูมิ ความชื้น และรังสีสุทธิ ฯลฯ เพื่อคำนวณ ET จริง เราใช้สิ่งนั้นเป็นกองข้อมูลการสอบเทียบเพื่อฝึกโมเดล”
งานการทำแผนที่ครอบตัดของเขาก็มีประโยชน์เช่นกัน เขาตั้งข้อสังเกต
Kimmelshue กล่าวว่า "เรารวมการทำแผนที่พืชผลนั้นไว้ในการวิเคราะห์ของเรา “เราสามารถดู ET ของอัลมอนด์, ET ของวอลนัท, ET ของหญ้าชนิตหนึ่ง”
เขากล่าวว่าข้อมูลดังกล่าวควรช่วยให้เกษตรกรและเจ้าของฟาร์มจัดการกับการอยู่ภายใต้กล้องจุลทรรศน์
Kimmelshue กล่าวว่า “มีการตรวจสอบข้อเท็จจริงอย่างมากเกี่ยวกับผู้ปลูกในขณะนี้เกี่ยวกับการมีประสิทธิภาพมากขึ้น มีประสิทธิภาพมากขึ้น มีประสิทธิภาพมากขึ้น – ปั๊มน้อยลง ปั๊มน้อยลง ปั๊มน้อยลง” Kimmelshue กล่าว “เนื่องจาก (พระราชบัญญัติการจัดการน้ำบาดาลอย่างยั่งยืน) มีแนวโน้มว่าจะมีพื้นที่รกร้างจำนวนมากในหุบเขาทางตอนใต้ (San Joaquin) และพื้นที่อื่น ๆ ของรัฐ ผู้ปลูกกำลังจะยืดแหล่งน้ำเหล่านั้นออกไปให้ไกลที่สุดเท่าที่จะทำได้ พวกเขาได้รับแรงจูงใจอย่างยิ่งที่จะไม่สมัครมากเกินไป ณ จุดนี้”
- Kevin Hecteman สหพันธ์สำนักงานฟาร์มแคลิฟอร์เนีย