Rastreando o movimento invisível da água

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15 de março de 2024

Rastreando o movimento invisível da água

Chamado OpenET, o sistema utiliza um conjunto de seis modelos orientados por satélite que aproveitam dados publicamente disponíveis do programa Landsat para calcular a evapotranspiração (ET) – o movimento do vapor de água do solo e das folhas das plantas para a atmosfera. O OpenET faz isso em escala de campo, o que está melhorando enormemente a forma como agricultores, pecuaristas e gestores de recursos hídricos administram um dos recursos mais preciosos da Terra.

Os pesquisadores conduziram agora uma análise em larga escala sobre quão bem o OpenET está rastreando a evapotranspiração nas culturas e paisagens naturais. A equipe comparou os dados do OpenET com medições de 152 locais com instrumentos terrestres nos Estados Unidos. Em áreas agrícolas, o OpenET calculou a evapotranspiração com alta precisão, especialmente para culturas anuais como trigo, milho, soja e arroz. Os pesquisadores relataram suas descobertas na Nature Water.
“Fiquei agradavelmente surpreso com os resultados”, disse John Volk, principal autor do estudo e cientista assistente de pesquisa e engenheiro de software do Desert Research Institute em Reno, Nevada. que são áreas importantes para a agricultura e enfrentam desafios de sustentabilidade hídrica”.

Esta é uma boa notícia para regiões onde os dados do OpenET já estão sendo colocados em prática. No delta de Sacramento-San Joaquin, no norte da Califórnia, os gestores de recursos hídricos estão usando o OpenET para ajudar os agricultores a cumprir as regras estaduais que exigem que relatem aspectos de seu uso de água. O novo estudo “nos dá mais confiança de que esses números são precisos e que o OpenET está melhorando continuamente ao longo do tempo”, disse Lindsay Kammeier, engenheira sênior do Conselho de Água do Estado da Califórnia em Sacramento, que não esteve envolvida na nova pesquisa.

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“A ET é notoriamente difícil de calcular”, acrescentou ela. “Ter um número realmente preciso ajuda-nos a tomar decisões para gerir o ambiente, gerir para usos agrícolas e gerir melhor para usos urbanos e a partir de um entendimento comum”.
Embora muitas pessoas estejam familiarizadas com o que significa um centímetro de chuva, poucos param para pensar no retorno de um centímetro de evapotranspiração à atmosfera, disse Forrest Melton, cientista do projeto OpenET no Centro de Pesquisa Ames da NASA, no Vale do Silício, na Califórnia. “A OpenET está trabalhando para tornar o processo invisível de evapotranspiração tão fácil de rastrear quanto verificar a quantidade de chuva na previsão meteorológica diária”.

A evapotranspiração é o processo natural no qual a água se move da superfície para a atmosfera. O termo combina evaporação – a água mudando de líquido para gasoso (vapor) e subindo do solo, lagos e oceanos – e transpiração, a “exalação” pelas plantas à medida que liberam umidade de volta ao ar. Após a precipitação, a evapotranspiração é um dos fatores mais importantes para estimar a quantidade de água disponível para as culturas ou outras plantas.

Para agricultores e gestores de recursos hídricos, dados precisos fornecem uma medida da quantidade de água necessária através da irrigação para substituir a água que foi consumida pela evapotranspiração. Saber exatamente quanta água está disponível ajuda as pessoas a fornecer às plantas a umidade necessária para florescer, sem a necessidade de aplicar muita. E isso, por sua vez, pode ajudar a poupar dinheiro em água e na eletricidade utilizada para bombear água para irrigação.

Mas todo esse vapor d’água ascendente é invisível, tornando difícil e caro o rastreamento no solo. Agricultores, cientistas e outros confiaram anteriormente em estimativas de “evaporação potencial” com base na temperatura, humidade e outros dados meteorológicos.

Ou recorreram a estações terrestres, como torres de fluxo, equipadas com sensores que monitorizam o dióxido de carbono, o vapor de água e a troca de calor entre a superfície da Terra e a atmosfera – um processo crucial para calcular a evapotranspiração. Mas embora tendam a ser altamente precisas, as torres de fluxo são caras de configurar e manter, por isso há um número limitado e os seus dados são locais e não podem representar regiões mais amplas. É aí que entra o cálculo da evapotranspiração do espaço. Os satélites passam regularmente pelas mesmas áreas, oferecendo monitoramento consistente.

As observações primárias do OpenET vêm dos satélites Landsat 8 e 9, uma parceria entre a NASA e o Serviço Geológico dos EUA. Os satélites combinam dados sobre as temperaturas da superfície terrestre e o verde das plantas, entre outras coisas. As temperaturas mais frias da superfície terrestre em áreas com vegetação mais saudável e densa, por exemplo, geralmente indicam níveis mais elevados de transpiração. Esses dados são então inseridos em modelos para calcular a evapotranspiração em alta resolução – cerca de um quarto de acre para cada pixel da imagem.
Os novos resultados mostram que, para terras agrícolas, os dados OpenET para períodos mensais, de estação de crescimento e anuais tiveram uma taxa de erro média de cerca de 10-20%.

O consórcio OpenET inclui a NASA, o USGS e o Departamento de Agricultura dos EUA, trabalhando com o Desert Research Institute e quase uma dúzia de outras universidades, o Environmental Defense Fund e o Google Earth Engine.