science >> Wetenschap >  >> Natuur

Satellieten essentieel voor het aanpakken van waterschaarste

De totale hoeveelheid water die op aarde aanwezig is, ligt vast en verandert niet. Aangedreven door de zon, water circuleert voortdurend tussen de oceanen, de atmosfeer en het land. Deze circulatie en het behoud van het water van de aarde, bekend als de waterkringloop, is een cruciaal onderdeel van ons weer en klimaat. Krediet:ESA/AOES Medialab

Het is vandaag Wereldwaterdag, maar met miljoenen mensen in Mozambique, Malawi en Zimbabwe worstelen om het hoofd te bieden aan de nasleep van cycloon Idai, het idee van watertekorten staat op dit moment misschien niet in de voorhoede van onze gedachten. Toch, overstromingen, zoals we hier zien, leiden tot echte problemen om toegang te krijgen tot schoon water. Of het nu gaat om overstroming of waterschaarste, satellieten kunnen helpen bij het bewaken van deze kostbare hulpbron.

De VN Wereldwaterdag onderstreept het belang van zoet water en bevordert duurzaam beheer. Dit jaar, de focus ligt op de UN Sustainable Development Goal 6 (SDG 6), die tot doel heeft de beschikbaarheid en het duurzaam beheer van water voor iedereen tegen 2030 te garanderen.

Met meer dan twee miljard mensen die zonder veilig water leven en ongeveer vier miljard mensen die minstens een maand per jaar te kampen hebben met ernstige waterschaarste, het bereiken van water voor iedereen is een enorme uitdaging. En, in combinatie met een groeiende wereldbevolking en klimaatverandering, het wordt waarschijnlijk nog uitdagender.

Water zorgt ervoor dat het leven op aarde kan gedijen. Hetzelfde water bestaat al miljarden jaren, fietsen door de lucht, oceanen, meren, rotsen, dieren en planten en weer terug. Het water dat we tegenwoordig drinken, heeft misschien ooit in een dinosaurus gezeten!

Onze meest waardevolle hulpbron is waarschijnlijk het vreemdste in het universum. De wetten van de chemie tarten, het is de enige bekende stof die van nature als gas kan bestaan, vloeibaar en vast binnen een relatief klein bereik van luchttemperaturen en -drukken op het aardoppervlak.

Het waterpeil in de Theewaterskloof-dam in de provincie West-Kaap in Zuid-Afrika is de afgelopen jaren dramatisch gedaald. De dam is de belangrijkste bron van water voor huishoudelijk en agrarisch gebruik in de regio. Over het laatste jaar, dit gebrek aan water heeft ertoe geleid dat de graanproductie met meer dan 36% is gedaald en de productie van wijndruiven met 20%, bijvoorbeeld. Geschat wordt dat het ten minste drie jaar goede winterregens nodig zal hebben om terug te keren naar het eerdere gezonde niveau. Dankzij het TIGER-initiatief, de Universiteit van Stellenbosch past machine learning-algoritmen toe op gegevens van de Copernicus Sentinel-1- en Sentinel-2-missies om de situatie nauwlettend in de gaten te houden. Credit:bevat gewijzigde Copernicus Sentinel-gegevens (2017-18), verwerkt door ESA, CC BY-SA 3.0 IGO

Hoewel er op aarde geen tekort aan water is, minder dan 3% is zoet water. Dan zit het overgrote deel hiervan opgesloten in ijskappen en gletsjers, waardoor er minder dan 1% beschikbaar is voor drinken en andere huishoudelijke behoeften, landbouw en industriële processen, en meer.

Zoetwater is de belangrijkste natuurlijke hulpbron op aarde, maar we raken er heel snel doorheen, zoals geïllustreerd door slinkende waterlichamen zoals het Aralmeer.

Wanneer overvloedig, water laat economieën groeien, maar in tijden van schaarste, het kan levensbedreigende crises veroorzaken. Het is nog nooit zo belangrijk geweest om de watervoorziening effectief te beheren om elke druppel goed te benutten - en satellieten die rond de planeet draaien, kunnen een belangrijke rol spelen in dit proces.

Dankzij satellieten, we zijn beter dan ooit in staat om de processen die de watercyclus aansturen en de impact die klimaatverandering en menselijke activiteit hebben, te begrijpen en te meten. Ze stellen ons ook in staat om te meten en te monitoren, bijvoorbeeld, de veranderende vorm van meren, reservoirs en rivieren, zodat mitigatiestrategieën kunnen worden ingevoerd.

Proba-V zicht op het Aralmeer. Credit:ESA/Belspo – geproduceerd door VITO

Een enorm percentage – zo’n 70% – van het zoetwater dat wordt onttrokken, wordt alleen voor de landbouw gebruikt. Satellieten zoals de SMOS-missie van ESA en de Copernicus Sentinels leveren belangrijke informatie over bodemvocht en gewasgezondheid en deze informatie kan worden gebruikt om de efficiëntie van irrigatiepraktijken te verbeteren.

Gegevens van de Sentinel-2-missie zijn essentieel voor de Copernicus Land Monitoring Service, die geografische informatie biedt over bodembedekking en de veranderingen daarvan, landgebruik, vegetatie staat, watercyclus- en oppervlakte-energievariabelen voor een breed scala aan gebruikers over de hele wereld.

Andere organisaties gebruiken satellietgegevens in platforms, zoals het Blue Dot Observatory van EOResearch Synergise, zodat gebruikers gemakkelijk toegang hebben tot informatie om veranderende waterlichamen te volgen.

Satellieten zoals Copernicus Sentinel-1, Sentinel-2 en ESA's CryoSat kunnen ook worden gebruikt om glaciale veranderingen te volgen, die een reële impact heeft op de watervoorziening stroomafwaarts. Bijvoorbeeld, deel van de Himalaya, bekend als 'de derde pool' - omdat deze ijsvelden op grote hoogte de grootste zoetwatervoorraad buiten de poolgebieden bevatten - levert zoet water voor meer dan 1,3 miljard mensen in Azië, bijna 20% van de wereldbevolking.

We leven in uitdagende milieutijden, maar we hebben ook kansen als geen andere keer in de geschiedenis, waar satelliettechnologie kan worden gebruikt om informatie te leveren en te delen met de wereld voor het welzijn van de samenleving als geheel.

Een onlangs gepubliceerd artikel in Natuur Geowetenschappen beschrijft hoe een veelheid aan satellietbeelden is gebruikt om te onthullen dat er een vertraging is opgetreden in de snelheid waarmee gletsjers van de hoge bergen van Azië naar beneden glijden. Deze animatie laat eenvoudig zien hoe de gletsjers in Sikkim in het noordoosten van India zijn veranderd tussen 2000 en 2018. Een van de beelden is van de NASA/USGS Landsat 7-missie die op 26 december 2000 werd vastgelegd en de andere is van de Copernicus Sentinel-2A-satelliet van Europa, vastgelegd op 6 December 2018. Credit:NASA/USGS/University of Edinburgh/ETH Zürich/bevat gewijzigde Copernicus Sentinel-gegevens (2018)