NASA's satellietbeelden en modelvoorspellingen helpen landbouw- en hulporganisaties regelmatig om de prestaties van gewassen wereldwijd te volgen en zich voor te bereiden op voedseltekorten.

"In de jaren '70 realiseerden de VS zich dat de gevolgen van droogte voor de wereldwijde landbouw ernstige gevolgen hadden voor beslissingen over handel en voedselhulp, terwijl op de grond gebaseerde informatie en voorspellingen van droogte zeer beperkt waren, " zei Brad Doorn, programmamanager waterbronnen in de Earth Science Division op het NASA-hoofdkwartier, Washington. "Aardobservaties vanuit de ruimte bieden de aanhoudende, wereldwijde informatie die nodig is om neerslag te detecteren, temperatuur, bodemvocht, en vegetatiecondities die ons een completer beeld geven van condities die leiden tot droogte, evenals de gevolgen ervan."

Een van de gebieden van de planeet die NASA en haar partneragentschappen nauwlettend in de gaten houden, is zuidelijk Afrika, die een jaar van uitersten heeft gekend. Rond het begin van het maïsoogstseizoen 2018-2019 in oktober ontwikkelden zich in delen van de regio te droge omstandigheden en dit duurt tot vandaag, waardoor miljoenen mensen met hongersnood worden bedreigd. Landen als Namibië, Zimbabwe en Angola worden geconfronteerd met enkele van de ergste droogtes ooit. Om het erger te maken, twee tropische cyclonen troffen in maart en april gebieden in Mozambique en de omliggende regio's, veroorzaakt overstromingen en veel oogstverlies in de getroffen regio.

De droogte hangt samen met El Niño, een weerpatroon dat verband houdt met aanhoudende opwarming in de centrale en oostelijke tropische Stille Oceaan, die naar verwachting tot eind 2019 zal duren. El Niño brengt hoge temperaturen en een gebrek aan regenval naar zuidelijk Afrika. Wanneer de tekorten aan regen aanhouden, ze evolueren naar tekorten aan bodemvocht, die regengevoede gewassen kan decimeren - het meest overheersende type in zuidelijk Afrika, waar minder dan 10% van het bouwland wordt geïrrigeerd.

Elk van de stappen die leiden tot droogte in de landbouw kan vanuit de ruimte worden gezien. Naarmate de droogte zich ontwikkelt, NASA-computermodellen die satellietmetingen gebruiken, geven een vooruitblik voor de komende maanden.

Vocht meten

Een team van NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland, heeft een gegevensassimilatiesysteem ontwikkeld dat waarnemingen van NASA's Soil Moisture Active Passive (SMAP) -satelliet neemt en deze opneemt in het gewasvoorspellingssysteem van het Foreign Agricultural Service (FAS) van het Amerikaanse ministerie van landbouw, die door het agentschap wordt gebruikt om regionale droogtes en overstromingen te monitoren en de oogstopbrengst te voorspellen. SMAP, gelanceerd in 2015, meet het watergehalte van bodems en kan een eerste waarschuwing geven bij gewasstress.

"De FAS-gewasanalisten gebruiken de verbeterde bodemvochtinformatie die we hen verstrekken om de impact van droogte op de gewasgroei te voorspellen en de verwachte opbrengst aan het einde van het seizoen in te schatten. schattingen, " zei Iliana Mladenova, een onderzoekswetenschapper bij Goddard.

Het bodemvochtmodel van de USDA FAS bevat ook neerslag- en temperatuurwaarnemingen om bodemvocht af te leiden. Maar er zijn delen van de wereld waar regenmeters schaars zijn of niet goed worden onderhouden, zoals zuidelijk Afrika. Directe satellietmetingen van bodemvocht op deze plaatsen kunnen worden gebruikt om het model te corrigeren voor neerslagfouten en om de modelschattingen van het bodemwatergehalte aan het oppervlak en de wortelzone, het bodemgebied waar planten water aan onttrekken, te verbeteren.

NASA's Applied Sciences-programma werkt sinds 2005 samen met FAS. de bodemvochtmetingen kwamen van NASA's Advanced Microwave Scanning Radiometer (AMSR-E) satellietmissie. Mladenova verwacht uiteindelijk de metingen van verschillende satellietmissies te kunnen combineren tot een soort "bodemvochtalmanak".

Vroege waarschuwingen voor hongersnood

NASA maakt ook deel uit van een samenwerking tussen instanties die wordt gefinancierd door de United States Agency for International Development (USAID) die vroegtijdige waarschuwingen en analyses geeft over gevallen van acute voedselonzekerheid over de hele wereld. NASA draagt ​​bij aan het Famine Early Warning System Network (FEWS NET), door seizoensvoorspellingsmodellen te gebruiken om de evolutie van temperatuur en neerslag te voorspellen, evenals andere hydrologische variabelen, tot een half jaar van tevoren.

"De missie van FEWS NET is om de VS te informeren waar we mogelijk hulp moeten sturen, " zei Christa Peters-Lidard, hydroloog en adjunct-directeur van Hydrosphere, Biosfeer, en geofysica in het Goddard Space Flight Center van NASA in Greenbelt, Maryland. "Als een land zich in een situatie bevindt waarin ze niet in staat zijn de droogte te verzachten omdat ze niet in staat zijn om te irrigeren of toegang hebben tot alternatieve voedselmarkten, dat is waar de VS en onze partners over de hele wereld beslissingen moeten nemen over het al dan niet sturen van hulp."

NASA is sinds de lancering betrokken bij FEWS NET, in 1985. Deze langdurige samenwerking is geëvolueerd van een samenwerking die voornamelijk gericht is op teledetectie van vegetatieomstandigheden tot een die gebruikmaakt van NASA's Land Information System, een softwareraamwerk dat satelliet- en grondobservaties integreert met modellen.

NASA's inspanningen om de droogte in de landbouw te monitoren, zullen in de toekomst alleen maar belangrijker worden, met droogtes die naar verwachting frequenter en intenser zullen worden naarmate het klimaat warmer wordt.

"Er is veel onzekerheid over wat de toekomst in petto heeft voor zuidelijk Afrika met betrekking tot regenval, maar er is waarnemingsbewijs dat de luchttemperaturen in de hele regio stijgen, " zei Amy McNally, een onderzoeker aan Goddard en de Universiteit van Maryland in College Park, Maryland. "Hogere temperaturen worden geassocieerd met grotere droogte, wat betekent meer verdamping uit reservoirs en drogere bodems."