Mentre la California affronta un’altra siccità, vengono affinati gli strumenti che possono aiutare gli agricoltori e gli allevatori a massimizzare l’acqua che ottengono.
Il più recente sforzo per misurare tale consumo di acqua è stato lanciato la scorsa settimana da una coalizione pubblico-privata composta da tre agenzie federali: la National Aeronautics and Space Administration; il Dipartimento dell'Agricoltura degli Stati Uniti; e l’US Geological Survey – e una serie di università ed enti privati. OpenET, che mira a monitorare l'uso dell'acqua in 17 stati occidentali, è stato lanciato il 21 ottobre ed è disponibile all'indirizzo www.openetdata.org
ET si riferisce all'evapotraspirazione, il processo mediante il quale l'acqua evapora dalle superfici terrestri e traspira dalle piante.
Robyn Grimm, direttore dei sistemi idrici resilienti al clima presso l’Environmental Defense Fund, ha paragonato la gestione dell’acqua senza dati sull’evapotraspirazione alla gestione del bilancio familiare senza sapere quanti soldi vengono spesi.
“È la seconda componente più grande del ciclo dell’acqua e può essere considerata l’opposto delle precipitazioni”, ha detto Grimm in una conferenza stampa virtuale che annunciava il lancio la scorsa settimana. "È l'acqua che lascia la superficie terrestre e ritorna nell'atmosfera e, come tale, è una misura dell'acqua che non può più essere utilizzata in un sistema locale una volta applicata al paesaggio."
Il programma inizia con le osservazioni satellitari di Landsat, una missione congiunta tra la NASA e il Geological Survey. Il programma ha tre satelliti in orbita, il più recente dei quali è stato lanciato all'inizio di settembre. Vengono utilizzati anche i dati di altri satelliti della NASA e dell'Agenzia spaziale europea.
Forrest Melton, ricercatore presso il Western Water Applications Office della NASA, ha affermato alla conferenza stampa che l’evapotraspirazione consuma energia e raffredda la superficie da cui l’acqua sta evaporando.
"Questo effetto di raffreddamento è visibile al sensore termico a infrarossi di Landsat, che rileva tassi più elevati di ET come temperature della superficie terrestre più fredde", ha affermato Melton. “Le temperature più fresche, a loro volta, significano che più acqua viene utilizzata o traspirata dalle piante, e anche evaporata dalla superficie terrestre”.
Le piante rifletteranno diverse quantità di luce infrarossa e del vicino infrarosso a seconda della salute della vegetazione, ha osservato Melton.
“Questo ci consente di calcolare l’ET per quasi tutti i campi agricoli dell’Occidente e anche di misurare gli effetti della siccità (e) degli incendi sul territorio con un’enorme quantità di dettagli”, ha affermato Melton.
La combinazione dei dati satellitari con quelli meteorologici consente agli scienziati di calcolare i tassi di evapotraspirazione per ogni pixel di un'immagine satellitare, ha detto Melton, aggiungendo che ogni pixel misura 30 x 30 metri, o circa un quarto di acro.
Anche in questo ambito sono in corso sforzi da parte del settore privato. Joel Kimmelshue ha lanciato LandIQ nel 2007 utilizzando alcune delle stesse tecnologie sottostanti per conto dei suoi clienti.
"Il nostro obiettivo è riuscire a comunicare direttamente con il coltivatore e capire come pensa un coltivatore, perché provengo da quell'ambiente", ha affermato Kimmelshue, che proviene da una famiglia di agricoltori della contea di Butte. La sua tecnologia esegue il drill-down a una risoluzione inferiore rispetto a OpenET (10 metri per 10 metri, o 0.02 acri) e i dati sono disponibili solo per il cliente. I dati OpenET, al contrario, saranno disponibili al pubblico in modo limitato.
Oltre al lavoro di mappatura delle colture per il Dipartimento statale delle risorse idriche, LandIQ sta effettuando la raccolta di dati sull’evapotraspirazione per una serie di distretti di irrigazione e agenzie per la sostenibilità delle acque sotterranee nel tratto più meridionale della San Joaquin Valley.
“Stanno utilizzando i dati per fatturare effettivamente ai coltivatori l'acqua che consumano: quanta acqua traspirano le colture rispetto alla struttura di fatturazione più tradizionale di quanta acqua avete utilizzato? Quanta acqua hai pompato?" Kimmelshue ha detto.
"Non tutte le gocce d'acqua applicate sulla superficie del terreno vengono utilizzate dal raccolto", ha aggiunto. "Se puoi, vuoi ottenere un'efficienza pari a circa il 90% o giù di lì, ma il resto dell'acqua ritorna nelle falde acquifere."
Un tasso di efficienza del 90%, ha spiegato Kimmelshue, significa che la pianta o l’albero assorbe una percentuale di acqua.
“Il tasso di efficienza può arrivare fino al 50%, a seconda di come si gestisce l’acqua”, ha affermato. “Se accendi la pompa e irrighi per tre giorni di fila, ne utilizzerai molta più di quella che il raccolto può utilizzare. Se accendi la pompa e applichi l’acqua in risposta alla domanda del raccolto, come forniscono i nostri dati, puoi gestire il pompaggio in modo molto più efficiente”.
Kimmelshue non si limita a credere sulla parola dei satelliti: lui e il suo staff trascorrono molto tempo in viaggio.
"La nostra piccola impresa è incentrata sulla verità concreta", ha affermato Kimmelshue. “Abbiamo una rete di circa 80, che ora si avvicina alle 90 stazioni, stazioni climatiche ambientali a terra che misurano cose come la velocità del vento, la temperatura, l’umidità e la radiazione netta, ecc., per calcolare l’ET effettivo. Lo usiamo come una pila di dati di calibrazione per addestrare i modelli”.
Anche il suo lavoro di mappatura delle colture è utile, ha osservato.
"Integriamo la mappatura delle colture nella nostra analisi", ha affermato Kimmelshue. "Siamo in grado di osservare l'ET delle mandorle, l'ET delle noci, l'ET dell'erba medica."
Questi dati, ha detto, dovrebbero aiutare gli agricoltori e gli allevatori a gestire la situazione sotto il microscopio.
"In questo momento i coltivatori vengono sottoposti a un'attenzione molto rigorosa per essere più efficienti, essere più efficienti, essere più efficienti: pompare di meno, pompare di meno, pompare di meno", ha affermato Kimmelshue. “A causa del (Sustainable Groundwater Management Act), probabilmente ci sarà un significativo terreno incolto nella valle meridionale (di San Joaquin) e forse in altre aree dello stato. I coltivatori estenderanno le scorte d’acqua il più lontano possibile. A questo punto sono assolutamente incentivati a non fare domande eccessive”.
- Kevin Hecteman, Federazione dell'ufficio agricolo della California