Når tørke truer afgrøder:NASAs rolle i hungersnødvarsler

NASAs satellitbilleder og modelprognoser hjælper regelmæssigt landbrugs- og hjælpeorganisationer med at overvåge afgrødernes ydeevne på verdensplan og forberede sig på fødevaremangel.

"I 1970'erne indså USA, at tørkens konsekvenser for det globale landbrug i alvorlig grad påvirkede handels- og fødevarehjælpsbeslutninger, mens jordbaseret information og forudsigelse af tørke var meget begrænset, " sagde Brad Doorn, programchef for vandressourcer i Earth Science Division ved NASAs hovedkvarter, Washington. "Jordobservationer fra rummet giver de vedvarende, global information, der er nødvendig for at detektere nedbør, temperatur, jordfugtighed, og vegetationsforhold, der giver os et mere fuldstændigt billede af forhold, der fører til tørke, såvel som dens indvirkning. "

Et af de områder på planeten, som NASA og dets partnerbureauer har holdt nøje øje med, er det sydlige Afrika, som har oplevet et år med ekstremer. Alt for tørre forhold udviklede sig på tværs af dele af regionen omkring starten af ​​majsafgrødesæsonen 2018-2019 i oktober og varer ved indtil i dag, sætter millioner af mennesker i fare for hungersnød. Lande som Namibia, Zimbabwe og Angola står over for nogle af de værste tørker nogensinde. At gøre tingene værre, to tropiske cykloner ramte områder i Mozambique og de omkringliggende regioner i marts og april, forårsager oversvømmelser og høje niveauer af afgrødetab i den berørte region.

Tørken er knyttet til El Niño, et vejrmønster knyttet til vedvarende opvarmning i det centrale og østlige tropiske Stillehav, som forventes at vare til slutningen af ​​2019. El Niño bringer høje temperaturer og mangel på nedbør til det sydlige Afrika. Når mangel på nedbør fortsætter, de udvikler sig til underskud i jordens fugtighed, som kan ødelægge regnfodrede afgrøder - den mest fremherskende type i det sydlige Afrika, hvor mindre end 10 % af agerjorden er vandet.

Hvert af de trin, der fører til landbrugstørke, kan ses fra rummet. Efterhånden som tørkeforholdene udvikler sig, NASA-computermodeller, der bruger satellitmålinger, giver udsigter for de kommende måneder.

Måling af fugt

Et hold ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland, har udviklet et dataassimilationssystem, der tager observationer fra NASAs Soil Moisture Active Passive (SMAP) satellit og indtager dem i det amerikanske Department of Agriculture's Foreign Agricultural Service (FAS) afgrødeprognosesystem, som bruges af styrelsen til at overvåge regionale tørker og oversvømmelser og forudsige afgrødeudbytte. SMAP, lanceret i 2015, måler vandindholdet i jorder og kan give en første advarsel om afgrødestress.

"FAS-afgrødeanalytikere bruger de forbedrede jordfugtighedsoplysninger, vi giver dem, til at forudsige tørkens indvirkning på afgrødevæksten og estimere forventet udbytte ved sæsonafgrøde. Afgrødeudbytteprognoser opdateres månedligt og præsenteres i forhold til sidste års udbytte og sidste måneds skøn, " sagde Iliana Mladenova, en forsker ved Goddard.

USDA FAS's jordfugtighedsmodel inkorporerer også nedbørs- og temperaturobservationer for at udlede jordfugtighed. Men der er områder i verden, hvor regnmålere er knappe eller ikke bliver ordentligt vedligeholdt, ligesom det sydlige Afrika. Direkte satellitmålinger af jordfugtigheden på disse steder kan bruges til at korrigere modellen for nedbørsfejl og forbedre modelestimaterne af jordens vandindhold ved overfladen og rodzonen - det jordområde, hvor planterne udvinder vand fra.

NASA's Applied Sciences Program har samarbejdet med FAS siden 2005. Dengang, jordfugtighedsmålingerne kom fra NASAs Advanced Microwave Scanning Radiometer (AMSR-E) satellitmission. Mladenova forventer på sigt at være i stand til at kombinere målingerne fra forskellige satellitmissioner til en slags "jordfugtighedsalmanak".

Tidlige advarsler om hungersnød

NASA er også en del af en indsats på tværs af agenturer, der er finansieret af United States Agency for International Development (USAID), der giver tidlig advarsel og analyser om tilfælde af akut fødevareusikkerhed rundt om i verden. NASA bidrager til Famine Early Warning System Network (FEWS NET), ved at køre sæsonbestemte prognosemodeller til at forudsige udviklingen af ​​temperatur og nedbør, såvel som andre hydrologiske variabler, i op til et halvt år i forvejen.

"FEWS NETs mission er at informere USA, hvor vi muligvis skal sende hjælp, " sagde Christa Peters-Lidard, hydrolog og vicedirektør for Hydrosphere, Biosfære, og geofysik ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Hvis et land er i en situation, hvor de ikke er i stand til at afbøde tørken, fordi de ikke har evnen til at vande eller adgang til alternative fødevaremarkeder, det er her, USA og vores partnere over hele verden skal træffe beslutninger om, hvorvidt de skal sende bistand."

NASA har været involveret i FEWS NET siden lanceringen, i 1985. Dette mangeårige samarbejde har udviklet sig fra et primært fokuseret på fjernmåling af vegetationsforhold til et, der udnytter NASA's Land Information System, en softwareramme, der integrerer satellit- og jordbaserede observationer med modeller.

NASAs bestræbelser på at overvåge landbrugstørke vil kun blive vigtigere i fremtiden, med tørke, der forventes at blive hyppigere og mere intens, efterhånden som klimaet opvarmes.

"Der er stor usikkerhed om, hvad fremtiden bringer for det sydlige Afrika med hensyn til nedbør, men der er observationsbeviser for, at lufttemperaturerne stiger i hele regionen, " sagde Amy McNally, en forsker ved Goddard og University of Maryland i College Park, Maryland. "Højere temperaturer er forbundet med større tørhed, hvilket betyder mere fordampning fra reservoirer og tørre jord."