Et konstant DRIP med NASA-satellitter

Når tørken rammer Afrikas Horn, det er en trussel mod liv og levebrød. Samfund har brug for adgang til vand til sanitet, hydrering, husdyr og landbrug – og i mange tilfælde, tap af grundvandsforsyning er forskellen mellem en "tørke" og en "tørkenødsituation." Men det er en betydelig udfordring at vedligeholde de tusindvis af grundvandspumper, der leverer ferskvand til tørkeudsatte områder i Østafrika. NASA-satellitdata hjælper de mennesker, der vedligeholder denne afgørende infrastruktur, ved at fremhæve de steder, der er mest udsatte for tørke, og informere tidlige varslingshandlinger for at forhindre de værste tørkepåvirkninger på lokalsamfund.

"Ved at forudsige vandbehovet, vi kan støtte vandsystemoperationer for at sikre, at vandadgang er sikker i tørkeperioder, og dyre nødsituationer forhindres, " sagde Evan Thomas, tidligere NASA-ingeniør og lektor og direktør for Mortenson Center i Global Engineering ved University of Colorado, Kampesten.

Thomas leder Drought Resilience Impact Platform (DRIP), som overvåger vandforsyningerne til 3 millioner mennesker via sensorer installeret på grundvandspumper på tværs af hundredvis af steder i Kenya og Etiopien. Sensorerne advarer DRIP-netværket, hvis en pumpe svigter eller har brug for rutinemæssig vedligeholdelse. DRIP blev finansieret af flere USAID-programmer, og partnere omfatter Millennium Water Alliance (MWA), en international nonprofitorganisation for vandsikkerhed.

Som medlem af Applied Sciences-teamet, der støtter SERVIR, et fælles initiativ fra NASA og det amerikanske agentur for international udvikling (USAID), Thomas og hans team inkorporerer NASA-satellitdata for at identificere potentielle tørkeforhold. DRIP-partnere bruger derefter disse data til at rådgive beslutningstagere om, hvor de skal gribe ind – såsom at reparere en grundvandspumpe – før situationen bliver alvorlig.

Kenya, Etiopien og andre østafrikanske lande har oplevet stigende tørke i løbet af det sidste årti, delvist tilskrives klimaændringer. I disse tørre perioder, når der er mindre regn, samfund er mere afhængige af underjordisk vand lagret naturligt i jorden, sand og sten. DRIP-teamet har udviklet modeller for grundvandsefterspørgsel ved hjælp af NASA-jordobservationer som nedbør og overfladevand - inklusive data fra satellitmissioner, der bruger tyngdekraften til at måle ændringer i vandmængder på Jordens overflade.

En planlagt bruger af DRIP-systemet er USAID og NASA-støttede Famine Early Warning Systems Network (FEWS NET). FEWS NET arbejder med forskere, regeringsministerier og internationale agenturer til at spore og identificere potentiel fødevareusikkerhed - og håber at bruge DRIP-platformen til at informere offentlige rapporter om forholdene i verdens mest fødevareusikre lande. I Etiopien, for eksempel, FEWS NET kan muligvis inkorporere DRIPs realtidsdata om funktionaliteten af ​​vandpumper, der er afgørende for lokalsamfunds mulighed for at få adgang til grundvand. Det betyder, i tørketider, FEWS NET kunne afgøre, hvilke områder der er i stand til at kompensere for den mangel på nedbør ved at udnytte grundvandsforsyningen.

I løbet af de næste mange år, i samarbejde med Thomas og hans team, FEWS NET planlægger at integrere de data, der er indsamlet gennem dette projekt, i fødevaresikkerhedsprognoser for Østafrika.

At få DRIPs analyse i hænderne på lokale vandressourceforvaltere og andre i Afrika er en af ​​Nairobis opgaver, Kenya-baseret regionalt center for kortlægning af ressourcer til udvikling (RCMRD) – som fungerer som SERVIR-hub for det østlige og sydlige Afrika – og MWA. MWA samler regeringer, private virksomheder og hjælpeorganisationer for at øge adgangen til sikkert drikkevand og sanitetskapacitet i samfund i Afrika, Asien og Latinamerika.

Thomas' team samarbejder med både MWA og RCMRD for at bruge DRIP-oplysninger til at forudsige grundvandsefterspørgsel og arbejde med nationale og lokale myndigheder, såsom Kenya National Drought Management Authority, at bruge dataene til at hjælpe med at forhindre tørkenødsituationer.

"Som en regional tjenesteudbyder, RCMRD udnytter partnerskaber, der hjælper os med at betjene vores samfund med den bedste information til beslutninger, der påvirker deres daglige aktiviteter, " sagde Denis Macharia, vejr og klima fører til RCMRD. "DRIP er et meget nyttigt værktøj for os."

Macharia er co-principal investigator af dette projekt sammen med Thomas, samt en ph.d. studerende ved University of Colorado Boulder, arbejder sammen om at inkorporere NASA-satellitdata i DRIP. I de tørre områder i Kenya og Etiopien, et område berygtet for cykliske og ødelæggende tørker, Macharia siger, at DRIP vil være et "superværktøj", fordi det kombinerer satellitdata og jordmålinger for at overvåge vand og græsningsarealer for at give en hidtil uset indsigt i, hvor der er mest behov for vandadgang - før en tørke rammer.

"Disse kritiske levebrødsdrivere er centrale for modstandsdygtigheden af ​​pastoristiske samfund i disse regioner, " sagde Macharia. "Efterhånden som DRIP udvikler sig, vi har allerede engagementer med tørkehåndtering og humanitære agenturer som Kenya Red Cross Society, leverer information fra DRIP, der kan hjælpe med at informere tidlige varslingshandlinger for at afbøde tørkepåvirkningerne på disse sårbare samfund."

Dan Irwin, SERVIR global program manager hos NASA, sagde, at "dette arbejde er yderst innovativt og et godt eksempel på, hvordan satellitdata kan have indflydelse fra den virkelige verden for at hjælpe med menneskers liv og levebrød i steder som Østafrika. Vores vision er at forbinde rummets udsigtspunkt med livet på jordniveau, og DRIP gør netop det."

I 2021 håber DRIP-teamet at udvide denne avancerede overvågning af vandadgang yderligere på tværs af de tørre regioner i Etiopien og Kenya, Thomas sagde, tilføjer, at de vil udvide selv til websteder, der ikke har på jorden sensorer. "I takt med at klimaændringer øger vandstressen på mennesker, landbrug og husdyr, vi håber at hjælpe med at afslutte tørkenødsituationer ved at sikre, at lokale, nationale og internationale interessenter kan hjælpe med at sikre, at vand er tilgængeligt året rundt."