Śledzenie potopu i suszy poprzez wilgotność gleby
Zmienny stan gleb w USA, od nasiąkniętych do suchych, ma wpływ na rolników i produkcję roślinną.
Po obfitych deszczach i powodziach w dolinie Missisipi i innych regionach w 2019 r. susza powróciła na znaczną część Stanów Zjednoczonych w latach 2021-22. Od mokrego do suchego, obie skrajności mają wpływ na gleby i uprawy, które wspierają.
Przeciwne skrajności zostały wykryte przez satelity NASA. Ale było to nowatorskie narzędzie — produkt do analizy wilgotności gleby (Crop-CASMA) — które zintegrowało te dane satelitarne w formacie, który był szczególnie przydatny dla ludzi. Dzięki wysokiej rozdzielczości i aktualnym informacjom o wilgotności gleby Crop-CASMA, rolnicy i kierownicy rolnictwa mogą dokładniej śledzić obszary o wysokiej i niskiej wilgotności.
Animacje na tej stronie, oparte na danych z Crop-CASMA, pokazują anomalie wilgotności gleby w górnych 15 centymetrach (6 cali) gruntu na terenach sąsiadujących ze sobą Stanów Zjednoczonych. Ta warstwa powierzchniowa lub wierzchnia warstwa gleby zawiera wodę wykorzystywaną przez rośliny w ich najwcześniejszych stadiach, od kiełków po siewki. Za mało lub za dużo wody w tych fazach wzrostu może oznaczać kłopoty dla upraw.
Zima i wiosna 2019 r. dostarczyły zbyt dużo wody, szczególnie w zlewniach rzeki Missisipi i Missouri. Szybko topniejący śnieg i lód, wraz z zaporą sztormów, doprowadziły do gwałtownych powodzi w stanach Środkowego Zachodu. Tymczasem Stany Zjednoczone jako całość przeżyły najgorsze 12 miesięcy w ciągu 124 lat nowoczesnego prowadzenia dokumentacji. Wilgotne warunki zmusiły wielu rolników do opóźnienia sadzenia. Inni rolnicy w ogóle nie uprawiali roślin.
Obfitość wilgoci jest widoczna w pierwszej animacji (od marca do lipca 2019). Ciemniejsze niebieskie obszary wskazują, gdzie Crop-CASMA znalazł więcej wody niż średnia dla każdego dnia. Każdy piksel reprezentuje 9 kilometrów kwadratowych (3 mile kwadratowe). Rezolucja ta pozwala rolnikom i osobom zarządzającym zasobami obserwować warunki wilgotności gleby w skali miast i powiatów, a nie stanów.
Obszary o ponadprzeciętnej wilgotności prawie zawsze migają w jakiejś części krajobrazu, co widać na drugiej animacji (od marca 2021 do czerwca 2022). Na przykład w sierpniu 2021 r. huragan Ida kategorii 4 zalał wschód Stanów Zjednoczonych. Uruchamiając zestaw danych Crop-CASMA, Krajowa Służba Statystyki Rolniczej (NASS) USDA była w stanie określić, gdzie uprawy trzciny cukrowej w Luizjanie odpowiadają obszarom o nienormalnie wysokiej wilgotności gleby i gdzie uprawy mogą zostać uszkodzone.
Ale pośród przelotnych zdarzeń pogodowych z ostatnich osiemnastu miesięcy zwróć uwagę na rozległe obszary, na których gleba stała się i pozostała bardziej sucha niż zwykle (brązowa). Latem 2021 roku susza wysuszyła większość Stanów Zjednoczonych od Gór Skalistych po wybrzeże Pacyfiku. Suchość rozszerzyła się na strefę korzeniową — górny metr (3 stopy) gleby. Ta warstwa (nie pokazana na ilustracji) zawiera wodę wykorzystywaną przez bardziej ugruntowane rośliny, co czyni ją ważnym elementem zdrowia upraw w późniejszym okresie wegetacji. Niezwykle sucha wierzchnia warstwa gleby i gleba w strefie korzeniowej są jednymi z kluczowych wskaźników suszy.
Na początku sierpnia 2021 r. USDA NASS poinformował, że 56 procent całej ziemi uprawnej w Kalifornii miało znacznie mniej wilgoci w strefie korzeniowej, niż jest to wymagane do normalnego rozwoju roślin. W analizie stwierdzono: „Wzrost został zatrzymany lub prawie zatrzymany, a rośliny wykazują widoczne oznaki stresu związanego z wilgocią. W takich warunkach rośliny szybko doznają nieodwracalnych uszkodzeń”.
W porównaniu z wodami gruntowymi warstwy powierzchniowe szybko reagują na zdarzenia pogodowe. Nawet po tym, jak klimatyczna rzeka przyniosła historyczne deszcze i opady śniegu na Zachodnie Wybrzeże pod koniec października 2021 r., gleby szybko ponownie wyschły. Następnie w 2022 roku Kalifornia odnotowała najsuchszy w historii styczeń, luty i marzec, ponieważ prawie cały stan pogrążył się w ostrej lub skrajnej suszy.
Analizy warunków glebowych, wraz z internetowym narzędziem GIS Crop-CASMA, mogą pomóc rolnikom i menedżerom zasobów w określeniu czasu sadzenia i nawadniania upraw oraz prognozowaniu plonów, zwłaszcza w obliczu utrzymującej się w tym roku suszy. Do końca czerwca 2022 r. prawie połowa Stanów Zjednoczonych była w suszy od umiarkowanej do skrajnej; tylko 3 procent było bardzo mokre.
Animacje NASA Earth Observatory autorstwa Joshuy Stevensa, wykorzystujące dane o wilgotności gleby z Crop Condition i Soil Moisture Analytics (Crop-CASMA). Produkt Crop-CASMA został opracowany przez naukowców z Departamentu Rolnictwa USA (USDA), George Mason University oraz Goddard Space Flight Center i Jet Propulsion Laboratory NASA. Crop-CASMA integruje pomiary z satelity SMAP (Soil Moisture Active Passive) i wskaźników roślinności z instrumentów Moderate Imaging Spectroradiometer (MODIS) na satelitach Terra i Aqua NASA. Opowieść i filmy Kathryn Hansen z informacjami od Rajata Bindlisha/NASA GSFC.
Zobacz również nasze szczegółowe prognozy:
