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    Os pesquisadores usam drones para monitorar os fluxos de água no solo
    p As cores na imagem térmica mostram as diferentes temperaturas da superfície - quanto mais brilhante a cor, o mais quente. As superfícies são mais frias onde a água está disponível para as plantas e pode evaporar. Crédito:HyWa / BOKU

    p Por oito anos, uma área em Luxemburgo medindo cerca de 300 quilômetros quadrados estava sob vigilância especial. Grupos de pesquisa de toda a Europa analisaram a área de captação do rio Attert, drones voaram sobre ele com câmeras de imagem térmica, e os satélites mediram a radiação. Enquanto isso, equipes de pesquisa estavam nos campos determinando a composição do solo. Os dados foram então usados ​​para elaborados cálculos de modelagem por computador. O objetivo desses esforços era resolver um mistério que intrigava as pessoas desde os primórdios da agricultura:como a água flui na superfície da Terra e no solo? p Esta questão não é apenas relevante para a agricultura, também é fundamental para compreender o impacto das mudanças climáticas ou prever as consequências de desastres naturais. A partir de agora, o conhecimento é incompleto e fatores como a vegetação aumentam a complexidade da situação. Lidar com essa complexidade era o objetivo do projeto internacional CAOS, abreviação de Catchments as Organized Systems, que envolveu grupos de pesquisa da Áustria, Alemanha e Luxemburgo. Uma parte do projeto foi conduzida sob os auspícios do hidrólogo Karsten Schulz da Universidade de Recursos Naturais e Ciências Aplicadas à Vida de Viena e financiada pelo Fundo de Ciência Austríaco FWF. Usando novos métodos para suas investigações, o grupo vienense se concentrou principalmente na análise de imagens térmicas obtidas por drones e satélites.

    p Dados fragmentados

    p É assim que Schulz explica os desafios na compreensão dos fluxos de água na superfície da Terra:"Em primeiro lugar, há a precipitação, que é talvez o componente mais difícil porque, para ser bem honesto, não sabemos exatamente quanta chuva realmente cai. "Existem medições de radar de área baseadas no solo e medições pontuais em estações meteorológicas, mas entre os dois, muita coisa permanece incerta. "Especialmente na região alpina, as medições são muito propensas a erros, "observa Schulz.

    p Na opinião dele, medindo a descarga de água, ou seja, a quantidade de água nos rios, já funciona muito bem, mas é particularmente difícil determinar a evaporação da água da superfície da Terra. "Na Áustria, em particular, há poucos dados disponíveis sobre este aspecto, porque quase não existem pontos de medição, "diz Schulz.

    p A complexidade e variabilidade do solo apresentam um desafio adicional:"Muitas vezes, o escoamento após a precipitação é controlado pela estrutura porosa grossa do solo, que é determinado, inter alia pela atividade das minhocas. Por esta razão, o projeto tinha seu próprio grupo de trabalho estudando tocas de minhocas e tentando quantificá-las e prever sua estrutura. "

    p A evaporação fornece efeito de resfriamento

    p O rio Attert foi selecionado porque sua área de captação possui uma rede particularmente densa de estações de medição, o que o torna uma área de teste perfeita para refinar modelos e desenvolver uma imagem o mais completa possível de todos os processos envolvidos. A missão de Schulz e seu grupo era o sensoriamento remoto, ou seja, observar os processos do ar usando câmeras de imagem térmica, entre outras coisas. “Analisamos todo o sistema usando sensoriamento térmico remoto e caracterizamos a área de captação em termos de suas funções, "Schulz explica.

    p A temperatura da superfície terrestre permite aos pesquisadores tirar conclusões sobre a evaporação. A evaporação diminui onde a temperatura da superfície é alta porque apenas menos água está disponível, e o efeito de resfriamento da evaporação está faltando. Onde a água está presente, a energia é utilizada para a evaporação e as temperaturas são consequentemente mais baixas.

    p As imagens térmicas por si só não fornecem informações suficientes, é por isso que o grupo de pesquisa as combinou com imagens de câmeras convencionais. O grupo de Schulz estudou imagens de um período de dez anos e submeteu esses dados a uma chamada análise de componentes principais. Este método permite que eles identifiquem as estruturas relevantes em grandes quantidades de dados. O objetivo foi identificar áreas com comportamento hidrológico semelhante. “Também utilizamos os dados desta área para caracterizar e classificar a vegetação de forma a poder deduzir as propriedades do solo a partir do resultado, "explica Schulz.

    p Visando um modelo preciso

    p Juntamente com os resultados dos outros grupos internacionais, as descobertas de Schulz e sua equipe foram integradas em um novo modelo de fluxo de água para a região de Attert. "Nosso trabalho foi usado para determinar qual resolução espacial da fotografia aérea era necessária para mapear todas as características relevantes da paisagem e para determinar como as informações do solo podem ser incorporadas ao modelo." Schulz considera o novo modelo derivado do projeto de pesquisa básica um grande avanço:"Modelos hidrológicos anteriores, como os que tradicionalmente usamos em sistemas de previsão de enchentes de entrada, não tem, como uma regra, implementou essa interação entre água e vegetação no solo. "As novas descobertas facilitam melhores previsões para a agricultura e para as consequências das inundações. A partir de 2011, o projeto CAOS decorreu em duas fases e foi concluído no final de 2019.


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