Vem verão, Utahns irão migrar para os lagos do estado e reservatórios para barcos, nadar e fazer um piquenique ao longo da costa. E toda semana, se não todos os dias, cientistas como Kate Fickas, da Utah State University em Logan, usarão imagens de satélite e outros dados para monitorar locais de recreação para verificar o rápido crescimento de algas em flor. e certifique-se de que a água é segura para pessoas e animais de estimação.

Do ponto de vista do espaço, satélites, incluindo o Landsat 8 da NASA e do U.S. Geological Survey (USGS), pode ajudar os cientistas a identificar lagos onde uma flor se formou. É um processo complicado de análise de dados, mas um que os pesquisadores estão automatizando para auxiliar os gerentes de recursos na identificação de problemas potenciais.

"Eu cresci nadando no rio Willamette, em Oregon, e mergulho em lagos durante o verão, "disse Fickas." Portanto, significa muito para mim poder não apenas ajudar a desenvolver algoritmos para monitorar o florescimento de cianobactérias, o que é interessante por si só, mas ser capaz de dar o próximo passo e manter o público seguro, e permitir que eles recriem com segurança e aproveitem a água da maneira que eu faço. "

As flores são feitas de algas que ocorrem naturalmente, fitoplâncton, e cianobactérias que explodem em número sob as condições certas:temperaturas quentes, muitos nutrientes, e águas calmas. Muitos corpos d'água em Utah atendem a essas condições, Fickas disse, especialmente com o aquecimento das temperaturas devido à mudança climática, bem como escoamento rico em nutrientes de campos agrícolas e outras fontes.

Satélites incluindo o Landsat 8 e o Sentinel-3 da ESA (Agência Espacial Européia) podem detectar quando um lago muda de cor devido aos tapetes de organismos esverdeados - permitindo que cientistas como Fickas digam aos gerentes de água onde testar para ver se as águas são prejudiciais ou não . Os dois satélites têm potências diferentes:Sentinel-3 coleta dados em lagos individuais com mais frequência e mede comprimentos de onda de luz que são mais indicativos de fitoplâncton, mas o Landsat 8 tem uma resolução espacial mais alta, para que possa observar lagos menores e identificar áreas problemáticas específicas dentro de um lago maior.

A detecção baseada no satélite Landsat de uma floração em 2017 no Lago Utah ajudou a economizar cerca de US $ 370, 000 em saúde e custos relacionados para a área, de acordo com um estudo de 2020 publicado na revista GeoHealth. O estudo de caso se baseia em um projeto maior de várias agências para rastrear a proliferação de algas.

Quando o Landsat 8 mede uma flor, ele detecta clorofila-a, um pigmento verde encontrado no fitoplâncton, disse Nima Pahlevan, um cientista do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. A água é uma coisa complicada para os satélites Landsat medirem, pois é escura em comparação com as árvores reflexivas brilhantes, edifícios, e outras paisagens. Mas o Landsat 8 é mais sensível do que seus antecessores, capaz de distinguir entre muito mais intensidades de luz, essencialmente detectando mais tons de verde.

"Qualquer aumento do nível de clorofila-a acima do normal pode ser alarmante, e é isso que procuramos nos dados de satélite, " ele disse.

Nima e sua equipe desenvolveram um algoritmo para levar os dados coletados pelo Landsat 8 sobre lagos, analise isso, e criar um produto que informe aos gerentes locais de água ou recreação onde pode estar esse aumento na clorofila-a. Ir dos dados brutos para o produto utilizável envolve várias etapas, incluindo a contabilização de partículas e gases atmosféricos que poderiam distorcer os resultados.

“Nem todo mundo tem acesso ao poder da computação para processar imagens de satélite, ou o tempo ou experiência, "Pahlevan disse." Ter esses produtos prontamente disponíveis para a comunidade aumentará significativamente o número de pessoas que podem usar os produtos de dados de satélite. "

Esses produtos de refletância aquática Landsat ainda são provisórios, ele enfatizou, mas eles estão recentemente disponíveis no USGS, que fornece todos os dados Landsat, bem como outros produtos de dados, gratuitamente.

Embora este produto de dados possa ajudar os tomadores de decisão a identificar áreas de problemas potenciais para velejadores e nadadores, outros produtos de dados Landsat medem coisas como áreas florestais, áreas queimadas, e cobertura de neve.

"Os produtos de dados convertem as observações complexas feitas pelo instrumento para o tipo de informação de que as pessoas precisam, "disse Jeff Masek da NASA Goddard, cientista do projeto para o próximo satélite Landsat 9. "Eles permitem que pessoas que não estão tão familiarizadas com as complexidades do sensoriamento remoto façam uso dos dados."

Landsat 9, que está programado para ser lançado em setembro de 2021, tem todos os atributos do Landsat 8 que permitem quantificar a clorofila-a, e terá recursos adicionais para distinguir entre ainda mais intensidades de luz refletida de corpos d'água e outras superfícies. Os cientistas também estão ansiosos por futuros satélites. Landsat Next, o satélite seguindo o Landsat 9, poderia ter recursos adicionais que permitem detectar melhor os organismos específicos que causam florações prejudiciais, e não apenas o crescimento benigno do fitoplâncton que não libera nenhuma toxina preocupante.

“Estamos vendo mais problemas de qualidade da água em todo o mundo, "Masek disse, "É por isso que estamos tão interessados ​​na capacidade de monitorá-los."