p Todos os dias - até trinta vezes por dia, na verdade, um dos funcionários de Mark Mason na Nature's Reward Farms em Monterey County, A Califórnia traz para ele os resultados de um teste de solo para discussão. p Mason supervisiona fertilizantes e irrigação para a fazenda 5, 000 hectares ao longo da costa central da Califórnia, que é apelidada de "Salada da América" ​​e é uma das regiões agrícolas mais produtivas e diversificadas do mundo. Os resultados dos testes de solo são dados essenciais para uma de suas mais novas ferramentas:CropManage, que é operado pela University of California Cooperative Extension e usa dados da NASA e outras fontes para criar recomendações personalizadas de irrigação e fertilizantes. Além das medições de satélite do desenvolvimento da cultura, mede o clima local, características do solo, e eficiência do sistema de irrigação.

p "CropManage dá uma recomendação para a pessoa que saiu e retirou a amostra de solo, "Mason explicou." Ele consegue os resultados, então discute isso comigo. Eu sei como é o campo, então vou seguir as recomendações do CropManage e tomar uma decisão com base no que sei sobre o método de irrigação, quando será colhido, o tipo de solo, como fica a cultura, e a história daquele terreno naquela época do ano. "

p Se você comeu uma fruta, vegetal ou noz hoje, as chances são boas de que veio de uma fazenda como a Nature's Reward Farms na costa central da Califórnia, ou do vizinho Vale Central. Cobrindo mais de 20, 000 milhas quadradas no Golden State, essas regiões abrigam milhares de fazendas que cultivam centenas de safras diferentes, produzindo anualmente mais de um terço dos vegetais dos Estados Unidos e dois terços de suas frutas e nozes.

p Mas o centro da Califórnia não recebe muita chuva. A maior parte da água do Vale Central vem de riachos e reservatórios que capturam o derretimento da neve nas montanhas e as águas subterrâneas armazenadas em depósitos porosos bem abaixo da superfície. Essas fontes de água enfrentam pressões crescentes devido às mudanças climáticas, uso humano e variabilidade natural, tornando a gestão da água uma questão complexa e em evolução. Monitorar a quantidade de água disponível para cultivar nossos mantimentos nunca foi tão vital, e os satélites de observação da Terra e os programas de parceria da NASA ajudam os agricultores, gestores de recursos hídricos e formuladores de políticas monitoram e alocam recursos hídricos cada vez mais escassos em todo o estado.

p Vigiando o abastecimento de água

p Em um ano ideal, A neve pesada cai nas cadeias de montanhas da Califórnia e se acumula durante o inverno e a primavera. A neve atua como um reservatório natural, retendo e liberando água gradualmente em rios e riachos conforme o clima esquenta na primavera. De lá, um sistema de aquedutos, canais e dutos transportam a água para regiões mais secas do estado. Muitos agricultores da região central do estado usam essa água para irrigar suas plantações, e também dependem fortemente da água subterrânea de poços.

p Mas nem todo ano é um ano ideal. Em 2021, por exemplo, o calor extremo e a seca continuaram a golpear o Ocidente. A precipitação abaixo da média do inverno e a queda de neve excepcionalmente pequena evaporaram rapidamente nas altas temperaturas da primavera ou derreteram e empaparam em solos ainda ressecados pelo outono e inverno secos. Como resultado, sobrou pouca água para encher os reservatórios e nutrir as plantas mais abaixo no vale. Já bem alocado, o abastecimento de água na região tornou-se ainda mais escasso, e alguns fazendeiros precisam tomar decisões difíceis sobre quais safras receberão essa água.

p Os pesquisadores da NASA observam de perto as fontes de água do centro da Califórnia, como eles estão mudando com o tempo, e por quê - e produzir informações que podem ser usadas para determinar o que fazer a respeito. Satélites, missões aéreas e de campo rastreiam a queda de neve, chuva, níveis de umidade do solo, esgotamento das águas subterrâneas, saúde da cultura e evapotranspiração. Ao fornecer melhores informações sobre a quantidade de água que entra e sai do sistema, esses indicadores ajudam os agricultores a determinar quanta água eles vão precisar e quanta estará acessível.

p Matt Rodell é o vice-diretor associado de Ciências da Terra para a hidrosfera, biosfera, e geofísica no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. Ele estuda as águas subterrâneas em todo o mundo, usando dados da missão Gravity Recovery and Climate Experiment Follow-On (GRACE-FO) da NASA. A água subterrânea é especialmente importante em lugares como o Vale Central e a Costa Central, que não recebem muita precipitação e enfrentam secas frequentes.

p "A água subterrânea é extremamente importante porque normalmente está sempre disponível, "Rodell disse." Está armazenado ao longo de muitos anos, ou décadas, ou séculos, ou milênios - é como sua conta poupança. Você sempre quer ter essa água reservada para que ela esteja lá nos tempos difíceis. "

p A Califórnia é um dos pontos críticos globais que os pesquisadores do GRACE estão estudando. É uma das muitas áreas onde a água subterrânea está se esgotando mais rapidamente do que sendo recarregada.

p "As pessoas dependem excessivamente da água subterrânea, "Rodell disse." Idealmente, como sua conta poupança, você gostaria de gastar menos do que investe nele durante um longo período. Mas na Califórnia, eles usam tanta água subterrânea que o nível vem diminuindo há décadas. "

p A Califórnia aprovou recentemente sua primeira política de regulamentação de águas subterrâneas em todo o estado, parcialmente em resposta às preocupações com o esgotamento das águas subterrâneas, disse Claudia Faunt, um hidrólogo da U.S. Geological Survey e chefe do programa para a disponibilidade de água subterrânea e seção de uso do USGS California Water Science Center em San Diego, Califórnia. Em algumas áreas, a queda do nível do lençol freático leva à subsidência:a superfície da terra afunda à medida que a água é extraída dos depósitos abaixo, e esses depósitos se assentam e compactam.

p "Problemas de subsidência afetam outras partes da infraestrutura, e poços estão secando em áreas onde os níveis de água foram baixados, "Faunt disse. Perfurando mais fundo quando um poço seca, ou a perfuração de novos poços em busca de água, é caro e pode contribuir para o esgotamento ainda maior das águas subterrâneas.

p Outras ameaças ao abastecimento de água da região - como o declínio da camada de neve e a mudança nos padrões de precipitação no inverno - são causadas pelas mudanças climáticas. Também, o aquecimento do clima aumentará a evapotranspiração, que contribui para o déficit de umidade do solo e estresse hídrico das plantas, e pode afetar o clima local. Conforme os padrões de precipitação mudam, cenários futuros de chuva podem se tornar cada vez mais extremos. Na Califórnia e em outras partes do oeste dos Estados Unidos, isso provavelmente vai parecer uma seca, ameaçando a produção de alimentos.

p Colocando os dados da NASA para trabalhar para fazendeiros da Califórnia

p Para lidar com a mudança das condições, Os agricultores da Califórnia estão procurando novas ferramentas e tecnologias para ajudá-los a produzir os frutos, nozes e vegetais em constante demanda pelos consumidores dos EUA.

p Além de GRACE-FO estudando águas subterrâneas, missões como SMAP (Soil Moisture Active Passive) e MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) medem a umidade do solo e a evapotranspiração, e GPM (a missão Global Precipitation Measurement) rastreia chuva e neve. O burro de carga do programa Landsat, um esforço conjunto da NASA e do U.S. Geological Survey, mediu a saúde e o crescimento da safra por quase 50 anos. Além disso, NASA colabora com universidades, companhias privadas, instituições de pesquisa e outras agências governamentais para criar ferramentas e programas que colocam todos esses dados para funcionar. Por meio de Ciências Aplicadas da NASA e seus programas de Segurança Alimentar e Agricultura, incluindo NASA Harvest, os agricultores podem acessar informações úteis para tomar melhores decisões em suas fazendas.

p Lee Johnson é um cientista pesquisador sênior do Ames Research Center da NASA e da California State University em Monterey Bay (CSUMB). Em parceria com Forrest Melton do programa de Ciências Aplicadas da NASA e Alberto Guzman e Will Carrara da NASA Ames, ele oferece suporte ao sistema de suporte de gerenciamento de irrigação por satélite (SIMS), uma plataforma de dados online que usa dados de satélite da Terra disponíveis publicamente e modelos de código aberto para mapear a evapotranspiração na escala de um quarto de acre.

p "A evapotranspiração é uma grande parte do ciclo hidrológico, e ainda no passado, muitas informações sobre ele têm sido difíceis de obter ou caras, "Disse Johnson." Todo mundo sabe sobre precipitação; está na tela inicial do seu telefone. Mas a evapotranspiração é uma espécie de processo reverso. Para os produtores que desejam usá-lo para orientar sua produção de safra, esta informação tem sido escassa. E se você não puder medi-lo de forma confiável, é mais difícil de administrar. "

p "Para a maioria das colheitas, a evapotranspiração representa a quantidade mínima de água que deve ser reposta por meio de irrigação ou precipitação para manter uma cultura saudável e maximizar os rendimentos da cultura, ", disse Melton." Ligar dados baseados em satélite do SIMS com o CropManage ajuda agricultores como Mark Mason e sua equipe da Nature's Reward a eliminar as suposições ao estimar as necessidades de irrigação e fertilizantes para suas safras. "

p Outra ferramenta de gestão da água, GRAPEX (perfil atmosférico de sensoriamento remoto de uva e experiência de evapotranspiração), também usa dados Landsat, desta vez para ajudar os proprietários de vinhas. As imagens térmicas e visuais do Landsat fornecem aos produtores informações sobre a evapotranspiração e a saúde das plantas de seus vinhedos e os ajudam a evitar que fiquem muito molhados ou muito secos.

p "O objetivo do nosso trabalho é encontrar maneiras de colocar os dados da NASA nas mãos de agricultores e irrigadores no campo, onde pode ajudar a melhorar a sustentabilidade da agricultura da Califórnia, "disse Guzman, um engenheiro de software sênior da NASA Ames e CSUMB que começou sua carreira trabalhando nos campos da Califórnia. "Parcerias com produtores inovadores como o Nature's Reward são a chave para garantir que podemos pegar petabytes de dados de satélite e transformá-los em informações que podem ser usadas para a tomada de decisões no dia a dia."