Uso de satélites para monitorear la quema a cielo abierto

por Jessica McCarty - 10 julio, 2017
Los datos del satélite de observación de la Tierra se están utilizando para mapear incendios y calcular las emisiones de carbono negro relacionadas en las regiones andina y del Himalaya.

Los glaciares del Himalaya y los Andes son las principales fuentes de agua para más de 1.5 millones de personas en el sur y el este de Asia.[ 1 ] y 77 millones de personas en América del Sur[ 2 ]. Debido al cambio climático y la deposición de contaminantes climáticos de vida corta como el carbono negro (BC), estos glaciares se están derritiendo a un ritmo sin precedentes. Este derretimiento tiene implicaciones para las fuentes de agua dulce, las inundaciones extremas, los conflictos por el agua y la seguridad alimentaria en gran parte del sur de Asia y América del Sur.[ 3 ] 

Emisiones de carbono negro de la quema a cielo abierto  

La quema a cielo abierto es la fuente más grande de emisiones de CN a nivel mundial, aproximadamente 2700 Gg o el 36 % de las emisiones de CN[ 4 ], con incendios agrícolas que comprenden el 10-20% de todos los incendios. La quema de biomasa probablemente causará un 0.4oC aumento de la temperatura en los próximos 20 años del cambio climático global[ 5 ]. Contaminantes climáticos de vida corta (SLCPs), incluido el metano (CH4), BC y ozono troposférico (O3), tienen vidas atmosféricas que van desde unos pocos días hasta varias semanas y hasta 12 años para CH4, lo que significa que su reducción puede tener un impacto positivo casi inmediato y duradero en el cambio climático y la calidad del aire.[ 6 ].

La quema de campos agrícolas y los incendios forestales son fuentes de deposición de carbono negro en estos glaciares.[ 7 ]. Por ejemplo, el fuego se usa comúnmente en el sur de Asia para apoyar la gestión agrícola y de pastos, específicamente para eliminar el exceso de residuos de cultivos y otros desechos agrícolas, pero estos incendios pueden extenderse a áreas silvestres durante la estación seca. Estos incendios forestales en Nepal tienden a ocurrir entre diciembre y mayo, con un pico en abril.[ 8 ]. La quema agrícola en Nepal ocurre de marzo a junio, con una gran cantidad de quemas también a lo largo de la frontera con India al mismo tiempo.[ 9 ]. La quema está muy extendida en todo el sur y centro de Nepal en los distritos de Teria y Hill, con el mismo sistema de cultivo de arroz y trigo que las regiones de Punjab y gran parte de la llanura Indo-Gangetic.

También existe una oportunidad para que la ciencia del fuego y la comunidad de gestión de incendios forestales de todo el mundo ayuden y aboguen por técnicas de agricultura climáticamente inteligente que reduzcan y/o eliminen la quema abierta innecesaria en los agroecosistemas. Por ejemplo, la integración de la quema prescrita de agroecosistemas vecinos con la gestión de incendios forestales, especialmente dado el aumento del riesgo de incendios forestales en un clima más cálido y los eventos graves de contaminación del aire causados ​​por la quema prescrita, como ocurrió en Nueva Delhi, India, en el otoño de 2016.[ 10 ] [ 11 ]. Conservation International ha comenzado a desarrollar sistemas comunitarios y guiados por la comunidad para hacer esto a través de su sistema Firecast.[ 12 ]. El manejo futuro de la contaminación del aire por incendios forestales deberá incluir la planificación de incendios prescritos en los agroecosistemas.

Quema agrícola a cielo abierto en la India
Imagen en color verdadero y espesor óptico de aerosol (AOT) que muestra la profundidad del humo de la quema agrícola abierta en India en el otoño de 2016, datos satelitales NPP VIIRS, NOAA View (https://www.nnvl.noaa.gov/view/globaldata.html)

¿Qué podemos hacer?

La introducción de técnicas de agricultura climáticamente inteligente, incluida la labranza cero y la restauración del suelo, a través de capacitación patrocinada, equipos y granjas modelo eliminará la quema abierta prescrita al tiempo que aumentará la productividad y la calidad del suelo. Los co-beneficios de la agricultura climáticamente inteligente sin quema incluyen la reducción de las necesidades de riego, la mejora de la calidad del aire y la salud pública, la mejora de la calidad del suelo, el aumento de los rendimientos y el desarrollo de capacidades a través de la capacitación, la tecnología y el equipo. Este proyecto financiado por la Coalición tendrá como objetivo dos proyectos de implementación en la región de Junín, Perú y el estado de Punjab, India. Se busca cofinanciamiento para expandirlo a otros proyectos de implementación en Ecuador, Bolivia, Nepal y Pakistán. 

Agricultura climáticamente inteligente
El conjunto de técnicas de agricultura climáticamente inteligente y los co-beneficios asociados, incluida la eliminación de la quema de residuos de cultivos que reduce SLCPs cerca de los glaciares andinos y del Himalaya.

¿Por qué Satélites?

Los datos satelitales de observación de la Tierra (EO) disponibles de la Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio (NASA) y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) de EE. UU. se están utilizando para cartografiar todos los incendios y calcular las emisiones de CN relacionadas en las regiones andina y del Himalaya. Específicamente, los datos de incendios activos y áreas quemadas del Espectrorradiómetro de Imágenes de Resolución Moderada (MODIS) y el Espectrómetro de Imágenes Infrarrojas Visibles (VIIRS) se utilizan para mapear todos los incendios de más de 30 m.2.

Se han construido registros históricos de incendios y emisiones de incendios para las regiones andinas y del Himalaya, con evaluaciones a escala más fina de las regiones de implementación de granjas, que se remontan a 2003. En el futuro, los incendios y emisiones actuales y futuros (2017-2020) serán cartografiados y registrados para compararlos con el registro histórico. Esto nos permitirá tener datos y una metodología independientes para monitorear y evaluar cuán efectivas son las estrategias de intervención de agricultura climáticamente inteligente sin quemas a nivel de finca, aldea, región y país. Luego podemos comparar esto con nuestras observaciones terrestres de socios regionales para una mayor verificación.

En última instancia, podremos determinar si las estrategias de intervención climáticamente inteligente han reducido o eliminado la quema a cielo abierto en estas regiones agrícolas adyacentes a los glaciares. Este método de monitoreo basado en satélites es de código abierto, fácilmente replicable y gratuito o de bajo costo. Todos los mapas y bases de datos de emisiones están disponibles en línea a través de la cooperación con Clima internacional de la criosfera iniciativa y en el proyecto cuenta de Twitter Tanto en inglés como en español. 

VIIRS incendios activos detectados en tierras de cultivo en Perú durante la temporada de quemas de invierno de junio a agosto, ejemplo de agosto de 2016.
VIIRS incendios activos detectados en tierras de cultivo en Nepal durante la temporada de quema de invierno/primavera de enero a mayo, ejemplo de abril de 2017.

Jessica McCarty es profesora asistente de geografía en la Universidad de Miami, donde colabora en proyectos de demostración. Tiene un doctorado en Geografía de la Universidad de Maryland en College Park. Su experiencia incluye la aplicación de sensores remotos, GIS y minería de datos a la agricultura, técnicas de agricultura climáticamente inteligente, seguridad alimentaria, incendios, calidad del aire, emisiones de GEI, carbono negro y SLCPs, clima, uso de la tierra/cambio en la cobertura de la tierra, desarrollo de aplicaciones y vehículos aéreos no tripulados. 

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