Использование спутников для наблюдения за открытым горением
Ледники в Гималаях и Андах являются основными источниками воды для более чем 1.5 миллиарда человек в Южной и Восточной Азии.[1] и 77 миллионов человек в Южной Америке[2]. Из-за изменения климата и осаждения недолговечных загрязнителей климата, таких как черный углерод (ЧУ), эти ледники тают с беспрецедентной скоростью. Это таяние имеет последствия для источников пресной воды, экстремальных наводнений, водных конфликтов и продовольственной безопасности для большей части Южной Азии и Южной Америки.[3]
Выбросы черного углерода от открытого сжигания
Открытое сжигание является крупнейшим источником выбросов ЧУ в мире, примерно 2700 Гг или 36% выбросов ЧУ.[4], причем сельскохозяйственные пожары составляют 10-20% всех пожаров. Сжигание биомассы, вероятно, вызовет 0.4oC повышение температуры в ближайшие 20 лет глобального изменения климата[5]. Короткоживущие загрязнители климата (SLCPс), в том числе метан (CH4), ВС и тропосферный озон (O3), имеют время жизни в атмосфере от нескольких дней до нескольких недель и до 12 лет для CH4, что означает, что их снижение может оказать почти немедленное и длительное положительное влияние на изменение климата и качество воздуха.[6].
Сжигание сельскохозяйственных полей и лесные пожары являются источниками отложений черного углерода на этих ледниках.[7]. Например, пожары обычно используются в Южной Азии для поддержки управления сельским хозяйством и пастбищами, в частности, для удаления избыточных пожнивных остатков и других сельскохозяйственных отходов, но эти пожары могут распространиться на дикие земли в засушливый сезон. Эти лесные пожары в Непале, как правило, происходят в период с декабря по май, с пиком в апреле.[8]. Сельскохозяйственные поджоги в Непале происходят с марта по июнь, в то же время большое количество поджогов также происходит вдоль границы с Индией.[9]. Сжигание широко распространено в южном и центральном Непале в округах Терия и Хилл, с той же системой возделывания риса и пшеницы, что и в регионах Пенджаба и большей части Индо-Гангской равнины.
Существует также возможность для сообщества специалистов по пожарной безопасности и управления лесными пожарами во всем мире оказывать помощь и пропагандировать климатически оптимизированные методы ведения сельского хозяйства, которые сокращают и / или устраняют ненужное открытое сжигание в агроэкосистемах. Например, объединение предписанного сжигания соседних агроэкосистем с управлением лесными пожарами, особенно с учетом повышенного риска лесных пожаров в условиях потепления климата и серьезных случаев загрязнения воздуха, вызванных предписанным сжиганием, как это произошло в Нью-Дели, Индия, осенью 2016 года.[10] [11]. Conservation International приступила к разработке систем, основанных на сообществе и управляемых сообществом, для этого с помощью своей системы Firecast.[12]. Будущее управление загрязнением воздуха лесными пожарами должно будет включать планирование предписанных пожаров в агроэкосистемах.
Что мы можем сделать?
Внедрение климатически оптимизированных методов ведения сельского хозяйства, в том числе нулевой обработки почвы и восстановления почвы, с помощью спонсируемого обучения, оборудования и модельных ферм позволит исключить предписанное открытое сжигание при одновременном повышении производительности и качества почвы. Сопутствующие преимущества климатически оптимизированного сельского хозяйства без сжигания включают сокращение потребности в орошении, улучшение качества воздуха и здоровья населения, улучшение качества почвы, повышение урожайности и наращивание потенциала с помощью обучения, технологий и оборудования. Этот проект, финансируемый Коалицией, будет направлен на реализацию двух проектов в регионе Хунин, Перу, и в штате Пенджаб, Индия. Изыскивается совместное финансирование для расширения на другие проекты реализации в Эквадоре, Боливии, Непале и Пакистане.
Почему спутники?
Данные спутников наблюдения Земли (EO), полученные от Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства США (NASA) и Национального управления по исследованию океанов и атмосферы (NOAA), используются для картирования всех пожаров и расчета соответствующих выбросов ЧУ в Андах и Гималаях. В частности, для картирования всех пожаров на расстоянии более 30 м используются данные об активном пожаре и выгоревших участках, полученные с помощью спектрорадиометра визуализации среднего разрешения (MODIS) и комплекта спектрометров визуализации видимого инфракрасного диапазона (VIIRS).2.
Исторические записи о пожарах и выбросах пожаров были составлены для регионов Анд и Гималаев с более мелкомасштабной оценкой регионов реализации ферм, начиная с 2003 года. В будущем, нынешние и будущие (2017-2020 гг.) нанесены на карту и записаны для сравнения с историческими записями. Это позволит нам иметь независимые данные и методологию для мониторинга и оценки того, насколько эффективны стратегии вмешательства в климатически оптимизированное сельское хозяйство без сжигания отходов на уровне фермерских хозяйств, деревень, регионов и стран. Затем мы можем сравнить это с нашими наземными наблюдениями от региональных партнеров для дальнейшей проверки.
В конечном счете, мы сможем определить, привели ли стратегии вмешательства с учетом климата к сокращению или устранению открытого сжигания в этих прилегающих к ледникам сельскохозяйственных регионах. Этот метод спутникового мониторинга является открытым, легко воспроизводимым и бесплатным или недорогим. Доступны все карты и базы данных выбросов онлайн благодаря сотрудничеству с Международный климат криосферы Инициатива и о проекте Твиттере на английском и испанском языках.
Джессика Маккарти — доцент кафедры географии Университета Майами, где она участвует в демонстрационных проектах. Она имеет докторскую степень по географии Университета Мэриленда в Колледж-Парке. Ее опыт включает в себя применение дистанционного зондирования, ГИС и интеллектуального анализа данных в сельском хозяйстве, климатически оптимизированных методов ведения сельского хозяйства, продовольственной безопасности, пожаров, качества воздуха, выбросов парниковых газов, черного углерода и SLCPклимат, изменение землепользования/почвенного покрова, разработка приложений и БПЛА.