Hodnotenie vlhkosti povrchu pôdy pomocou satelitných a pozemných meraní

17. nov. 2018 • Pôdohospodárske vedy

Hodnotenie vlhkosti povrchu pôdy pomocou satelitných a pozemných meraní

Pôdna vlhkosť spolu s charakteristikami pôdy a vegetácie, hrá dôležitú úlohu pri výmene vody a energie medzi povrchom pôdy a atmosférou. Podrobné poznatky o súčasnom a budúcom priestorovom a časovom kolísaní vlhkosti pôdy nie sú dostatočne známe, ani ľahko zmerateľné či predpovedateľné. Znalosť pôdnej vlhkosti v povrchovej a koreňovej zóne je rozhodujúca pre dosiahnutie udržateľného využívania krajiny a hospodárenia s vodou. Výskum pracovníkov Ústavu hydrológie SAV sa týka problematiky klimatickej zmeny v súvislosti s hodnotením zásob vody v pôde získaných z pozemných a satelitných meraní na troch lokalitách (dve v Poľsku, jedna na Slovensku). Ide o projekt Hodnotenie vlhkosti povrchu pôdy pomocou satelitných a pozemných meraní.

Je realizovaný na základe spolupráce medzi slovenskou a poľskou akadémiou vied. Vedci z Ústavu hydrológie SAV majú dlhoročnú spoluprácu s kolegami z Inštitútu agrofyziky Poľskej akadémie vied v Lubline a spoločne sa zapojili do Programu vedeckej spolupráce. V tomto projekte nie je priamo financovaný výskum, ale z rozpočtu akadémií sú financované mobility riešiteľov tohto projektu. Vzájomne sa preto navštevujú, vymieňajú si najnovšie poznatky a spoločne publikujú výsledky.

Viac o projekte nám priblížila Ing. Justína Vitková, PhD. z Ústavu hydrológie SAV, zodpovedná riešiteľka.

S. CIGÁŇOVÁ: O čo ide pri tomto projekte?

J. VITKOVÁ: Európska vesmírna agentúra (ESA) vyslala v roku 2009 satelit SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity), ktorého misia je zameraná na globálne pozorovanie pôdnej vlhkosti a slanosti oceánov. Náš projekt sa zameriava na možnosti použitia týchto satelitných snímok na určovanie vlhkosti pôdy. Na vybraných lokalitách na Slovensku a v Poľsku sme pozemnými meraniami stanovili vlhkosť pôdy gravimetrickou metódou (štandardná metóda určovania vlhkosti pôdy) a tiež sme merali vlhkosť pôdy pomocou senzorov dlhodobo inštalovaných na výskumnej lokalite. Tieto merania porovnávame s dátami zo satelitných snímok.

S. C.: Aké sú ciele projektu?

J. VITKOVÁ: Cieľom projektu je porovnať satelitné a pozemné merania vlhkosti pôdy, zistiť nakoľko sú tieto dáta relevantne použiteľné a vyhodnotiť vplyv vegetácie, agrotechnických opatrení a klimatickej zmeny.

S. C.: Čo už bolo dosiaľ urobené?

J. VITKOVÁ: Čiastkové výsledky sme publikovali v jednotlivých rokoch, ale sumárne môžem povedať, že dáta z týchto satelitných snímok je možné použiť na stanovenie vlhkosti pôdy v najvrchnejšej pôdnej vrstve 0 – 10 cm pod povrchom terénu a sú ovplyvnené vegetačným krytom. My sme sa zamerali na lokality, ktoré sú poľnohospodársky využívané. Paradoxne najhoršie výsledky (najmenšia zhoda s pozemnými meraniami) boli zistené na ploche bez vegetačného krytu. Dáta zo satelitných snímok boli nakalibrované podľa pozemných meraní a boli vytvorené kalibračné rovnice, na základe ktorých je možné v budúcnosti urobiť prepočet vlhkosti pôdy na danej lokalite aj bez pozemného merania.

S. C: V akej fáze sa momentálne nachádzate, čo ešte treba realizovať?

J. VITKOVÁ: Projekt je v záverečnej fáze, končí 31. 12. 2018 a práve kompletizujeme údaje z roku 2018. Ale máme v pláne pokračovať v tomto projekte aj v ďalšom období.

S. C.: S kým spolupracujete?

J. VITKOVÁ: Náš partner, Inštitút agrofyziky Poľskej akadémie vied v Lubline je kľúčový, nakoľko kolegovia z Poľska pre nás pripravujú údaje zo satelitných snímok. Dáta zo satelitných snímok sú tzv. surové, čo znamená, že je potrebné ich prepočítavať na základe rôznych faktorov, aby sme z nich dostali vlhkosť pôdy. Poľskí kolegovia nám ich pripravia pre konkrétnu lokalitu na základe údajov o zemepisnej šírke a dĺžke. My tieto údaje následne porovnávame s našimi meraniami v teréne.

S. C.: Aké sú očakávané výsledky projektu?

J. VITKOVÁ: Našim cieľom bolo „nakalibrovať“ satelitné snímky, aby ich bolo možné použiť v budúcnosti aj bez pozemných meraní. A to sa nám podarilo. V ďalšej fáze budeme pokračovať vo verifikácii výsledkov.

S. C.: Aký je hlavný prínos tohto projektu pre prax, čo prinesie verejnosti?

J. VITKOVÁ: Pravidelné monitorovanie vlhkosti pôdy môže napomôcť farmárom pri manažmente agrotechnických opatrení či aplikovaní závlahových dávok. Dlhodobým pravidelným monitoringom pôdnej vlhkosti môžeme tiež relevantne popísať klimatickú zmenu na skúmanej lokalite. Tento projekt je veľmi zaujímavý, pretože využíva moderné technológie (satelitné snímky, ale aj senzory automaticky merajúce vlhkosť pôdy v rôznych intervaloch, od minútového po denný). Dáta zo satelitných snímok môžu v budúcnosti nahradiť pozemné merania, ale dôležité je ich správne nakalibrovanie na základe pozemných meraní. Pozemné merania sú časovo aj finančne náročné, pričom dáta zo satelitných snímok sú voľne prístupné. Nevýhodou satelitných snímok SMOS bolo, že doteraz sme mali k dispozícii iba jednu hodnotu vlhkosti pôdy za 7 dní. Naši poľskí kolegovia teraz pracujú na tom, aby bol tento týždenný krok kratší a bolo možné lepšie popísať kalibračné krivky. Pozemné merania vlhkosti pôdy v roku 2018 už budeme vyhodnocovať so satelitnými snímkami v 2 – 3 dennom kroku.  

 

Zhovárala sa: Slávka Cigáňová (Habrmanová), NCP VaT pri CVTI SR

Ilustračné foto: Pixabay.com /Fritz_the_Cat/

Uverejnila: VČ

Hore
Publikácie Veda v CENTRE
výtvarná súťaž TVT 2019
Aurelium - centrum vedy
Vedec roka 2018
QUARK
Prechod VK na VND - jeseň
fotografická súťaž TVT 2019
Noc výskumníkov 2019
kúpa časopisov jún 2016
Atmosféra počas TVT 2018
TVT 2019
TVT 2018 články
TAG Spektrum vedy
TAG Slovenská veda
TAG História
TAG Rozhovor
TAG Publikácia
TAG Zaujímavosti vo vede
TAG Centrum vedy
TAG Mládež
TAG QUARK
TAG Ženy vo vede
banner záhrady
Zaujímavosti vo vede
Za vyriešenie rovnice o tečení vody je vypísaná odmena 1 000 000 $.
Zistite viac