Μοντέλο Συνθετικής Αλατότητας:Μια εναλλακτική λύση στις δαπανηρές και χρονοβόρες, επίγειες μετρήσεις αλατότητας εδάφους
Η κλιματική αλλαγή και η σχετική άνοδος της στάθμης της θάλασσας είναι μια επικείμενη και αναπόφευκτη απειλή για χώρες με χαμηλό υψόμετρο όπως το Μπαγκλαντές. Επιπρόσθετα, μια νέα ανησυχία για αυξημένη αλατότητα δίνει το στίγμα της λόγω της πλημμύρας της παράκτιας περιοχής από τη θάλασσα. Η αυξημένη αλατότητα και η διείσδυση της αλατότητας δεν είναι απλώς περιβαλλοντικά ζητήματα, αλλά έχουν εκτεταμένες επιπτώσεις στη δημόσια υγεία και πολιτική επίσης.
Η παράκτια περιοχή της χώρας φιλοξενεί ήδη περίπου 40 εκατομμύρια ανθρώπους. Η πλειονότητα αυτού του πληθυσμού εξαρτάται άμεσα από τους φυσικούς πόρους για τη διαβίωση και τη διαβίωσή τους. Μια αυξημένη αλατότητα, επομένως, θα σήμαινε ότι η περιοχή αντιμετωπίζει οξεία έλλειψη γλυκού νερού από τα ποτάμια, μειωμένη γονιμότητα του εδάφους λόγω συσσώρευσης αλατιού και, το πιο σημαντικό, μαζική μετανάστευση μακριά από την ακτή λόγω απώλειας βιοποριστικών πόρων.
Για τα άτομα που αποφασίζουν να μείνουν, να αντιμετωπίσουν και να προσαρμοστούν σε αυτήν την κατάσταση, τα αυξημένα επίπεδα αλατότητας μπορεί να έχουν θανατηφόρες συνέπειες για την υγεία. Είναι ήδη επιστημονικά τεκμηριωμένο ότι τα υψηλά επίπεδα αλατότητας στο πόσιμο νερό σχετίζονται με νεφρική ανεπάρκεια, υψηλή αρτηριακή πίεση, καρδιακές προσβολές, εγκεφαλικά και οστεοπόρωση (εξασθένηση των οστών). Πρόσφατα, έχει επίσης συνδεθεί με υψηλότερο κίνδυνο αποβολών και αυξημένα ποσοστά αμβλώσεων. Επομένως, η κατάσταση της αλατότητας στο παράκτιο Μπαγκλαντές απαιτεί προσεκτική και συχνή παρακολούθηση, ειδικά για τη χάραξη επιτόπιων προσαρμοστικών και αναπτυξιακών στρατηγικών.
Η αποτελεσματικότητα αυτών των προγραμμάτων προσαρμογής, με τη σειρά του, θα εξαρτηθεί άμεσα από τον γρήγορο εντοπισμό των περιοχών που επηρεάζονται από την αλατότητα και τον εντοπισμό της μεταβαλλόμενης φύσης της γύρω γεωφυσιολογίας.
Είναι επίσης σημαντικό να ληφθεί υπόψη ότι παρά το γεγονός ότι η διείσδυση αλατότητας είναι μια δυναμική διαδικασία που απαιτεί περιοδικές παρατηρήσεις, η συμβατική μέθοδος μέτρησης της αλατότητας του εδάφους με βάση το πεδίο είναι χρονοβόρα και δαπανηρή. Αυτό οφείλεται κυρίως στο ότι η διαδικασία περιλαμβάνει μια πυκνή δειγματοληψία σε μια τεράστια γεωγραφική περιοχή που ακολουθείται από μια εκτενή εργαστηριακή ανάλυση. Επιπλέον, μια συμβατική δειγματοληπτική έρευνα εδάφους είναι πολύ εντατική σε πόρους για να διεξάγεται συχνά σε μια κομητεία με σπάνιες πηγές, όπως το Μπαγκλαντές. Κατά συνέπεια, οι μετρήσεις αλατότητας του εδάφους πραγματοποιούνται σε διαστήματα αρκετών ετών και η κατάσταση αλατότητας κατά τη διάρκεια της ενδιάμεσης περιόδου δεν είναι διαθέσιμη για τις πληγείσες περιοχές, αποκλείοντας τη συνεχή παρακολούθηση της κατάστασης αλατότητας.
Με την έλευση των γεωχωρικών τεχνολογιών όπως η Τηλεπισκόπηση και το Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών (GIS), είναι δυνατό να ληφθεί μια εκτίμηση των επιπέδων αλατότητας από άμεσα διαθέσιμες δορυφορικές εικόνες. Είναι πλέον δυνατή η λήψη δορυφορικών εικόνων που επιτρέπουν τον υπολογισμό διαφορετικών περιβαλλοντικών μεταβλητών, όπως η περιεκτικότητα σε βλάστηση, η ροή των επιφανειακών υδάτων και η κατάσταση αλατότητας μιας περιοχής. Αν και τέτοιες εικόνες χρησιμοποιούνται τακτικά σε άνυδρες και ημίξηρες περιοχές για την εκτίμηση της αλατότητας του εδάφους, η χρήση τους για τη μέτρηση των επιπέδων αλατότητας σε παράκτιες περιοχές του Μπαγκλαντές είναι περίπλοκη λόγω του εξαιρετικά διαφορετικού γεωγραφικού περιβάλλοντος της ακτής.
Η ετερογενής παράκτια περιοχή χαρακτηρίζεται από βάλτους με μαγγρόβια, παλιρροϊκά οροπέδια και κολπίσκους, φυσικά αναχώματα, εκβολές ποταμών, λασπώδεις επιφάνειες και αμμώδεις παραλίες. Ως αποτέλεσμα, η βλάστηση εμποδίζει την εισερχόμενη ηλιακή ακτινοβολία να φτάσει στο άλας του φλοιού και επίσης αποκλείει την ανάκλασή της πίσω στον δορυφόρο. Καθώς παράγονται δορυφορικές εικόνες με βάση τον τύπο και την ποσότητα της ακτινοβολίας που λαμβάνει κάθε δορυφόρος, σημαντικές πληροφορίες σχετικά με την αλατότητα χάνονται λόγω φασματικής ασάφειας.
Εκτός από αυτό το πρόβλημα, οι υδρολογικές δραστηριότητες συμβάλλουν σε φασματικές ασυνέπειες σε αυτές τις δορυφορικές εικόνες. Για παράδειγμα, λόγω παλίρροιας και πλημμύρας, τα άλατα εναποτίθενται συνεχώς και ξεπλένονται. Αυτό περιπλέκει σε μεγάλο βαθμό τις εκτιμήσεις αλατότητας από δορυφορικά δεδομένα, καθώς τα επίπεδα αλατότητας τείνουν να κυμαίνονται τόσο εποχιακά όσο και ετησίως.
Μια ομάδα επιστημόνων έχει βάλει στόχο να βρει την καλύτερη λύση σε αυτό το πρόβλημα. Ο κύριος στόχος τους ήταν να ανακαλύψουν την καλύτερη τεχνική μέτρησης της αλατότητας του εδάφους σε ένα καλυμμένο με βλάστηση και υδρολογικά ενεργό γεωφυσικό περιβάλλον, το οποίο είναι κοινό σε χώρες που έχουν σημαντικό τμήμα γης κοντά στην ακτή, όπως το Μπαγκλαντές. Με αυτόν τον στόχο, ανέπτυξαν τρία μοντέλα αλατότητας εδάφους με έμμεση (Εικόνα 1α), άμεση (Εικόνα 1β) και συνδυασμό και των δύο αυτών τεχνικών μέτρησης αλατότητας εδάφους (Εικόνα 1γ) για το νοτιοδυτικό Μπαγκλαντές.
Η άμεση μέτρηση περιελάμβανε τη χρήση πέντε συμβατικών δεικτών αλατότητας που χρησιμοποιούνται συνήθως για την εκτίμηση των επιπέδων αλατότητας στις άνυδρες και ημίξηρες περιοχές (όπως οι χώρες της Μέσης Ανατολής). Ο όρος «άμεσος» σημαίνει ότι αυτοί οι δείκτες μπορούν να υπολογιστούν απευθείας από δορυφορικές εικόνες και επίσης δίνει μια άμεση εκτίμηση της περιεκτικότητας σε αλάτι μιας περιοχής. Αντίθετα, η έμμεση μέτρηση αποτελείται από έντεκα περιβαλλοντικές μεταβλητές, οι οποίες χρησιμοποιούνται γενικά ως μετρήσεις της αλατότητας. Αυτές οι μεταβλητές είτε επηρεάζονται άμεσα από την αλατότητα του εδάφους είτε συμβάλλουν σε αυξημένη αλατότητα. Επομένως, η εκτίμηση των επιπέδων τους μπορεί να δώσει μια σημαντική εικόνα για τον βαθμό αλατότητας στην περιοχή μελέτης.
Για παράδειγμα, είναι γενικά αποδεδειγμένο ότι η αυξημένη αλατότητα επηρεάζει δυσμενώς το περιεχόμενο βλάστησης μιας περιοχής. Επομένως, η περιβαλλοντική μεταβλητή που αντιστοιχεί στην κατάσταση της βλάστησης σε μια περιοχή μπορεί να είναι μια καλή ένδειξη της κατάστασης αλατότητας. Μια αύξηση της μεταβλητής θα συμμορφωνόταν με μειωμένο επίπεδο αλατότητας και αντίστροφα.
Στο τρίτο μοντέλο, το οποίο ονομάζεται «συνθετικό μοντέλο», συνδύασαν τα δύο προηγούμενα μοντέλα χρησιμοποιώντας μια προηγμένη στατιστική τεχνική που ονομάζεται Ανάλυση Κύριων Στοιχείων. Αν και μπορεί να ακούγεται αρκετά απλό να συνδυαστούν δύο μοντέλα, στην πραγματικότητα, λόγω της υψηλής μεταβλητότητας στη φύση των υπολογισμένων μεταβλητών, η διαδικασία συγχώνευσης είναι εξαιρετικά περίπλοκη. Έπρεπε να ληφθούν τα απαραίτητα μέτρα προφύλαξης για να διασφαλιστεί ότι τα μοντέλα δεν έρχονται σε εσωτερική σύγκρουση κατά τη διαδικασία συγχώνευσης. Στη συνέχεια, η προβλεψιμότητα των τριών μοντέλων αξιολογήθηκε σε σχέση με τις επίγειες μετρήσεις αλατότητας του εδάφους από την εδαφολογική έρευνα της κυβέρνησης.
Όσον αφορά τόσο την ακρίβεια όσο και την προβλεψιμότητα, το συνθετικό μοντέλο υπερτερεί των μοντέλων που αναπτύχθηκαν από τεχνικές άμεσες και έμμεσες μετρήσεις. Αυτό συμβαίνει επειδή το συνθετικό μοντέλο μπορεί να συλλάβει περισσότερες μεταβλητές και να περιλαμβάνει τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ των μεταβλητών, σε σύγκριση με τα δύο μοναδικά μοντέλα. Η υψηλή προβλεψιμότητα του συνθετικού μοντέλου δείχνει ότι μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μια πολύ καλή εναλλακτική λύση στις εκτεταμένες και δαπανηρές επιτόπιες έρευνες αλατότητας.
Επιπλέον, εάν το κατασκευασμένο μοντέλο συνθετικής αλατότητας μπορεί να ενσωματωθεί με περιοδική τυχαία δειγματοληψία για πραγματικές μετρήσεις αλατότητας εδάφους στο έδαφος, το μοντέλο μπορεί να επικυρώνεται συνεχώς και να αναβαθμίζεται για αυξημένη ακρίβεια. Η περιοδική τυχαία δειγματοληψία είναι πιο οικονομική και λιγότερο χρονοβόρα, ειδικά σε σύγκριση με εκτεταμένες μετρήσεις αλατότητας εδάφους που βασίζονται στο πεδίο της τεράστιας παράκτιας περιοχής.
Καθώς τα δορυφορικά δεδομένα είναι φθηνά και μπορούν να ληφθούν σε συχνά διαστήματα, η αναπτυγμένη διαδικασία τους θα επέτρεπε τη συνεχή παρακολούθηση των περιοχών που επηρεάζονται από την αλατότητα. Για μια χώρα με περιορισμένους πόρους όπως το Μπαγκλαντές, αυτή η γνώση, με τη σειρά της, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την ταχεία στρατηγική για την επιβράδυνση της αλάτωσης, τη διαμόρφωση συστημάτων έγκαιρης προειδοποίησης και την πρόληψη της απώλειας των μέσων διαβίωσης εκατομμυρίων ανθρώπων που ζουν στις παράκτιες περιοχές του Μπαγκλαντές. /P>
