Efterhånden som Californien klarer endnu en tørke, bliver værktøjer, der kan hjælpe landmænd og ranchere med at maksimere det vand, de får, skærpet.
Den nyeste indsats for at måle sådan vandforbrug blev lanceret i sidste uge af en offentlig-privat koalition med tre føderale agenturer - National Aeronautics and Space Administration; det amerikanske landbrugsministerium; og US Geological Survey – og en række universiteter og private enheder. OpenET, som har til formål at spore vandforbrug på tværs af 17 vestlige stater, gik live den 21. oktober og er tilgængelig på www.openetdata.org
ET refererer til evapotranspiration, den proces, hvorved vand fordamper fra landoverflader og transpirerer fra planter.
Robyn Grimm, direktør for klimabestandige vandsystemer hos Environmental Defense Fund, sammenlignede håndtering af vand uden evapotranspirationsdata med at administrere et husholdningsbudget uden at vide, hvor mange penge der bliver brugt.
"Det er den næststørste komponent i vandkredsløbet og kan opfattes som det modsatte af nedbør," sagde Grimm på en virtuel nyhedskonference, der annoncerede lanceringen i sidste uge. "Det er vand, der forlader landoverfladen og går tilbage til atmosfæren, og som sådan er det et mål for vandet, der ikke længere kan bruges i et lokalt system, når det først er blevet påført landskabet."
Programmet begynder med satellitobservationer fra Landsat, en fælles mission mellem NASA og Geological Survey. Programmet har tre satellitter i kredsløb, hvoraf den nyeste blev opsendt i begyndelsen af september. Data fra andre NASA og European Space Agency-satellitter bruges også.
Forrest Melton, en forsker ved NASA's Western Water Applications Office, sagde på pressekonferencen, at evapotranspiration forbruger energi og afkøler overfladen, hvorfra vandet fordamper.
"Denne køleeffekt er synlig for Landsats termiske infrarøde sensor, som registrerer højere hastigheder af ET som køligere jordoverfladetemperaturer," sagde Melton. "Kølere temperaturer betyder til gengæld, at mere vand bliver brugt eller transpireret af planter og også fordampet fra landoverfladen."
Planter vil reflektere forskellige mængder af infrarødt og nær-infrarødt lys afhængigt af vegetationens sundhed, bemærkede Melton.
"Dette giver os mulighed for at beregne ET for næsten alle landbrugsområder i Vesten, og også at måle virkningerne af tørke (og) skovbrande over landskabet med en enorm mængde detaljer," sagde Melton.
Kombination af satellitdata med meteorologiske data giver forskerne mulighed for at beregne evapotranspirationshastigheder for hver pixel af et satellitbillede, sagde Melton og tilføjede, at hver pixel måler 30 gange 30 meter, eller omkring en fjerdedel af en hektar.
Der er også en indsats fra den private sektor på dette område i gang. Joel Kimmelshue lancerede LandIQ i 2007 ved at bruge nogle af de samme underliggende teknologier på vegne af sine kunder.
"Vi hænger hatten på at være i stand til at kommunikere direkte med avleren og forstå, hvordan en avler tænker, fordi jeg kommer fra det miljø," sagde Kimmelshue, der kommer fra en landmandsfamilie i Butte County. Hans teknologi borer ned til en mindre opløsning end OpenET 10 meter gange 10 meter, eller 0.02 acre – og dataene er kun tilgængelige for kunden. OpenET-data vil derimod være tilgængelige for offentligheden på en begrænset måde.
Ud over afgrødekortlægningsarbejde for statens Department of Water Resources, foretager LandIQ indsamling af evapotranspiration-data for en række kunstvandingsdistrikter og grundvandsbæredygtighedsagenturer i den sydligste strækning af San Joaquin Valley.
"De bruger dataene til faktisk at fakturere avlerne nu for det vand, de forbruger – hvor meget vand afgrøderne transpirerer i forhold til den mere traditionelle faktureringsstruktur for hvor meget vand du brugte? Hvor meget vand pumpede du?” sagde Kimmelshue.
"Ikke hver dråbe vand, der påføres jordens overflade, bliver brugt af afgrøden," tilføjede han. "Du vil gerne nå op på omkring 90 % effektivitet eller deromkring, hvis du kan, men resten af vandet går tilbage til grundvandet."
En effektivitetsgrad på 90%, forklarede Kimmelshue, betyder, at procentdelen af vand bliver optaget af planten eller træet.
"Denne effektivitetsgrad kan være så lav som 50%, afhængigt af hvordan du håndterer vandet," sagde han. "Hvis du bare tænder for din pumpe og påfører vand i tre dage i træk, kommer du til at påføre meget mere vand, end afgrøden kan bruge. Hvis du tænder for din pumpe og påfører vand som svar på efterspørgslen fra afgrøden, hvilket er, hvad vores data giver, så kan du styre din pumpning på en meget mere effektiv måde."
Kimmelshue tager ikke bare satellitternes ord for det – han og hans personale bruger meget tid på vejen.
"Vores lille virksomhed er centreret om tung grundsandhed," sagde Kimmelshue. "Vi har et netværk på omkring 80, der nærmer os 90 stationer nu, klimatiske miljøstationer på jorden, der måler ting som vindhastighed og temperatur og luftfugtighed og nettostråling osv., for at beregne faktisk ET. Vi bruger det som en kalibreringsstabel af data til at træne modellerne."
Hans afgrødekortlægningsarbejde er også nyttigt, bemærkede han.
"Vi integrerer denne afgrødekortlægning i vores analyse," sagde Kimmelshue. "Vi er i stand til at se på ET af mandler, ET af valnødder, ET af lucerne."
Disse data, sagde han, skulle hjælpe landmænd og ranchere med at håndtere at være under et mikroskop.
"Der er så meget granskning af avlerne lige nu om at være mere effektiv, være mere effektiv, være mere effektiv - pump mindre, pump mindre, pump mindre," sagde Kimmelshue. "På grund af (loven om bæredygtig grundvandsforvaltning) vil der sandsynligvis være betydelig jord braklagt i den sydlige (San Joaquin) Valley og muligvis andre områder af staten. Avlere vil strække disse vandforsyninger så langt, som de kan. De er absolut tilskyndet til ikke at overanvende på dette tidspunkt."
- Kevin Hecteman, California Farm Bureau Federation