Reto «DETECTIVES DEL CLIMA»- ESA

Climate Detectives es un Proyecto europeo para estudiantes de entre 8 y 15 años dirigido por la Agencia Espacial Europea (ESA) y las Oficinas Europeas de Recursos para la Educación Espacial (ESEROs). Los equipos de estudiantes identifican e investigan un problema climático local. Utilizan datos de mediciones terrestres y/o datos de plataformas de teledetección, como satélites de observación de la Tierra, para explorar el problema climático que han identificado. Al recopilar y analizar datos relevantes, los estudiantes pueden sacar conclusiones. Basándose en las conclusiones de sus investigaciones, están llamados a «cambiar las cosas» y decidir las acciones que quieren tomar para ayudar a mitigar el problema y aumentar la conciencia sobre él. En las fases clave del proyecto, científicos y expertos en el campo de la observación de la Tierra y el clima apoyarán a los equipos. Darán comentarios generales durante un evento online «Pregunta a un científico». Al final, todos los equipos participantes compartirán sus hallazgos de investigación en la plataforma de Climate Detectives – climatedetectives.esa.int/

 

Nuestro proyecto, titulado «Riesgo por sequía y calidad del agua en Chiclana» (Cádiz) se basa en la siguiente pregunta de investigación:

¿Existen relaciones entre el cambio climático, las variaciones en cantidad y calidad del agua del pantano de los Hurones, la humedad del suelo y el estrés hídrico de la vegetación en Chiclana?

Resumen del proyecto:

Hemos estructurado nuestro proyecto en dos líneas de trabajo:

En la primera, hemos realizado un estudio sobre la evolución de la pluviometría y la temperatura en nuestro entorno. Al no disponer de datos meteorológicos fiables de Chiclana hemos tenido que recurrir a registros históricos de San Fernando (localidad situada a 7km de Chiclana) facilitados por el Real Observatorio Astronómico de la Armada, institución colaboradora con la AEMET (Agencia Española de Meteorología). A partir de los datos facilitados, hemos construido y analizado diversas gráficas sobre la evolución de las medias anuales de precipitación y temperatura desde 1950 y las tendencias de las medias mensuales desde 2000 hasta la fecha actual. Además se han realizado entrevistas a personas mayores de nuestra ciudad para conocer de primera mano cuáles son sus vivencias e impresiones sobre el cambio climático.

En la segunda línea de trabajo, hemos analizado la humedad del suelo en cuatro ecosistemas diferentes (campo de golf, pinar, marismas y campo de secano) de nuestra localidad desde 2016 hasta 2021. Hemos utilizado el script NDMI (Normalized Difference Moisture Index) disponible en Sentinel Hub EO Browser (https://apps.sentinel-hub.com/) aplicado a las imágenes de la pareja de satélites de observación de la Tierra Sentinel-2 de órbita polar. Con los datos recogidos en las distintas localizaciones hemos podido elaborar cuatro gráficas sobre la variación del índice de humedad, observar la tendencia en los últimos cinco años y extraer conclusiones sobre el estrés hídrico de la vegetación de nuestro municipio.

Por falta de tiempo, no hemos podido abarcar el objetivo relacionado con el análisis de la cantidad y calidad de agua en el pantano de los Hurones. Este aspecto lo reservamos para futuras investigaciones.

Climate detectives poster (ESA)
POSTER

Principales resultados y conclusiones:

Registros de pluviometría y temperatura:

Realizando una aproximación lineal, la tendencia en los últimos 72 años ha sido una disminución de pluviometría anual en unos 150 mm y un aumento de la temperatura media anual de 0,9 ºC.

Respecto al análisis de los registros mensuales desde el año 2000, las gráficas parecen indicar los meses de septiembre a diciembre son cada vez más cálidos (también mayo, aunque menos notablemente). Esto significaría una ampliación del verano, en defecto del otoño principalmente y, en menor medida, de la primavera. No detectamos cambios significativos  en las temperaturas en verano e invierno.

En referencia a las precipitaciones acumuladas mensuales observamos un descenso de la pluviometría sobre todo en febrero, septiembre, octubre y diciembre. En cambio se incrementan las precipitaciones en marzo y, menos significativamente, en abril.

Estrés hídrico de la vegetación desde 2016 a 2021:

El índice NDMI mide el contenido en agua de la vegetación (el intervalo de -0,2 a +0,4 representa estrés hídrico, mayor al disminuir los valores del índice).

En la marisma, la vegetación vive siempre en estrés hídrico pero no aparece tendencia al empeoramiento en los últimos  5 años, quizás porque son plantas halófilas adaptadas a vivir con escasez de agua dulce.

En el campo de secano, se observa un incremento del estrés hídrico en ese mismo periodo (disminución lineal del NDMI de 0,04). Los picos de menor estrés coinciden con el crecimiento del cereal, de marzo a junio.

El pinar es el ecosistema que más está sufriendo el estrés por la sequía (disminución lineal del NDMI de 0,08).

El campo de golf está siempre en una situación de estrés, a pesar del riego, al no estar su vegetación adaptada al clima y además sufrir por el descenso de las precipitaciones (disminución lineal del NDMI de 0,04).

Acciones para cambiar las cosas y ayudar a mitigar el problema:

Nuestra investigación sobre el riesgo por sequía en nuestro entorno, nos ha llevado a organizar el grupo “Activistas del Clima” en el que estamos desarrollando diversas acciones:

  • Divulgación de las conclusiones de nuestra investigación junto a una serie de ‘podcasts’ que hemos elaborado sobre la contaminación, en sus distintas vertientes (atmosférica, acústica, lumínica, etc.):
    • Publicación en la web de nuestro instituto de los resultados de nuestro proyecto para informar a toda la comunidad educativa, incluidas las familias.
    • Presentación de nuestro trabajo en la “Feria de la Ciencia de Chiclana” (del 25 al 27 de mayo de 2022) .
    • Exposición en la “Semana de la ciencia y las humanidades” de nuestro centro (del 1 al 6 de mayo de 2022).
    • Participación en una jornada del grupo de consumo ecológico de Chiclana “El Semillero”.
    • Comunicación al Real Observatorio de San Fernando de las conclusiones obtenidas con los registros históricos meteorológicos facilitados y al ayuntamiento de San Fernando y de Chiclana para que puedan publicarlas en sus páginas web
  • Elaboración de encuestas a personas mayores vinculadas con el campo de Chiclana sobre sus observaciones y opiniones sobre el cambio climático. Las conclusiones se presentan en un vídeo que también se divulgará junto con los podcasts  y las conclusiones de detectives del clima.
  • Propuesta a la dirección de nuestro instituto y otros responsables institucionales (municipales y regionales), de instalación de un sistema de aprovechamiento de la energía solar en la azotea del centro, para que sirva como referencia de producción energética sostenible a estudiantes y familias.

 

SECUENCIAS DE IMÁGENES 2017/2021

Secuencia de verano 2017-2021 (con NDMI)

Secuencia repetitiva de 5 imágenes de Chiclana, 1 por año, correspondientes a los veranos desde 2017 a 2021. Son imágenes obtenidas por la pareja de satélites de órbita polar Sentinel-2. Utilizando la aplicación EO BROWSER se puede visualizar el contenido en agua de la vegetación mediante el índice normalizado de humedad (NDMI). Con este índice los colores azules de las imágenes indican cobertura vegetal elevada y sin estrés hídrico. Los tonos celestes, verdosos, amarillos y anaranjados van indicando un estrés hídrico cada vez mayor en la vegetación. Los tonos rojos representan suelo desnudo sin cobertura vegetal.

Con esta secuencia podemos apreciar qué veranos han sido más secos y la vegetación ha sufrido más la falta de agua.

Secuencia de verano 2017-2021 (Imágenes reales)

Podemos ver aquí las mismas imágenes que en la otra secuencia de verano pero ahora sin el filtro que nos permitía medir la humedad de la vegetación. Son por tanto imágenes reales de Chiclana y su entorno. Se aprecian también los sedimentos arrastrados por el río Iro hasta la desembocadura del caño de Sancti Petri y los sedimentos que las corrientes y mareas mueven a lo largo de la costa.

Secuencia de invierno 2017-2021 (con NDMI)

Secuencia repetitiva de 5 imágenes de Chiclana, 1 por año, correspondientes a los inviernos desde 2017 a 2021. Son imágenes obtenidas por la pareja de satélites de órbita polar Sentinel-2. Utilizando la aplicación EO BROWSER se puede visualizar el contenido en agua de la vegetación mediante el índice normalizado de humedad (NDMI). Con este índice los colores azules de las imágenes indican cobertura vegetal elevada y sin estrés hídrico. Los tonos celestes, verdosos, amarillos y anaranjados van indicando un estrés hídrico cada vez mayor en la vegetación. Los tonos rojos representan suelo desnudo sin cobertura vegetal.
Con esta secuencia podemos apreciar qué meses de enero han sido menos lluviosos y la vegetación ha sufrido más la falta de agua.

Secuencia de invierno 2017-2021 (imágenes reales)

Podemos ver aquí las mismas imágenes que en la otra secuencia de invierno pero ahora sin el filtro que nos permitía medir la humedad de la vegetación. Son por tanto imágenes reales de Chiclana y su entorno. Se aprecian también los sedimentos arrastrados por el río Iro hasta la desembocadura del caño de Sancti Petri y los sedimentos que las corrientes y mareas mueven a lo largo de la costa.