درباره فتوسنتز
بارها برای كشاورزان پیش آمده كه به خاطر بارندگی کم پاییزی و دماهای بالای این فصل شاهد پژمردگی و مرگ محصولاتشان بوده اند. در تیر ماه سال 1391 و پیش از این كه كشاورزان آمریكایی با مشكل کمبود باران و نیز گرمای ركوردشكن پاییز روبه رو شوند، دانشمندان علایم بروز خشكسالی را مشاهده کردند. این کار از روی داده های سازمان فضایی آمریكا، ناسا و ماهواره های NOAA انجام گرفت.
گیاهان برای ادامه زندگی، هر روز به مقدار مشخصی آب نیاز دارند و موقعی كه رطوبت خاك از میزان كافی پایین تر می آید، گیاهان تحت فشار (استرس) قرار می گیرند. با استفاده از داده های ماهواره ای می توان از استرس گیاهان نقشه برداری کرد.
برای تولید نقشه های استرس گیاهی، دانشمندان كار را با گرفتن تصاویر استپكترودیامتر با دقت متوسط (MODIS) از روی ماهواره های ترا و آكوای ناسا شروع می كنند. تصاویر پردازش می شوند تا سطوح زمین كه با خاك سطحی پوشیده شده از سطوحی كه با پوشش گیاهی پوشانده شده اند متمایز شوند.
دانشمندان با تمركز بر مناطقی كه پوشش گیاهی دارند، شروع به اندازه گیری میزان دسترسی به رطوبت گیاهان می كنند. گیاهان خودشان را با عرق كردن آب استخراج كرده از خاك و از طریق ریشه هایشان خنك می كنند. موقعی كه دسترسی به آب محدود می شود، گیاهان مصرف آبشان و تبخیر و تعرق از سطح برگ ها را كاهش می دهند. در نتیجه، برگ ها گرم می شوند كه می تواند به وسیله حس گرهای حرارتی روی ماهواره های آب و هوای NOAA تشخیص داده شود. گیاهان داغ تر به مفهوم محدود بودن میزان آب در خاك است.
تصویری كه از ماهواره ها به دست می آید نقشه آن چیزی است كه اكنون كه درحال وقوع است. با مقایسه نقشه كنونی با نقشه «طبیعی» ای كه در مدتی طولانی تر به دست می آید دانشمندان می توانند تصویر واضحی از وضعیت خشكسالی در آینده به دست آورند.
این نقشه ها می توانند به پیش بینی خشكسالی ها كمك كنند و برای جبران كاهش محصول مفید واقع شوند. همچنین داشتن اطلاع قبلی از وضعیت خشكسالی به كشاورزان كمك می كند زودتر تصمیمی عملی بگیرند.
خشكسالی سال 2012 در آمریكا وضعیتی بود كه كارشناسان آن را خشكسالی فلش می نامند. به این معنی كه به سرعت و به شكل غیرمنتظره ای تكامل یافت. رطوبت پایین خاك با موج گرمایی كه در می (اردیبهشت) آغاز شد تشدید شد و به دنبال آن خشكسالی به طور ناگهانی خود را نشان داد. تا حدود 5 می (15 اردیبهشت) مناطق هسته خشكسالی شروع به ظاهر شدن روی نقشه استرس سیاره كردند. این پیش از این بود كه شاخص های دیگر خشکسالی مثل اندازه گیری های بارش، علایم خشکسالی را نشان دهند.
نقشه های ماهواره ای استرس گیاهی، همین كه محصولات شروع می كنند آبشان را به اتمام برسانند و پیش از این كه به مرحله پژمردگی و مرگ برسند می توانند به ما درباره این وضعیت هشدار بدهند.
به این ترتیب كشاورزان می توانند اگر لازم ببینند خوراكی های مكمل را از محدوده خارج از منطقه خشكسالی دریافت كنند، فكری به حال وام هایشان كنند یا درباره بیمه محصولاتشان تصمیم گیری كنند.
در حال حاضر در آمریكا تركیبی از شاخص ها نظیر بارش باران مورد استفاده قرار می گیرد تا شرایط خشكسالی هفتگی توصیف شود و استفاده از شاخص استرس گیاهی هم درحال بررسی است.
اطلاعات مربوط به استرس گیاه قابلیت بهبود مهارت های پیش بینی خشكسالی ها هفته به هفته و یا ماه به ماه را دارد. اطلاعات استرس گیاهی كه از ماهواره ها به دست آمده، می تواند خشكسالی ها را در مقیاس زمین های شخصی هم پیش بینی كند.