Thứ tư Ngày 5/8/2020
 

Thuật toán mới dựa trên vệ tinh xác định chính xác việc sử dụng và quản lý nước
26/03/2020

Các nhà nghiên cứu đã phát triển một khung lập bản đồ độ phân giải cao mới nhằm ước tính chính xác sự thoát hơi nước - được cho là chìa khóa trong việc quản lý sử dụng nước mùa màng và hiệu quả trang trại.


 

 

Mối đe dọa ngày càng tăng của hạn hán và nhu cầu nước tăng đã tạo nên dự báo chính xác về việc sử dụng nước mùa màng, rất quan trọng đối với việc quản lý và bền vững nước nông nghiệp.

Nhưng các hạn chế trong các mô hình và dữ liệu vệ tinh hiện tại đặt ra thách thức cho các ước tính chính xác về sự thoát hơi nước - sự kết hợp giữa sự bốc hơi từ đất và sự thoát hơi nước từ thực vật, theo các nhà nghiên cứu. Quá trình này được cho là phức tạp và khó mô hình hóa, và dữ liệu viễn thám hiện có thường khó khăn trong việc cung cấp thông tin chính xác, độ phân giải cao trên cơ sở hàng ngày.

Các nhà nghiên cứu thuộc Trung tâm Đổi mới năng lượng sinh học và sản phẩm sinh học (CABBI) của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ tại Đại học Illinois tại Urbana-Champaign đã phát triển một khung ánh xạ độ phân giải cao mới có tên BESS-STAIR nhằm giải quyết vấn đề trên. BESS-STAIR bao gồm một mô hình lý sinh điều khiển bằng vệ tinh tích hợp các chu trình nước, carbon và năng lượng của thực vật - Bộ mô phỏng hệ thống hơi thở trái đất (BESS) - với thuật toán nhiệt hạch chung và hoàn toàn tự động được gọi là STAIR (SaTellite dAta IntegRation).

Khung này đã được thử nghiệm tại 12 địa điểm trên Vành đai ngô Hoa Kỳ và được đánh giá đã đạt được hiệu suất cao nhất được báo cáo trong bất kỳ nghiên cứu học thuật nào cho đến nay.

“BESS-STAIR có tiềm năng lớn để trở thành một công cụ đáng tin cậy để quản lý tài nguyên nước và các ứng dụng nông nghiệp chính xác cho Vành đai ngô của Hoa Kỳ và thậm chí trên toàn thế giới, đưa ra mức độ bao phủ toàn cầu của dữ liệu đầu vào của nó, Chuyên gia nghiên cứu sau tiến sĩ Chongya Jiang, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết. 

Các phương pháp viễn thám truyền thống để ước tính sự thoát hơi nước phụ thuộc rất nhiều vào dữ liệu bức xạ nhiệt, đo nhiệt độ của tán cây và đất khi chúng làm mát qua quá trình bay hơi. Nhưng những phương pháp đó có hai nhược điểm, các nhà nghiên cứu giải thích: các vệ tinh không thể thu thập dữ liệu về nhiệt độ bề mặt vào những ngày nhiều mây; và dữ liệu nhiệt độ không chính xác lắm, điều này ảnh hưởng đến độ chính xác của ước tính thoát hơi nước.

Thay vào đó, nhóm CABBI tập trung vào các chu trình năng lượng-nước-carbon của thực vật. Thực vật thoát nước vào khí quyển thông qua các lỗ trên lá của chúng được gọi là khí khổng. Khi nước chảy ra, carbon dioxide đi vào, cho phép thực vật tiến hành quang hợp và hình thành sinh khối.

Mô hình BESS-STAIR trước tiên ước tính quang hợp, sau đó lượng carbon và nước đi vào và ra, và mô hình mọi thời tiết sử dụng hệ số phản xạ bề mặt, có nghĩa là nó có thể hoạt động vào những ngày trời nhiều mây.

Thuật toán STAIR hợp nhất dữ liệu từ hai hệ thống vệ tinh bổ sung - Landsat và MODIS - để cung cấp dữ liệu có độ phân giải cao hàng ngày, cung cấp cả độ phân giải không gian cao và thời gian cao.

Đây không phải là lần đầu tiên các nhà nghiên cứu kết hợp dữ liệu từ hai cảm biến vệ tinh, nhưng các phương pháp trước đây đã hoạt động trong một khu vực nhỏ trong một khoảng thời gian ngắn, Kaiyu Guan, Trợ lý Giáo sư tại Khoa Khoa học Tự nhiên và Môi trường (NRES) cho biết.

Sử dụng dữ liệu từ năm 2000 đến 2017, nhóm đã áp dụng BESS-STAIR tại 12 địa điểm trên Vành đai ngô, xác nhận toàn diện các ước tính thoát hơi nước của nó với các phép đo tháp thông lượng tại mỗi địa điểm. Họ đã đo lường độ chính xác tổng thể cũng như các biến thể không gian, theo mùa và giữa các năm.

“Chúng tôi có thể cung cấp lượng nước bốc hơi hàng ngày với độ phân giải 30m bất cứ lúc nào và bất cứ nơi nào trong Vành đai ngô của Hoa Kỳ trong vài giờ, đó là điều chưa từng có”, ông Guan Guan cho biết.

Sự đột phá sẽ mang lại lợi ích thiết thực, theo thời gian thực cho nông dân Mỹ đối phó với mức độ nghiêm trọng ngày càng tăng của hạn hán, như được ghi nhận trong một số nghiên cứu gần đây, họ giải thích.

“Nông nghiệp chính xác là một trong những mục tiêu chính của chúng tôi. Sự thoát hơi nước rất quan trọng đối với việc tưới tiêu và cũng rất quan trọng đối với việc quản lý nước”, ông Guan nói. “Đây là một giải pháp vượt ra ngoài các mục tiêu thử nghiệm và tác động đến thế giới thực, cho hàng triệu lĩnh vực ở khắp mọi nơi”.

https://www.mard.gov.vn/

· TIN CÂN ĐƯA
· Cảnh giác 2 phần mềm độc hại trên điện thoại di động
· Nước ngọt có ga làm hại tim và mắt
· Hy vọng sống cho những bệnh nhân suy tim nặng
· Phát hiện gene gây bệnh đốm da
· Mỹ đầu tư thiết kế rô bốt cứu hộ đặc biệt
· Nobel Y học 2012 "mở đường" chữa bệnh nan y
· Vitamin C có thể giúp chống loãng xương
· Chất xúc tác có thể biến khí thải thành nhiên liệu
· Công nghệ biến cải bó xôi thành máy dò bom ngăn khủng bố
  xem tiếp...  
 
tin cần đưa  
 
Triển vọng cho ra đời pin Lithium hoàn toàn rắn

Lần đầu tiên, một nhóm các kỹ sư tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đã thăm dò các tính chất cơ học của vật liệu điện phân rắn sunfua để xác định hiệu suất cơ học của vật liệu khi đưa vào pin.

Vật liệu kỷ lục co lại khi bị nung nóng

Các nhà nghiên cứu tại trường Đại học Nagoya đã phát hiện ra vật liệu gốm dưới tác động của nhiệt, có khả năng co lại gấp 2 lần vật liệu kỷ lục trước đó.

Xốp "graphene cốt thép" nâng đỡ được gấp 3.000 lần trọng lượng của nó

Graphene hầu như ở dạng hai chiều, nhưng chính điều đó làm cho nó trở nên khó khăn để sử dụng tối ưu các lợi thế của nó như độ bền, trọng lượng nhẹ, dẫn điện và nhiệt.

Kim cương nhân tạo cắt được mọi thứ trong tự nhiên

Một nhóm nhà nghiên cứu ở Australia tạo ra loại kim cương quý hiếm thậm chí còn cứng hơn cả kim cương thật trong tự nhiên.

Những bí mật về Ai Cập cổ đại được hé lộ năm 2016

2016 là năm đánh dấu nhiều khám phá thú vị đối với nền văn minh Ai Cập cổ đại, từ hình xăm bí ẩn trên da xác ướp đến cỗ máy bảo vệ kim tự tháp.

10 thay đổi ảnh hưởng đến tương lai công nghệ

Thế giới công nghệ và kỹ thuật số luôn thay đổi từng ngày. Trong thập kỷ qua, chúng ta đã chứng kiến sự phát triển chóng mặt của các ứng dụng. Và giờ đây, chúng ta lại bắt đầu nhìn thấy dự biến mất của chúng khi những xu hướng khác nổi lên. Gartner dự đoán rằng điều này sẽ còn đi xa hơn nữa.

Chất xúc tác có thể biến khí thải thành nhiên liệu

Nhóm nghiên cứu của Mỹ tình cờ phát hiện một chất xúc tác có thể biến CO2 thành ethanol để sử dụng cho các loại động cơ.

Công nghệ mới giúp chế biến sắn hiệu quả và bền vững hơn

Nghề sản xuất và chế biến sau thu hoạch sắn là hoạt động kinh tế lớn tại Đông Nam Á, Châu Phi và Châu Mỹ La-tinh. Ở nhiều nước, việc chế biến sắn được thực hiện tại các nhà máy quy mô vừa và nhỏ, hoạt động không hiệu quả. Các nhà máy này hoạt động kém hiệu quả, tiêu hao nhiều năng lượng, ảnh hưởng đến chi phí sản xuất và môi trường.

Israel, chuyện thần kỳ nông nghiệp giữa sa mạc

Thành tựu lớn nhất mà Israel đạt được là họ đã phát minh ra những công nghệ có thể tối ưu hoá nguồn nước ít ỏi và nhiễm mặn nặng của mình để làm tăng tối đa sản lượng cho cây trồng nông nghiệp...

xem tiếp...


Cảnh giác 2 phần mềm độc hại trên điện thoại di động  
 


Nước ngọt có ga làm hại tim và mắt  
 


Hy vọng sống cho những bệnh nhân suy tim nặng  
 


Phát hiện gene gây bệnh đốm da  
 


Mỹ đầu tư thiết kế rô bốt cứu hộ đặc biệt  
 


Nobel Y học 2012 "mở đường" chữa bệnh nan y  
 


Vitamin C có thể giúp chống loãng xương