あっという間に干上がる：衛星データからわかる急速干ばつのリスクと注意すべき地域について

スティーブ・リーベイ 2023 年 7 月 10 日

著者: Stephen Levay と Megan Zaroda

Arjan Geers によって生成および分析されたデータセット

Max Borrmann によるビジュアライゼーション

Richard De Jeu、Maarten Lambrechts、Ryder Kimball、Yoann Malbeteau に感謝します。

世界中で、干ばつはおそらく農民が直面する最大の敵である。 国連食糧農業機関によると、干ばつの影響は低所得国や発展途上国の農業にとって特に痛手であり、農業損失の34％以上が干ばつによるものであるとされています。 干ばつの脅威も予測がさらに困難になっています。 最近の研究では、フラッシュ干ばつと呼ばれる、わずか数週間で発生する干ばつの頻度と速度が増加していることが示されました。 急速に進行する干ばつとゆっくりと進行する干ばつの比率は、過去数十年間で 74% 以上増加しました。

気候変動によってさらに悪化するこれらのフラッシュ干ばつが特徴的なのは、長期間の少雨に加え、急増する熱波が極端な蒸発を促進することだ。 暑くて乾燥しすぎて文字通り作物や土壌から水を吸い取る、飽くなき渇きを感じる大気を想像してみてください。

衛星データを含む現在の監視システムでは、次の急速な干ばつがいつどこで発生するかを予測することはできませんが、惑星科学捜査を例示的なツールとして使用して、干ばつのリスクを評価し、特に干ばつが発生しやすい地域を特定することができます。 Planet が 2023 年 2 月から 5 月に実行したモデルに基づく土壌水分含有量 (SWC) データにより、以下の全域で急速な干ばつ状態が明らかになりました。

私たちは、複数部構成のシリーズの一環として、これらの地域に特有のダイナミクスをさらに掘り下げ、このデータセットの世界規模のカバレッジを使用して地球の表面全体にわたる干ばつのリスクを明らかにする方法を探ります。 しかし今は、土壌水分含有量データを利用して地球規模の土壌水分の急速な変化を分析する方法を見てみましょう。

衛星データはどのようにして干ばつのリスクを明らかにするのか

干ばつは動的な現象であり、惑星変数データセットの 1 つである Planet's Soil Water Content は、詳細なリアルタイム測定を使用して、干ばつを示す条件のスナップショットをキャプチャします。 土壌水分含有量は、NASA、ESA、および JAXA によって打ち上げられ維持されている衛星によって収集されたデータを使用します。このデータは、パッシブマイクロ波データを使用して、土壌の表層に存在する水分の割合を高解像度で計算します。

フラッシュ干ばつが発生している場所をさらに詳しく知るために、2021 年 8 月から 2022 年 7 月までの 1 年間にわたる SWC データの全球測定値を視覚化しました。この地図では、乾燥した地域を黄色で示し、湿った地域を緑色で示しています。 年間を通じて何十枚もの地図を積み重ねることでアニメーション バージョンが作成され、その動きの中で地域の明確なパターンや傾向が浮かび上がってきます。

図 2: 土壌水分含有量のマップを積み重ねると、時間の経過とともに変化する干ばつ状態を明らかにできるアニメーションが生成されます。*

いくつかの基本的な季節パターンは明らかです。たとえば、北極で毎年起こる春の雪解けや、インドの夏のモンスーンなどです。 サハラ砂漠やアラビア砂漠などの一貫して乾燥した地域も、一年を通して見ることができます。 しかし、アニメーションが米国西部や中国中部で示しているように、一部の地域でより長期間またはより激しい乾燥期間が発生する場合、それは顕著であり憂慮すべきことです。 Planetary Variables のデータは最大 20 年まで遡るため、アフリカの角の干ばつに関する最近のブログ投稿で行ったように、地域のパターンを歴史的背景と比較することができます。

干ばつリスクに注目

たとえアーカイブ データを使用しなくても、私たちのチームは土壌水分含有量 (SWC) の急速な変化を調べる技術の使用に興味を持っていました。 エスワル・ラジャセカラン博士率いるチームは、同様のデータを使用して、特定の期間にわたる土壌水分の変化が干ばつ監視指標と密接に相関していることを示しました。 この研究に基づいて、私たちのチームは 28 日間の SWC の変化を示すデータセットを構築しました。これを使用して、以下のようなマップを構築できます。