Rotzonens jordfuktighet maj 2016. Kredit:ESA/Cesbio
Vatten är avgörande för livet på jorden. Men idag, dess överutnyttjande och förorening utgör utmaningar för miljön, ekonomier och global levnadsstandard. Dessa frågor tas upp av FN:s mål för hållbar utveckling (SDG) och den årliga World Water Week, som pågår 26–31 augusti 2018 i Stockholm.
World Water Week ger en idealisk möjlighet för tusentals deltagare från akademin, industri och regering för att utbyta idéer om årets tema "vatten, ekosystem och mänsklig utveckling". Arrangerad av Stockholm International Water Institute, det veckolånga forumet främjar samverkan för att hjälpa till att lösa den hotande vattenkrisen. Evenemanget äger rum när Europa återhämtar sig från en exceptionellt torr och varm sommar, vilket orsakade torka i nordliga länder som Sverige och Danmark.
Som deltagare på konferensen, European Space Agency (ESA) sammankallar en session om användningen av Big Data och jordobservation för övervakning av SDG 6 (Rent vatten och sanitet). ESA inser att de vattenrelaterade målen för hållbar utveckling är brådskande.
Vattenbrist påverkar mer än 40 procent av världens befolkning, och en av fyra personer kommer sannolikt att bo i ett land som lider av kronisk eller återkommande brist på sötvatten till 2050 på grund av klimatförändringar och andra orsaker, enligt FN. World Economic Forums Global Risks Report 2018 nämner vattenkriser som en av de fem största riskerna för samhället.
Med stigande temperaturer och inget regn att tala om, Europa är i greppet av en värmebölja. Förutom den förödelse som skogsbränder har orsakat i länder som Storbritannien, Sverige och Grekland, den nuvarande värmen bränner vårt land och vegetation. Dessa två bilder från Copernicus Sentinel-2-uppdraget visar jordbruksfält runt staden Slagelse på Själland, Danmark. Bilden från juli 2017 visar grönskande fält, men som bilden från denna juli visar, värmen och bristen på regn har tagit ut sin rätt på växtlighetens hälsa. Årets sommarväder gör att samma jämförelse kan göras för många andra delar av Europa. Kredit:innehåller modifierad Copernicus Sentinel-data (2017–18), behandlas av ESA, CC BY-SA 3.0 IGO
"World Water Week är det perfekta tillfället att dela information om en alltmer knapp resurs medan vi fortsätter att arbeta med våra satellitdataanvändare för att utveckla hållbara metoder för vattenanvändning genom innovativa projekt, säger Benjamin Koetz, en vetenskapsman som utvecklar nya tillämpningar för ESA:s direktorat för jordobservationsprogram.
Satelliter är ett viktigt verktyg för att kartlägga och övervaka vattenförekomster från rymden. Optiska instrument och radarinstrument kan identifiera förändringar i område, och spektrometrar mäter vattenkvaliteten genom att tillämpa algoritmer på vattnets färg. ESA:s uppdrag för jordfuktighet och havsalt (SMOS) kartlägger också markfuktighet som ett sätt att tillhandahålla ett tidigt varningssystem för torka och extrema väderhändelser.
Som svar på det akuta behovet av vatteninformation i afrikanska länder, ESA:s initiativ TIGER och Earth Observation for Sustainable Development (EO4SD) stödjer nationella och gränsöverskridande vattenmyndigheter med att använda satellitdata för att hantera vattenförsörjning.
För TIGER, Sydafrikas Stellenbosch University tillämpar maskininlärningsprogramvara på data från Copernicus Sentinel-1- och Sentinel-2-uppdragen för att övervaka vattennivåerna i Theewaterskloof-dammen, en viktig vattenkälla för Western Cape-regionen, som inkluderar staden Kapstaden.
ESA har släppt sin första heltäckande databas som listar aktiviteter som genomförts av byrån och dess tjänsteleverantörer för att förverkliga målen för hållbar utveckling. Bland dessa aktiviteter finns Gray Water Recycling System, opererade vid Concordia-basen i Antarktis. Vatten som tidigare använts för att tvätta eller laga mat återvinns i en flerstegsprocess som involverar en keramisk bikaka med hål som är 700 gånger finare än ett hårstrå, följt av ett par membran som ger rent vatten. Projektet tar upp fyra SDG och övervakas av ESA:s direktorat för Human and Robotic Exploration (HRE). Samma typ av teknik användes vid ett universitet i Marocko för att ge färskvatten och energi till 1200 studenter, från grundvatten rikt på nitrat och gödning och med sol- och vindenergi.
GlobWetland är ett annat exempel på ESA:s bidrag till målen. Detta projekt inkluderar utvecklingen av ett globalt observationssystem för våtmarker och användningen av satellitbaserad information för att mäta det ekologiska tillståndet för våtmarker i Afrika. Våtmarker är avgörande för jordens ekosystem och biologiska mångfald, som otaliga arter av växter och djur är beroende av för sin överlevnad.
Projektet kommer också att förbereda för exploatering av de kommande Sentinel-satelliterna inom Copernicus-programmet. Särskilt, Sentinel-2-uppdraget kommer att tillhandahålla systematiska optiska observationer av alla land- och kustzoner. GlobWetland är en del av ett försök att uppfylla skyldigheterna i den mellanstatliga Ramsar -konventionen om våtmarker, som trädde i kraft 1975. Projektet tar direkt upp SDG 15 (Life on Land), förutom SDG 6.
Det här är bara några av ESA-projekten som hjälper till att spara vatten och uppfylla de relaterade SDGs. Andra aktiviteter inom områdena rening av avloppsvatten, vattenanvändning för jordbruk, och vattenåtervinning från organiskt avfall bidrar också till att minska vattenbristen.
Ett floddelta leder vanligtvis till det öppna havet, men deltaet som bildas av Okavangofloden är annorlunda. Efter att ha rest sig i Angola och flutit genom Namibia, floden slingrar sig in i Botswana, där den förgrenar sig för att skapa ett inlandsdelta – ett av världens viktigaste våtmarker. Okavangodeltat, ett världsarv, inkluderar permanenta träsk som täcker cirka 15 000 kvadratkilometer under torrperioden men kan svälla till cirka tre gånger så stor, ger ett hem för några av världens mest hotade arter av stora däggdjur. I skarp kontrast, den omgivande Kalahariöknen är en livlina för både lokalsamhällen och vilda djur - och därför är det oerhört viktigt att den hanteras väl. Kredit:innehåller modifierad Copernicus Sentinel-data (2016), behandlas av ESA, CC BY-SA 3.0 IGO
"Det breda utbudet av ESA-projekt som är inriktade på SDGs belyser rymdteknologins stora potential för att hjälpa till att lösa en mängd olika vattenfrågor inom olika sektorer, "Koetz säger." ESA:s engagemang på detta område stöder den bredare ansträngningen att ta itu med vattenkrisen på flera fronter, samarbeta med internationella intressenter som FN:s miljö, UNESCO och Världsbanken."
ESA-satellitdata ger en ständig påminnelse om att vatten är en värdefull vara här på jorden. Genom att bistå vattenmyndigheter, FN-organ, utvecklingsbanker och forskare för att identifiera potentiella problemställen, ESA hjälper till att mildra effekterna av klimatförändringarna samtidigt som de strävar efter att uppnå målen för hållbar utveckling.
