Venez l'été, Les Utahns afflueront vers les lacs et les réservoirs de l'État pour faire du bateau, nager et pique-niquer le long du rivage. Et chaque semaine, sinon tous les jours, des scientifiques comme Kate Fickas de l'Utah State University à Logan utiliseront des images satellites et d'autres données pour surveiller les sites de loisirs afin de vérifier la croissance rapide des algues en une floraison, et assurez-vous que l'eau est sans danger pour les personnes et les animaux domestiques.

Du point de vue de l'espace, satellite, y compris le Landsat 8 de la NASA et du US Geological Survey (USGS), peut aider les scientifiques à identifier les lacs où une prolifération s'est formée. C'est un processus d'analyse de données compliqué, mais celui que les chercheurs automatisent pour aider les gestionnaires de ressources à identifier les problèmes potentiels.

"J'ai grandi en nageant dans la rivière Willamette en Oregon, et plonger dans les lacs pendant l'été, " a déclaré Fickas. " Cela signifie donc beaucoup pour moi que je puisse non seulement aider à développer des algorithmes pour surveiller les proliférations de cyanobactéries, ce qui est intéressant en soi, mais pour pouvoir passer à l'étape suivante et assurer la sécurité du public, et leur permettre de recréer en toute sécurité et de profiter de l'eau comme je le fais."

Les fleurs sont constituées d'algues naturelles, phytoplancton, et des cyanobactéries qui explosent en nombre dans les bonnes conditions :températures chaudes, beaucoup de nutriments, et eaux calmes. De nombreux plans d'eau de l'Utah remplissent ces conditions, Fickas a dit, surtout avec le réchauffement des températures dû au changement climatique, ainsi que le ruissellement riche en nutriments provenant des champs agricoles et d'autres sources.

Des satellites tels que Landsat 8 et Sentinel-3 de l'ESA (Agence spatiale européenne) peuvent détecter lorsqu'un lac change de couleur en raison des tapis d'organismes verdâtres, ce qui permet à des scientifiques comme Fickas de dire aux gestionnaires de l'eau où tester pour voir si les eaux sont nocives ou non. . Les deux satellites ont des forces différentes :Sentinel-3 collecte des données sur des lacs individuels plus fréquemment et mesure les longueurs d'onde de la lumière qui sont plus indicatives du phytoplancton, mais Landsat 8 a une résolution spatiale plus élevée, il peut ainsi observer des lacs plus petits et identifier des zones problématiques spécifiques dans un lac plus grand.

La détection par satellite Landsat d'une prolifération en 2017 dans le lac Utah a permis d'économiser environ 370 $, 000 en soins de santé et frais annexes pour le territoire, selon une étude de 2020 publiée dans la revue GeoHealth. L'étude de cas s'appuie sur un projet multi-agences plus vaste pour suivre les proliférations d'algues.

Lorsque Landsat 8 mesure une floraison, il détecte la chlorophylle-a, un pigment vert présent dans le phytoplancton, dit Nima Pahlevan, un scientifique du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. L'eau est une chose difficile à mesurer pour les satellites Landsat car elle est sombre par rapport aux arbres très réfléchissants, immeubles, et autres paysages. Mais Landsat 8 est plus sensible que ses prédécesseurs, capable de distinguer entre beaucoup plus d'intensités de lumière, détecter essentiellement plus de nuances de vert.

"Toute augmentation du niveau de chlorophylle-a par rapport à la norme pourrait être alarmante, et c'est ce que nous recherchons à partir des données satellitaires, " il a dit.

Nima et son équipe ont développé un algorithme pour prendre les données collectées par Landsat 8 au-dessus des lacs, l'analyser, et créer un produit qui indique aux gestionnaires locaux de l'eau ou des loisirs où cette augmentation de la chlorophylle-a pourrait être. Passer des données brutes au produit utilisable implique plusieurs étapes, y compris la prise en compte des particules et des gaz atmosphériques qui pourraient autrement fausser les résultats.

"Tout le monde n'a pas accès à la puissance de calcul pour pouvoir traiter des images satellites, ou le temps ou l'expertise, " a déclaré Pahlevan. " Le fait d'avoir ces produits facilement accessibles à la communauté augmentera considérablement le nombre de personnes pouvant utiliser les produits de données satellitaires. "

Ces produits de réflectance aquatique Landsat sont encore provisoires, il a souligné, mais ils sont nouvellement disponibles auprès de l'USGS, qui fournit gratuitement toutes les données Landsat ainsi que d'autres produits de données.

Bien que ce produit de données puisse aider les décideurs à repérer les problèmes potentiels pour les plaisanciers et les nageurs, d'autres produits de données Landsat mesurent des éléments comme les zones boisées, zones brûlées, et la couverture neigeuse.

« Les produits de données convertissent les observations complexes effectuées par l'instrument en le type d'informations dont les gens ont besoin, " a déclaré Jeff Masek de la NASA Goddard, scientifique du projet pour le prochain satellite Landsat 9. "Ils permettent aux personnes qui ne sont pas aussi familiarisées avec les complexités de la télédétection d'utiliser les données."

Landsat 9, dont le lancement est prévu en septembre 2021, possède tous les attributs de Landsat 8 qui lui permettent de quantifier la chlorophylle-a, et aura des capacités supplémentaires pour distinguer encore plus d'intensités de lumière réfléchie par les plans d'eau et d'autres surfaces. Les scientifiques attendent également avec impatience les futurs satellites. Landsat Suivant, le satellite suivant Landsat 9, pourrait avoir des capacités supplémentaires lui permettant de mieux détecter les organismes spécifiques qui causent des efflorescences nuisibles, et pas seulement la croissance bénigne du phytoplancton qui ne libère aucune toxine préoccupante.

« Nous constatons de plus en plus de problèmes de qualité de l'eau dans le monde, " Masek a dit, "c'est pourquoi nous sommes si intéressés par la capacité de les surveiller."