Professeur Jonghun Kam et Kwang-Hun Lee, titulaire d'un doctorat. étudiant, de la Division des sciences et de l'ingénierie de l'environnement de l'Université des sciences et technologies de Pohang (POSTECH), les résultats de la recherche ont été récemment publiés dans Water Research .

La récente crise climatique a entraîné une augmentation de la fréquence des phénomènes météorologiques extrêmes, tels que les sécheresses et les inondations. Bien que les modèles aient souligné les effets anticipés de ces événements extrêmes sur le cycle mondial de l'eau et le cycle du carbone, les efforts visant à les comprendre quantitativement à l'aide de données d'observation ont été limités par le nombre limité de mégadonnées disponibles sur la quantité et la qualité de l'eau.

Au printemps, le début des semis de riz nécessite beaucoup d’eau dans les rizières et les champs en Corée du Sud. Étant donné que les précipitations ne sont pas constantes d'une année à l'autre et d'une saison à l'autre, plus de 3 000 réservoirs agricoles à travers le pays ont été utilisés pour la gestion des ressources en eau.

Les données sur le niveau d'eau des réservoirs agricoles ont permis de surveiller la quantité d'eau disponible pendant la saison de plantation des cultures avec une collecte supplémentaire de données saisonnières sur la qualité de l'eau des réservoirs depuis 2020. Cet ensemble de données au niveau national provenant des réservoirs offre une opportunité unique d'étudier la dynamique couplée de l'eau. cycle de l'eau et du carbone.

Dans leur étude, les chercheurs ont utilisé une analyse en composantes principales par rotation pour extraire les principaux modes clés des nombreux ensembles de données sur les niveaux d'eau et la qualité de l'eau qui englobent des informations sur les volumes d'eau et les concentrations de carbone organique total (COT) de plus de 2 200 réservoirs agricoles en Corée, s'étendant de 2020 à 2020. 2022.

Au cours de la période d'étude, les volumes des réservoirs variaient entre 289 et 360 tonnes (10 ⁶ t), les concentrations de COT variaient entre 3,54 et 4,60 mg/L, et les charges de COT variaient entre 1 165 et 1 492 tonnes.

Le premier mode majeur de l’analyse en composantes principales par rotation a dévoilé une tendance notable :à mesure que la température de l’eau augmentait et que les niveaux des réservoirs diminuaient en raison de la sécheresse dans la région sud de la péninsule coréenne en 2022, il y avait une augmentation correspondante des concentrations de COT. Dans le deuxième mode majeur, les chercheurs ont observé une corrélation significative entre les fluctuations des niveaux des réservoirs dans la zone centrale et les changements dans les concentrations de COT.

De plus, la recherche a révélé que des concentrations élevées de COT ont été observées dans une région où une plus grande proportion de rizières entourent les réservoirs agricoles. Ces résultats soulignent le changement potentiel du rôle des réservoirs agricoles du stockage de carbone vers une source de carbone qui émet du carbone dans l'atmosphère pendant la période de grave sécheresse.

Le professeur Kam a déclaré :"En tirant parti du Big Data sur l'eau et de méthodologies statistiques avancées, nous avons démontré quantitativement les altérations des cycles de l'eau et du carbone déclenchées par une sécheresse extrême."

"Cela souligne le besoin urgent de développer des politiques intégrées en matière d'environnement et d'eau pour donner la priorité à la quantité et à la qualité, en particulier à l'heure où nous passons à une ère neutre en carbone."