Preencher lacunas de dados nas regiões montanhosas de África com a Digital Earth Africa e a African Mountain Research Foundation

As regiões montanhosas de África são vitais para o abastecimento de água doce a comunidades a jusante, para a proteção de espécies raras e endémicas, e para a regulação de microclimas locais que influenciam a agricultura e os padrões climáticos. No entanto, muitas destas áreas estão sub-representadas nos sistemas de monitorização ambiental, o que dificulta a compreensão total das suas dinâmicas ou a gestão eficaz dos seus recursos.

Para ajudar a colmatar esta lacuna, a DE Africa trabalhou com a Fundo de Investigação de Montanhas Africanas (AMRF) para explorar como os dados de observação da Terra em acesso aberto podem ser integrados com dados locais, in-situ, para melhorar a compreensão desses ambientes sensíveis. Como parte desta colaboração, a equipa desenvolveu um Jupyter Notebook que demonstra um fluxo de trabalho para comparar e validar dados de temperatura da DE Africa com dados de estações meteorológicas da AMRF. O notebook fornece um método para avaliar as diferenças entre os dados de temperatura derivados de satélite e in-situ e ajuda os utilizadores a compreender como ambas as fontes de dados podem ser utilizadas em conjunto de forma eficaz.

A African Mountain Research Foundation dedica-se a melhorar a compreensão e a gestão sustentável dos ecossistemas montanhosos de África através de monitorização e investigação científicas. A organização foca-se em paisagens de alta altitude que são ecologicamente e hidrologicamente significativas, mas que frequentemente carecem de recolha de dados consistente. Atualmente, a AMRF opera estações meteorológicas em cadeias montanhosas como o Monte Mulanje no Malawi, as Terras Altas Orientais no Zimbabwe e as montanhas Drakensberg no sul de África. Estas estações recolhem dados ambientais in-situ críticos, como temperatura, irradiância solar, velocidade do vento, precipitação e humidade, que podem ser utilizados para modelação ecológica, sistemas de alerta precoce e planeamento de adaptação às alterações climáticas.

Um estudo de caso chave apresentado no caderno é o Monte Mulanje, conhecido pela sua importância ecológica e pelo seu papel como uma importante bacia hidrográfica. Utilizando dados de 2024 recolhidos por estações meteorológicas da AMRF na montanha, o caderno comparou as temperaturas do ar observadas com estimativas modeladas espacialmente derivadas de fontes de observação da Terra. Os resultados mostraram uma diferença média de cinco graus Celsius na temperatura do ar, sublinhando a importância de medições localizadas para melhorar a precisão dos modelos espaciais em áreas montanhosas. Ao mesmo tempo, destacou o valor dos dados de observação da Terra em estender a cobertura a áreas onde os dados locais são limitados ou inexistentes.

Clara Hickman, da AMRF, refere que um dos principais desafios que os investigadores enfrentam é a falta de dados de observação consistentes e de alta qualidade em todos os sistemas montanhosos de África. “Existem lacunas significativas, o que chamamos de ‘buracos negros’ nos dados, particularmente em áreas de planalto. A integração da observação da Terra com dados de campo é uma das formas mais promissoras de abordar este problema.”

A colaboração demonstra como os conjuntos de dados da DE Africa, que são acessíveis, prontos para análise e cobrem todo o continente africano, podem ser utilizados em combinação com dados fornecidos pelo utilizador. O fluxo de trabalho apresentado no "notebook" pode ser executado em qualquer ambiente de computação, permitindo que investigadores e profissionais o repliquem ou adaptem com os seus próprios conjuntos de dados. Isto reduz a barreira de entrada para organizações que podem não ter acesso a infraestruturas sofisticadas ou a serviços na nuvem.

Esta colaboração estabelece um precedente importante para métodos de investigação abertos e reproduzíveis que ajudam a desvendar ideias em regiões sub-observadas. Ao combinar ferramentas e dados de forma acessível, a DE Africa e a AMRF estão a ajudar a colocar ecossistemas montanhosos, muitas vezes negligenciados em esforços científicos e políticos mais amplos, em maior destaque.

Explore o caderno em acesso aberto: Caderno de Validação de Montanhas Africanas