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Quando o abastecimento de água a uma cidade grande e movimentada como Harare é ameaçado pela diminuição dos níveis de oxigénio, a utilização da tecnologia - e especificamente de dados de observação da Terra - para mapear e prever as concentrações de crescimento de algas torna-se crítica. Foi esta a abordagem utilizada por Muongeni Manda, um pós-graduado em Geoinformática e Conservação Ambiental da Universidade de Tecnologia de Chinhoyi, Zimbabué.
O lago Chivero é um reservatório no rio Manyame, no Zimbabué. Fornece o principal abastecimento de água a Harare e é utilizado para fins de irrigação, pesca e como habitat para aves. No entanto, ao longo dos anos, o lago tem enfrentado ameaças ecológicas, como a poluição, o assoreamento e a invasão do jacinto de água, que cresce rapidamente. Estas plantas aquáticas invasoras são conhecidas por invadirem massas de água, resultando em cursos de água congestionados e na morte de espécies vegetais nativas submersas. A subsequente decomposição das plantas nativas, que esgota o oxigénio dissolvido na água, está relacionada com a morte de peixes e pode ter impactos desastrosos nas comunidades piscatórias. Todas as ameaças acima mencionadas a Chivero estão relacionadas com o crescimento urbano, devido ao facto de se situar a jusante da cidade de Harare e das povoações circundantes.
Chivero alberga um ecossistema delicado de vegetação costeira e vida aquática, como peixes, invertebrados e plâncton. Inclui também as florestas de Miombo circundantes, que fornecem habitat a várias espécies animais locais, incluindo o rinoceronte branco, a zebra das planícies, os pangolins terrestres e numerosas espécies de aves. Este ecossistema delicadamente equilibrado é propenso a mudanças sazonais nos níveis de água do lago, e a qualidade e salinidade da água resultantes podem ter enormes impactos na água fornecida à cidade de Harare.
O DE África foi utilizado para estudar as alterações da extensão e da qualidade da água ao longo do tempo e efectuou comparações com os dados de precipitação da Estação de Precipitação Infravermelha do Climate Hazards Group (CHIRPS). O estudo conclui que a qualidade da água do Lago Chivero está em declínio devido ao aumento dos níveis de concentração de nutrientes, nomeadamente azoto e fósforo, uma condição conhecida como eutrofização que pode resultar na proliferação de algas que degradam a qualidade da água e a vida aquática ao esgotar o oxigénio na água. Esta condição é provavelmente causada pela urbanização e pela atividade agrícola.
DE África Índice modificado da diferença normalizada da água (MNDWI) forneceu a extensão da água de janeiro de 2017 a dezembro de 2023 em comparação com os dados de precipitação gerados pelo CHIRPS, indicando seca em outubro de 2020 e inundações no início de 2021. As inundações foram o resultado direto dos ciclones tropicais Eloise, de 11 a 27 de janeiro de 2021, e Guambe, de 11 a 22 de fevereiro de 2021.
Figura 2: Lago Chivero utilizando o DE Africa Rolling Geomedian (L) - Lago Chivero: 2023 Rolamento Geomediano em RGB (R) - Lago Chivero: 2023 Rolamento Geomédico no MNDWI (dados Sentinel-2 processados pela Digital Earth Africa)
Após a medição da extensão da água, a qualidade da água foi estimada utilizando o Índice de clorofila de diferença normalizado (NDCI). Esta ferramenta de deteção remota foi desenvolvida por Mishra e Mishra em 2012 e é utilizada para observar a presença de algas e prever a concentração de clorofila-a utilizando dados de satélite. Este índice é implementado pelo DE Africa utilizando as 13 bandas espectrais do Copernicus Sentinel 2.
Valores elevados de NDCI indicam a presença de clorofila-a, um pigmento encontrado em algas e cianobactérias que desempenha um papel crucial na fotossíntese. A clorofila-a é indicativa de uma proliferação de algas, que pode levar ao esgotamento do oxigénio e à morte dos peixes. Ao efetuar os cálculos relevantes ao longo de seis anos de dados {janeiro de 2017 a dezembro de 2023}, foram observadas variações no nível de clorofila, indicando valores mais elevados de NDCI durante os períodos de seca em janeiro de 2018, outubro de 2019 e novembro de 2020.
A água extra pode diluir a salinidade e os níveis alcalinos dos lagos, criando um ambiente menos hospitaleiro para as algas - e, por conseguinte, uma fonte de alimento reduzida para os flamingos.
Nos casos em que a extensão da água e a concentração de clorofila aumentaram, é provável que a água da chuva tenha arrastado nutrientes adicionais para o lago, reforçando as populações de algas. O DE África forneceu uma comparação espacial em diferentes níveis e datas de NDCI com NDCI muito elevado observado nas imagens do Sentinel 2 em 13 de março de 2017 e NDCI baixo em 2 de dezembro de 2023.
Estas descobertas têm grande relevância para a proteção do importante habitat do Lago Chivero e para o abastecimento de água de Harare. Também informarão sobre as implicações para a gestão dos riscos climáticos e os objectivos de desenvolvimento sustentável, bem como sobre a utilização óptima dos dados de observação da Terra na análise e previsão do crescimento das algas.
Sobre o autor:
Muongeni Manda é um pós-graduado em Geoinformática e Conservação Ambiental da Universidade de Tecnologia de Chinhoyi, Zimbabué.
Fez história como a única mulher de África a entrar no top 30 mundial de jovens líderes espaciais emergentes e é mentora da SSPI-WISE (Space & Satellite Professionals International - Women in Space Engagement) e recebeu orientação profissional em geoinformática, alterações climáticas e conservação ambiental.