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Em África, lagos e zonas húmidas sustentam silenciosamente os sistemas de que as pessoas dependem diariamente. Sustentam ecossistemas, apoiam a agricultura, regulam os fluxos de água e proporcionam sustento às comunidades vizinhas. No entanto, muitos destes corpos de água estão a mudar. Alguns estão a diminuir, outros flutuam de forma mais dramática do que antes, e em muitos locais as tendências a longo prazo nem sempre são fáceis de observar a partir do solo. A observação da Terra a partir de satélite oferece uma forma de recuar e visualizar estas mudanças ao longo do tempo.
Usando dados e ferramentas disponíveis através da Digital Earth Africa, o investigador Nancy Wayua analisou as alterações a longo prazo na extensão das águas superficiais do Lago Sulunga, na Tanzânia central. O seu trabalho demonstra como décadas de imagens de satélite podem revelar padrões na dinâmica da água que, de outra forma, seriam difíceis de rastrear.
O Lago Sulunga desempenha um papel importante na paisagem circundante. Tal como muitos lagos na África Oriental, apoia os ecossistemas e as comunidades vizinhas, ao mesmo tempo que responde a padrões de pluviosidade sazonais e a pressões ambientais mais amplas. Alterações na pluviosidade, no uso do solo na bacia hidrográfica e na extração de água podem influenciar a forma como o lago se expande ou contrai ao longo do tempo. Compreender estas dinâmicas é importante para uma gestão sustentável da água, mas os registos consistentes a longo prazo são frequentemente limitados.
Para examinar estas alterações, Wayua usou Observações da água no espaço (WOfS), um conjunto de dados disponível através da Digital Earth Africa que mapeia a água de superfície em todo o continente. O WOfS é derivado de imagens capturadas por satélites Landsat e fornece um registo histórico de onde a água foi detetada em África ao longo do tempo. Para a análise do Lago Sulunga, foram explorados dados anuais sumarizados que abrangem mais de três décadas, de 1990 a 2024, utilizando o Sandbox Digital Earth África, um ambiente de análise baseado na nuvem que permite aos utilizadores processar grandes volumes de dados de satélite.
O fluxo de trabalho começou por definir o limite geográfico à volta do Lago Sulunga e extrair dados WOfS para essa região. Ao recortar o conjunto de dados para a área de interesse precisa do lago, a análise focou-se apenas no corpo de água. Utilizando ferramentas baseadas em Python disponíveis no ambiente Sandbox, o fluxo de trabalho calculou subsequentemente a extensão anual da água do lago, identificando e contando os píxeis classificados como água para cada ano.
Os resultados fornecem uma imagem clara de como a área de superfície de água do Lago Sulunga mudou ao longo do tempo. Uma série temporal da extensão anual de água mostra flutuações notáveis entre 1990 e 2021, com períodos em que o lago se expandiu e outros em que a sua cobertura hídrica contraiu. Estas variações refletem a complexa interação dos padrões de precipitação, variabilidade climática e pressões ambientais que afetam a região.
A comparação de anos específicos ajudou a destacar onde ocorreram estas alterações na superfície do lago. Por exemplo, uma análise que compara a extensão da água em 2019 e 2021 revelou áreas onde a água tinha expandido, áreas onde zonas anteriormente húmidas tinham secado e locais onde a água permaneceu estável em ambos os anos. Estas perspetivas espaciais ajudam a ilustrar não apenas o quanto o lago mudou, mas onde essas mudanças ocorreram.
Para explorar ainda mais estas dinâmicas, a análise produziu também uma visualização animada que mostra a frequência anual de água no lago. Observar as mudanças de padrão ano a ano facilita a compreensão de como a presença de água no lago variou ao longo das décadas, oferecendo uma perspetiva visual poderosa sobre a mudança ambiental.
Esta análise realça o valor de combinar dados de satélite a longo prazo com plataformas de análise acessíveis. Com ferramentas como a Digital Earth Africa, investigadores, governos e profissionais ambientais podem monitorizar corpos de água de forma consistente ao longo do tempo e gerar evidências que apoiem uma tomada de decisão mais informada.
A abordagem utilizada para o Lago Sulunga não se limita a um único local. Como o conjunto de dados WOfS abrange todo o continente africano, fluxos de trabalho semelhantes podem ser aplicados para monitorizar outros lagos, zonas húmidas, rios e reservatórios. À medida que as pressões sobre os recursos hídricos continuam a aumentar, a capacidade de monitorizar as alterações nesses ecossistemas críticos tornar-se-á cada vez mais importante.
Ao transformar décadas de observações de satélite em conclusões claras, análises como esta demonstram como os dados de observação da Terra podem ajudar a aprofundar a nossa compreensão das paisagens em mutação de África e a apoiar uma gestão mais informada dos recursos hídricos vitais do continente.
Experimente você mesmo
O ambiente Sandbox da Digital Earth Africa e o conjunto de dados WOfS Annual Summary estão disponíveis gratuitamente para qualquer pessoa a trabalhar em monitorização de água, avaliação ambiental ou análise de alterações no uso do solo em África. Quer seja um analista governamental, um investigador ou um profissional da conservação, a plataforma fornece as ferramentas para transformar décadas de dados de satélite em conhecimento acionável.
Para começar com o DE Africa e explorar o produto WOfS, visite:
https://www.digitalearthafrica.org
Cadernos, documentação e recursos de formação estão disponíveis através do DE Africa Sandbox para o ajudar a replicar e a expandir fluxos de trabalho como este.