Il professor Jonghun Kam e Kwang-Hun Lee, un dottorato di ricerca. studente della Divisione di Scienze e Ingegneria Ambientale dell'Università di Scienza e Tecnologia di Pohang (POSTECH), i risultati della ricerca sono stati recentemente pubblicati su Water Research .

La recente crisi climatica ha provocato eventi meteorologici estremi più frequenti, come siccità e inondazioni. Sebbene i modelli abbiano delineato gli effetti previsti di questi eventi estremi sul ciclo globale dell'acqua e sul ciclo del carbonio, gli sforzi per comprenderli quantitativamente utilizzando dati osservativi sono stati limitati dai big data disponibili limitati sulla quantità e qualità dell'acqua.

Durante la primavera, l’inizio della semina del riso richiede molta acqua nelle risaie e nei campi della Corea del Sud. Poiché le precipitazioni non sono costanti di anno in anno e di stagione in stagione, oltre 3.000 bacini idrici in tutto il paese sono stati utilizzati per la gestione delle risorse idriche.

I dati sul livello dell'acqua provenienti dai serbatoi agricoli hanno monitorato la quantità di acqua disponibile durante la stagione della semina delle colture con un'ulteriore raccolta di dati stagionali sulla qualità dell'acqua dai serbatoi dal 2020. Questo set di dati a livello nazionale dai serbatoi offre un'opportunità unica per indagare le dinamiche accoppiate dei ciclo dell'acqua e del carbonio.

Nel loro studio, i ricercatori hanno utilizzato l’analisi delle componenti principali ruotate per estrarre le principali modalità chiave degli estesi set di dati sui livelli dell’acqua e sulla qualità dell’acqua che comprendono informazioni sui volumi dell’acqua e sulle concentrazioni di carbonio organico totale (TOC) da oltre 2.200 serbatoi agricoli in Corea dal 2020 al 2020. 2022.

Durante il periodo di studio, i volumi del serbatoio variavano da 289 a 360 tonnellate (10 ⁶ t), le concentrazioni di TOC variavano tra 3,54 e 4,60 mg/L e i carichi di TOC variavano da 1.165 a 1.492 tonnellate.

La prima modalità principale dell’analisi delle componenti principali ruotate ha svelato una tendenza notevole:con l’aumento della temperatura dell’acqua e la diminuzione dei livelli dei serbatoi a causa della siccità nella regione meridionale della penisola coreana nel 2022, si è verificato un corrispondente aumento delle concentrazioni di TOC. Nella seconda modalità principale, i ricercatori hanno osservato una correlazione significativa tra le fluttuazioni dei livelli dei giacimenti nell'area centrale e gli spostamenti delle concentrazioni di TOC.

Inoltre, la ricerca ha scoperto che elevate concentrazioni di TOC sono state osservate in una regione in cui una frazione più ampia di risaie circonda i bacini idrici agricoli. Questi risultati sottolineano il potenziale spostamento del ruolo dei serbatoi agricoli da stoccaggio del carbonio a fonte di carbonio che emette carbonio nell'atmosfera durante il periodo di grave siccità.

Il professor Kam ha dichiarato:"Sfruttando i big data sull'acqua e metodologie statistiche avanzate, abbiamo dimostrato quantitativamente le alterazioni nei cicli dell'acqua e del carbonio innescate da una siccità estrema."

"Ciò sottolinea l'urgente necessità di sviluppare politiche ambientali e idriche integrate per dare priorità sia alla quantità che alla qualità, soprattutto nel momento in cui stiamo passando a un'era a zero emissioni di carbonio."