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Lake Chad 1973 - Public domain US army map
Il lago Chad nel 1973
Esercizio 2: Il ritiro del lago Chad
 
Dati
 
Il deserto del Sahara si sta spostando verso sud inglobando regioni che solo alcuni decenni fa erano ricoperte dalla savana o da foreste. Alcuni dei cambiamenti più impressionanti si sono verificati nel lago Chad. Appena 40 anni fa, il lago Chad aveva una superficie di 25 000 chilometri quadrati e forniva oltre 230 000 tonnellate di pesce all'anno. Oggi il lago si è ridotto a un'area in media di circa 500 chilometri quadrati, con variazioni stagionali, e il pescato annuale medio è sceso a circa 50 000 tonnellate. Aree che solo fino a pochi decenni fa erano sommerse oggi sono adibite all'agricoltura.

Perché il lago Chad si sta ritirando?

Per spiegare la significativa perdita d'acqua che si è verificata nel corso degli ultimi decenni, sono state proposte diverse teorie.

Tutte queste teorie attribuiscono molta importanza al cambiamento climatico. Un aumento di temperatura fa aumentare il tasso di evaporazione dell'acqua che si accompagna a una riduzione di portata degli affluenti. Naturalmente, la riduzione del manto di vegetazione nelle regioni della savana all'interno del bacino idrografico del lago contribuisce in modo determinante al cambiamento climatico, favorendo la siccità. L'impoverimento della vegetazione è da attribuire principalmente a un eccessivo sfruttamento del territorio per il pascolo. Un altro fattore è il maggiore utilizzo del lago e dei suoi affluenti come risorsa di acqua potabile e per l'irrigazione dei campi.

La popolazione del Chad è triplicata negli ultimi quattro decenni. Dal 1983 al 1994, le aree agricole sono aumentate del 400%. L'agricoltura è quindi responsabile all'incirca per il 50% del sovralluvionamento del lago.  
 
Misurazione della superficie del lago Chad
 
In questo esercizio misurerete la superficie del lago Chad per quantificare l'entità del ritiro delle acque. Effettuerete quindi un'analisi multitemporale di rilevamento dei cambiamenti utilizzando i layer GIS. Poiché le immagini sono geocodificate secondo lo stesso sistema di mappatura, questi layer GIS possono essere sovrapposti a immagini georeferenziate di diversi sensori e con diverse risoluzioni spaziali ed estensioni. La geocodificazione è particolarmente importante per rilevare i cambiamenti che si verificano in lunghi periodi di tempo, come nel caso del lago Chad.

Per semplicità, il lago studiato in questo esercizio è individuato come lo specchio d'acqua più esteso rimasto a sud-est, escludendo i più piccoli e isolati specchi d'acqua vicini.

Per questo esercizio utilizzerete un'immagine satellitare acquisita dal sensore MERIS nel 2011 (la stessa immagine utilizzata nell'esercizio 1) insieme ad altre due immagini acquisite dai satelliti Landsat: una di queste è stata ripresa dal MultiSpectral Scanner (MSS) di Landsat 1 nel 1973. In questo modo potrete rilevare i cambiamenti che si sono verificati in un lungo arco di tempo. L'immagine si chiamaLandsat_MSS_LakeChad_January1973 ed è disponibile nella sezione "Eduspace - Download" del menu a destra. L'altra immagine Landsat è quella acquisita dal sensore Thematic Mapper (TM) di Landsat 5 nel 1986 e si chiama Landsat_TM_LakeChad_December1986.

Ora analizzerete, qualitativamente e quantitativamente, il drammatico ritiro del lago Chad negli ultimi 40 anni.

1. Aprite il file .tif dell'immagine MSS di Landsat del 1973 con LEOWorks. Le bande dell'immagine MSS di Landsat 1 sono riportate nella tabella che segue:
 
 
Canale Campo di lunghezza (μm)
Landsat 1,2,3Landsat 4,5 
MSS 4
LEOWorks: banda 1
MSS 10.5 – 0.6 (verde)
MSS 5
LEOWorks: banda 2
MSS 20.6 – 0.7 (rosso)
MSS 6
LEOWorks: banda 3
MSS 30.7 – 0.8 (vicino infrarosso)
MSS 7
LEOWorks: banda 4
MSS 40.8 – 1.1 (vicino infrarosso)
 
Aprite una vista RGB che permetta di visualizzare chiaramente le zone d'acqua. Provate diverse combinazioni, compresa una RGB_3-2-1.

Per misurare approssimativamente l'area e il perimetro precedenti del lago Chad, utilizzate lo strumento di misurazione e tracciate una linea lungo il profilo costiero del lago. Annotate i risultati.
 
 
2. Create ora una vista RGB dell'immagine di Landsat 5 TM del 1986.

Ripetete il procedimento seguito per l'immagine MSS sopra.
 
 
Canale
Landsat 4,5
Campo di lunghezza d'onda (μm)
TM 10.45 – 0.52 (blu-verde)
TM 20.52 – 0.60 (verde)
TM 30.63 – 0.69 (rosso)
TM 40.76 – 0.90 (vicino infrarosso)
TM 51.55 – 1.75 (medio infrarosso)
TM 72.08 – 2.35 (medio infrarosso)
TM 610.4 – 12.5 (infrarosso termico)
 
3. Aprite ora l'immagine Envisat MERIS che è l'immagine del lago Chad acquisita più di recente. Create una vista RGB appropriata per rilevare l'acqua, come avete fatto nell'esercizio precedente.

Per calcolare il perimetro e la superficie del lago, ripetete, per questa immagine MERIS, la procedura seguita precedentemente per le immagini Landsat. Non dimenticate di annotare i risultati.

4. Confrontate i risultati.

Qual è stata la riduzione del perimetro e dell'area da una data all'altra?

Calcolate i valori assoluti e i valori relativi che devono essere espressi in percentuale (differenze divise per i valori iniziali X 100%) . Utilizzate le tabelle seguenti per registrare i vostri risultati:
 
 
 PerimetroArea
Gennaio 1973  
Dicembre 1986  
Differenza assoluta  
Differenza relativa  
 
 
 PerimetroArea
Dicembre 1986  
Gennaio 2011  
Differenza assoluta  
Differenza relativa  
 
 
 PerimetroArea
Gennaio 1973  
Gennaio 2011  
Differenza assoluta  
Differenza relativa  
 
 
5. Utilizzando queste tre serie di dati, tracciate due grafici in un sistema di coordinate cartesiane per visualizzare lo sviluppo del perimetro del lago Chad e della sua area (ordinata = asse Y) nel tempo (ascissa = asse X). Questo modo di visualizzazione facilita l'interpretazione del ritiro.

Il ritiro può essere definito "quasi lineare"?

In quale dei due periodi di tempo il ritiro del lago Chad è maggiore?

Leggete ancora una volta il paragrafo "Perché il lago Chad si sta ritirando?" all'inizio di questa sezione.

Date le forti variazioni stagionali della massa d'acqua del lago, qual è il rischio di trarre conclusioni in base alle misurazioni di tre sole immagini satellitari in un così lungo arco di tempo?

Suggerite in che modo si potrebbero fare stime più affidabili.

6. Utilizzate ora lo strumento GIS per tracciare le linee costiere del lago in funzione dell'anno in un layer GIS con poligoni. Aggiungete come nuovo attributo area e lunghezza.

Salvate ogni layer in un file .shp con un nome distinto come “Lake_Chad_coastline_1973.shp”.

Infine, sovrapponete questi tre layer GIS all'immagine MERIS aggiornata e selezionate diversi colori utilizzando Layer Style Editor.

Scrivete un breve testo sull'analisi del ritiro del lago Chad che avete effettuato in base alle vostre misurazioni, ai grafici e alle immagini.

Confrontate i vostri risultati con quelli degli altri studenti della classe.
 
 

 


Il ritiro del lago Chad
IntroduzioneInformazioni generali
Esercizi
Esercizio 1: Visualizzazione del lago ChadEsercizio 3: L'importanza dell'acqua nell'area del lago Chad
Eduspace - Software
LEOWorks 4 (MacOS)LEOWorks 4 (Linux)LEOWorks 4 (Windows)
Eduspace - Download
Landsat MSS_January 1973.tifLandsat TM_December 1986.tifEnvisat MERIS_January 2011.tif
 
 
 
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