ภัยแล้งที่เกิดขึ้นอย่างฉับพลันนั้นทำให้เกิดความเสียหายต่อผลผลิตทางการเกษตรมหาศาล จากการศึกษาระดับมหภาคของ NASA ทำให้พบปฏิสัมพันธ์ที่แปลกประหลาด เมื่ออัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงและผลผลิตทางการเกษตรที่เพิ่มขึ้นนั้นสัมพันธ์กับการเกิดขึ้นของภาวะภัยแล้งฉับพลันที่อาจจะสามารถช่วยคาดการณ์ล่วงหน้าได้ในหลักเดือน
ภัยแล้งที่เกิดขึ้นอย่างฉับพลันและไร้ซึ่งคำเตือนล่วงหน้า เปรียบเสมือนฝันร้ายของเกษตรกรและส่งผลกระทบต่อความมั่นคงทางอาหารอย่างรุนแรง ตัวอย่างเช่น ภัยแล้งฉับพลันที่เกิดขึ้นในช่วงฤดูร้อนปี 2012 ถือเป็นภัยแล้งครั้งใหญ่ที่รุนแรงที่สุดของสหรัฐอเมริกาที่กว้างขวางที่สุดครั้งหนึ่งในประวัติศาสตร์ของประเทศนับตั้งแต่เกิดเหตุการณ์ Dust Bowl ในทศวรรษที่ 1930 ซึ่งภัยแล้งในปี 2012 นั้นสร้างผลกระทบทางเศรษฐกิจมากกว่า 30,000 ล้านดอลลาร์สหรัฐ
ภาพถ่ายรถแทร็กเตอร์ทางการเกษตรในเคนตักกี้ โดย NASA ได้เก็บข้อมูลแสงที่เรืองออกมาจากพืชเพื่อทำการทำนายการเกิดขึ้นของภัยแล้งฉับพลันที่กำลังมาถึง ภาพถ่ายโดย U.S. Department of Agriculture_Justin Pius
แม้ภัยแล้งตามปกติจะสามารถคาดการณ์ล่วงหน้าได้ เช่น ปรากฏการณ์เอลนีโญและลานีญา แต่สำหรับภัยแล้งฉับพลันที่ไม่ได้เกิดขึ้นตามฤดูกาลนั้น เป็นสิ่งที่ยากต่อการคาดการณ์ ซึ่งภัยพิบัติในลักษณะนี้สามารถพยากรณ์ได้แค่ในหลักสัปดาห์เท่านั้น แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิจัยจากห้องปฏิบัติการไอพ่นหรือ JPL ของ NASA พบหลักฐานและความสัมพันธ์ที่สามารถคาดการณ์การเกิดขึ้นของภัยแล้งได้ถึงสามเดือนก่อนหน้าการเกิดขึ้น และอาจช่วยแจ้งเตือนและเตรียมการรับมือกับภาวะภัยแล้งที่อาจเกิดขึ้นได้ในอนาคต
ในระหว่างการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช อนุภาคแสงโฟตอนบางส่วนที่ไม่ได้ถูกใช้งานในกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสงจะรั่วออกจากคลอโรฟิลล์ ทำให้เกิดการเรืองแสงที่เหนี่ยวนำโดยแสงอาทิตย์ขึ้น หรือ Solar-Induced Fluorescence (SIF) ซึ่งอัตราการเกิด SIF จะสะท้อนถึงอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสง แม้ว่าเราจะไม่สามารถมองเห็นแสงนี้ได้ด้วยตาเปล่า แต่เราสามารถสังเกตเห็นการเรืองแสงนี้ได้จากอวกาศ ผ่านเครื่องมือบนดาวเทียม
ปัจจุบันเราได้มีการพัฒนาเครื่องมือเพื่อตรวจจับ SIF บนดาวเทียมสำรวจทรัพยากรโลก เช่น Orbiting Carbon Obsevatory-2 (OCO-2) ของ NASA ที่มีอุปกรณ์ตรวจจับ SIF และสามารถส่องเห็นการเรืองแสงได้ในบริเวณที่มีการเพาะปลูกอย่างสว่างไสวราวกับแสงไฟในตอนกลางคืน
ภาพถ่ายทุ่งข้าวโพดที่พร้อมสำหรับการเก็บเกี่ยวในช่วงปลายฤดูร้อนที่ Waverly รัฐ Illinois ภาพถ่ายโดย Jeff Sharp
นักวิจัยได้เปรียบเทียบข้อมูลแสง SIF เป็นเวลาหลายปีกับบันทึกเหตุการณ์ภัยแล้งฉับพลันที่เกิดขึ้นในสหรัฐฯ ระหว่างเดือนพฤษภาคมถึงกรกฎาคมตั้งแต่ปี 2015 ถึง 2020 พวกเขาพบกับความสัมพันธ์ระหว่างแสง SIF กับภัยแล้งฉับพลันที่เกิดขึ้น ซึ่งช่วงเวลาก่อนการเกิดขึ้นของภัยแล้งฉับพลัน ปริมาณของแสง SIF นั้นมีปริมาณที่มากขึ้นเมื่อเทียบกับช่วงเวลาเดียวกันของปี
ทีมงานได้เชื่อมโยงข้อมูลเพิ่มเติมจากดาวเทียม SMAP (Soil Moisture Active Passive) ของ NASA ทำให้พบว่ารูปแบบการเกิดขึ้นของแสง SIF นั้นเชื่อมโยงกับอัตราการสูญเสียน้ำในชั้นดินในช่วง 6 ถึง 12 สัปดาห์ก่อนการเกิดขึ้นของภัยแล้งฉับพลัน ซึ่งรูปแบบการเกิดขึ้นของแสง SIF กับการสูญเสียน้ำในชั้นดินนี้มีความสอดคล้องกันในหลากหลายภูมิประเทศ ตั้งแต่ป่าเขตอบอุ่นทางตะวันออกของสหรัฐอเมริกา ไปจนถึงที่ราบใหญ่และป่าไม้พุ่มทางตะวันตก
ด้วยเหตุนี้ การเรืองแสงของพืชจึงเป็นสัญญาณเตือนภัยล่วงหน้าที่เชื่อถือได้เกี่ยวกับการเกิดขึ้นของภัยแล้งฉับพลัน ซึ่งเกษตรกรและประชาชนทุกคนจะได้รับประโยชน์จากองค์ความรู้ใหม่นี้
ถึงแม้ว่าการทราบถึงสัญญาณการเกิดขึ้นของภัยแล้งฉับพลันจะไม่สามารถยับยั้งภัยแล้งที่เกิดขึ้นได้ แต่อย่างน้อยที่สุด การที่เราสามารถรับรู้ได้ถึงภัยแล้งฉับพลันที่กำลังจะมาถึงจะช่วยให้เราสามารถแจ้งเตือนประชาชนและเตรียมการรับมือกับภัยแล้งที่จะเกิดขึ้นได้
เรียบเรียงโดย : จิรสิน อัศวกุล
พิสูจน์อักษร : ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์
🎧 อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS
ที่มาข้อมูล : NASA
“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech
