El profesor Jonghun Kam y Kwang-Hun Lee, Ph.D. Los resultados de la investigación de un estudiante de la División de Ciencias e Ingeniería Ambientales de la Universidad de Ciencia y Tecnología de Pohang (POSTECH) se publicaron recientemente en Water Research. .

La reciente crisis climática ha provocado fenómenos meteorológicos extremos más frecuentes, como sequías e inundaciones. Aunque los modelos han descrito los efectos anticipados de estos eventos extremos en el ciclo global del agua y el ciclo del carbono, los esfuerzos para comprenderlos cuantitativamente utilizando datos de observación se han visto limitados por los limitados grandes datos disponibles sobre la cantidad y calidad del agua.

Durante la primavera, el inicio de la siembra de arroz requiere abundante agua en los arrozales y campos de Corea del Sur. Dado que las precipitaciones no son consistentes de un año a otro y de una estación a otra, se han empleado más de 3.000 embalses agrícolas en todo el país para la gestión de los recursos hídricos.

Los datos del nivel del agua de los embalses agrícolas han monitoreado la cantidad de agua disponible durante la temporada de siembra de cultivos con una recopilación adicional de datos estacionales sobre la calidad del agua de los embalses desde 2020. Este conjunto de datos a nivel nacional de los embalses ofrece una oportunidad única para investigar la dinámica acoplada del ciclo del agua y del carbono.

En su estudio, los investigadores utilizaron análisis de componentes principales rotados para extraer modos principales clave de los extensos conjuntos de datos de niveles y calidad del agua que abarcan información sobre los volúmenes de agua y las concentraciones de carbono orgánico total (COT) de más de 2200 embalses agrícolas en Corea desde 2020 hasta 2022.

Durante el período de estudio, los volúmenes de los embalses oscilaron entre 289 y 360 toneladas métricas (10 ⁶ t), las concentraciones de TOC variaron entre 3,54 y 4,60 mg/L, y las cargas de TOC oscilaron entre 1165 y 1492 toneladas.

El primer modo importante del análisis de componentes principales rotados reveló una tendencia notable:a medida que las temperaturas del agua aumentaron y los niveles de los embalses disminuyeron debido a la sequía en la región sur de la Península de Corea en 2022, hubo un aumento correspondiente en las concentraciones de TOC. En el segundo modo principal, los investigadores observaron una correlación significativa entre las fluctuaciones en los niveles de los embalses en el área central y los cambios en las concentraciones de TOC.

Además, la investigación encontró que se observaron concentraciones elevadas de TOC en una región donde una fracción de área más grande de arrozales rodeaba embalses agrícolas. Estos hallazgos subrayan el posible cambio del papel de los reservorios agrícolas de almacenamiento de carbono a fuente de carbono que emite carbono a la atmósfera durante el período de una sequía severa.

El profesor Kam afirmó:"Al aprovechar los macrodatos del agua y las metodologías estadísticas avanzadas, hemos demostrado cuantitativamente alteraciones en los ciclos del agua y del carbono provocadas por sequías extremas".

"Esto subraya la necesidad apremiante de desarrollar políticas medioambientales y hídricas integradoras para priorizar tanto la cantidad como la calidad, especialmente a medida que hacemos la transición hacia una era de carbono neutral".