Kierownik: prof. dr hab. Bodusław Usowicz

Zespół: dr Mateusz Łukowski; prof. dr hab. Zofia Sokołowska, prof. dr hab. Jerzy Lipiec

Woda znajdująca się w glebie jest bardzo istotnym elementem środowiska, mającym duże znaczenie zarówno w skali globalnej jak i lokalnej. Wilgotność powierzchniowej warstwy gleby jest kluczowym czynnikiem wpływającym na klimat oraz obieg wody i energii na lądowym obszarze naszej planety. Wiedza na ten temat ma rosnące znaczenie, zwłaszcza w kontekście obserwowanego wzrostu intensywności występowania szkodliwych i niebezpiecznych zjawisk pogodowych. Badania ilości wody zawartej w glebie pozwalają na przewidywanie i przeciwdziałanie niekorzystnym zjawiskom, takim jak powodzie, susze czy erozja gleby. Odpowiednie uwilgotnienie pól uprawnych jest jednym z najważniejszych czynników zapewniających prawidłowy wzrost i rozwój roślin, co przekłada się na lepszą efektywność upraw rolniczych i wzrost jakości żywności. Dla województwa lubelskiego monitorowanie zawartości wody w glebie jest szczególnie ważne ze względu na stosunkowo niskie zasoby wód powierzchniowych i bardzo dużą podatność gleb na erozję. Te niesprzyjające uwarunkowania mogą prowadzić do występowania szkodliwych zjawisk takich jak pożary, susze, powodzie czy spływy powierzchniowe gleby. Aby im zapobiegać, potrzeba stałego monitorowania ilości wody zgromadzonej w glebie.
Celem badań jest ocena zasobów wody zawartej w powierzchniowej warstwie gleby. Ocena ta polega przede wszystkim na poznaniu rozkładu wilgotności gleby i jest wykonywana w różnych skalach: dla obszaru Lubelszczyzny, Polski i Europy. Wilgotność gleby monitorowana jest w wybranych punktach za pomocą sieci automatycznych stacji agrometeorologicznych, zlokalizowanych we wschodniej części Polski. Prowadzone są również ręczne, bezpośrednie pomiary polowe metodą grawimetryczną i TDR. Pomiary takie są dokładne, ale ze swej natury punktowe, więc w kolejnym kroku zebrane wyniki są estymowane do rozkładu ciągłego za pomocą metod statystyki przestrzennej. Niestety, otrzymane w ten sposób rozkłady niejednokrotnie obarczone są błędem, tym większym im mniej punktów pomiarowych. Aby uzyskać wiarygodny rozkład wilgotności gleby dla rozległego obszaru potrzeba więc wykonania odpowiednio dużej ilości pomiarów, co wymaga znacznego zaangażowania środków.
Z wymienionych powodów, do badań w dużych skalach coraz częściej używane są pomiary zdalne. „Zdalne”, czyli bezdotykowe, prowadzone z pewnej wysokości, której rozpiętość wynosi od kilku metrów (radiometry zamontowane na wieżach obserwacyjnych np. ELBARA) do kilkuset kilometrów (satelity takie np. SMOS i Sentinel). Wdrożenie technologii satelitarnych do badań środowiska przyrodniczego jest jednym z ważniejszych zadań przedstawionych w Krajowym Planie Rozwoju Sektora Kosmicznego w Polsce na lata 2014-2020 i powołanej w 2014 roku Polskiej Agencji Kosmicznej. Metody te pozwalają na obserwację wilgotności gleby na dużym obszarze, dokonaną w krótkim czasie (a więc spójną), a przy tym relatywnie tanią. Pomimo tych bezsprzecznych zalet, pomiary zdalne ograniczają się do powierzchniowej warstwy gleby, dlatego do określania zasobów wody w głębszych warstwach potrzebna jest wiedza hydrologiczna. Połączone informacje uzyskane z pomiarów bezpośrednich, satelitarnych i z wieży obserwacyjnej, wsparte modelowaniem, pozwalają na poznanie ilości wody obecnej w glebie, a więc na oszacowanie jej zasobów.