飢AMINEを予測する方法イノベーション| スミソニアン - 記事、イノベーション、イノベーター、テクノロジー、雑誌

10月上旬、主要な雨季の後、エチオピアの中央リフトバレーは緑の調査です。小麦と大麦の畑は、高地の尾根に光るキルトのように横たわっています。下の谷底を横切って、低空の雲の下で、農民はアフリカの穀物畑を歩き回り、雑草を摘み取り、収穫のために土地を呼び水します。

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そのような豊かさを見て、エチオピアを飢amineと同一視することは困難です。単なる言及は呪いであるかのように呼ばれるfワードは、30年前にライブエイド、「We Are the World」などを引き起こした危機で数十万人のエチオピア人が亡くなって以来、この国を悩ませてきました。西洋の慈善団体の光景。この言葉は今年誰の口にもなかった。私がアディスアベバに着陸するとすぐに、人々は2014年はエチオピアの7000万人の自給自足農家にとって比較的良い年だったと私に言った。

しかし、ガブリエル・セナイは確信が持てませんでした。米国地質調査所の科学者である彼は、NASA衛星を使用して、地温の異常なスパイクを検出するシステムを設計しました。これらの異常は作物の不作を示す可能性があり、Senayのアルゴリズムは現在、通常は穀倉地帯と考えられているリフトバレーのストリップに沿ってこれらのホットゾーンをプロットしていました。何かおかしかったですか？援助労働者が気づいていないものはありますか？

セナイはエチオピアにやって来て、彼の長年の骨の折れる研究を「真実」にしたのです。結果を待ち望んでいる人々の長いリストのトップには、彼の仕事に相当な投資をした米国国際開発庁の職員がいました。米国は世界への食糧援助の最大のドナーであり、アフリカ、アジア、ラテンアメリカの約60か国で年間15億ドルから25億ドルを分割しています。エチオピアは通常、最大のスライスを取得しますが、それは大きなパイであり、援助が最も困needしていることを確認するために、USAIDは飢yearが次に襲う場所の科学的予測に年間2, 500万ドルを費やしています。

エチオピアのアルシ地域の農場の子供たち。当局は、9, 400万人の人口が20年で2倍になると予測されており、危険な「食料不安」に直面していると述べています。（ザカリアス・アベベーカー）

「私の祖父母の世界は20キロメートルでした」と、ガブリエルセナイ（米国地球資源観測科学センター）は、衛星データを使用して、エチオピアなど育った場所の農地を評価します。（グレッグラッツァ）

NASAの主要な地球観測衛星Terraは、大気、海洋、陸地、雪、氷の測定値を取得して、1日に16回ポールツーポールで周回します。（NASA）

アルファ地域の農民ゴファ・ハンディ。科学者は、エチオピアが気候変動によって「大打撃を受ける」と予測しており、2080年までに収穫量が22％急落します。（Zacharias Abubeker）

エチオピアのアルシ地域の大部分の土地は、再生するために休耕している。（ザカリアス・アベベーカー）

エチオピアのアルシ地方の小麦。畑が湿っていて作物が繁栄しているとき、畑は汗をかいて地球を冷やします。（ザカリアス・アベベーカー）

USAIDの飢amine早期警報システムネットワークの科学者は、記録簿と地図を使用して、現場の状況を追跡しています。（ザカリアス・アベベーカー）

農家のモハメッド・ハジ・ファッタは、アルシ地方の高地にある農場に立っています。（ザカリアス・アベベーカー）

農家は、牛を使用する伝統的な方法で土地を耕します。特定の粘土は栄養素が豊富で、植生に適しています。（ザカリアス・アベベーカー）

アルシ地方の農家は、トウモロコシ、大麦、小麦、テフと呼ばれるエチオピアの穀物を栽培しています。（ザカリアス・アベベーカー）

一部の関係者は、世界のほぼどこでも飢amineの最初の足跡を見つけて、Senayの革新がこれらの予測を新しいレベルに引き上げる可能性があると感じました。そして、以前の役人はそれらの足音を聞いた、彼らがより速く人類の最も古くて残酷な洗礼の1つに対して力を動員することができるでしょう。

舗装され有線で開発された世界では、食料の緊急事態が長い間秘密にとどまることを想像するのは困難です。しかし、悪路、むらのある電話サービス、不安定な政治体制のある国では、孤立した食糧不足は、世界が気付く前に本格的な人道的危機に転移する可能性があります。 1984年のエチオピアでは、多くの点でそうでした。当時の北部高地での雨の失敗は、現在のエリトリア国境に沿ったゲリラ戦争によって悪化しました。

11人の子供のうち最年少のエチオピアの農場で育ったセナイは、その後、同国の主要な農業大学の学部生でした。しかし、飢fは彼にとっても遠いものでした。犠牲者は北に数百マイル離れていて、キャンパスではほとんど話がありませんでした。学生は週に一度だけインジェラ（エチオピア料理の定番である酸っぱいパンケーキ）を食べることができましたが、セナイは他の苦労を思い出しませんでした。彼の両親も同様に免れた。干ばつはどういうわけか彼らの雨の高原をスキップしました。

あなたが国のある部分に住み、別の部分で大量の飢obに気づかないこと：セナイはずっと後でそれについて考えるでしょう。

（地図：ギルバートゲーツ、出典：エロス）

グレートリフトバレーはエチオピアをほぼ均等な部分に分割し、北東のダナキルうつ病の荒れ地から南西のトゥルカナ湖のワニの出没地まで、斜めの斜めに走っています。アディスから南へ車で数時間の長さの中間地点で、緑豊かな穀物畑の高地を二分します。

49歳のセナイは、「Life is Good」と書かれた筆記体の野球帽をかぶって、私たちのランドクルーザーの前席に座っていました。私たちの後ろには、セナイの十分に興奮した半ダースのアメリカ人とエチオピアの科学者を往復しましたその潜在的可能性を直接見たい研究。砂の多い都市アダマとアワシュ川をキャラバンで走り、ロバと羊の騎兵隊を編みました。

アルシー高地の緑の斜面に沿って、セナイは奇妙な色合いの地図を見ました。ページには赤とオレンジのドットが点在しており、それぞれが1平方キロメートルあり、そこでは438マイルの頭上の衛星が地上で一種の発熱を感じていました。

後部座席から、ワシントンの米国農務省のたくましい作物アナリストであるカート・レイノルズは、USAIDに助言し（そして彼の意見を砂糖で覆うことは知られていない）、最近の雨がそれらの熱を冷やし、セナイの一部を作ったかどうか尋ねましたアセスメントの議論。「本当に傷ついているピクセルがまだあります」とSenayは主張しました。

私たちは主要道路をオフにして、泥だらけの道に沿って地元の農業局へと飛びました。 Huseen Muhammad Galatooは、局の主任農学者であり、私たちをかび臭いオフィスに連れて行った、墓に見える男です。ある壁の色あせたポスターは、「コーヒー：世界へのエチオピアの贈り物」と言いました。

Galatooは、いくつかのArsi地区が数十年で最悪の年に直面していると語った。春のベルグ雨の失敗と夏のキレムト雨の遅い開始により、76, 000頭の動物が死亡し、271, 000人（地元の人口の10％）が緊急食糧援助を必要としていました。

「以前は、家畜は何とか生き延びていました」と、ガラトーは通訳を通して言いました。「しかし、今では文字通り地面には何もありません。」

そのような悲惨なニュースに直面して、Senayは自己祝福の気分ではありませんでした。しかし、真実は、彼がそれを打ち付けたということでした。彼は、衛星が前例のない規模と感度で、これまでにないように、衛星が作物の障害（および家畜と人々への影響）を発見できることを示しました。「（現在の）早期警戒システムはこれを完全には捉えていませんでした」USAIDが食糧危機を予測するのを手伝っているエチオピアのエコノミスト、アレム・アスファウは車の中で頭を振って言った。「不規則な降雨の報告がありました。誰も、それがそんなに悪いとは思っていませんでした。つまり、レイノルズが言ったセナイは、「私たちにとってゲームチェンジャー」になる可能性がありました。

衛星は、1957年にロシアのスプートニク1（ 4本の箸のような無線アンテナを備えたビーチボールサイズの球体）から軌道に乗って歴史に登場しました。今日、約1, 200の人工衛星が地球を周回しています。ほとんどはまだ伝統的な仕事のラインにあります：世界中の電話とテレビ信号のバウンス、GPS座標の送信、天気の監視、スパイ。森林破壊、氷河の融解、都市のスプロール現象など、地球の広角の苦しみを監視する少数の人々。しかし、最近になって科学者は衛星を発見するのが難しくなりましたが、人々の基本的なニーズと権利に対する危険な脅威は少なくありません。

Senayはこの取り組みの最先端にあり、飢と病気に焦点を当てています。水を探している遊牧民、マラリアと戦っている村人、雨を切らしている農民：彼らが助けを求めて天に目を向けるとき、セナイは衛星を振り返ることを望んでいます。

彼はエチオピアの北西部にあるダンギラの町で生まれ、電気も配管もない家で生まれました。家族の30頭の牛と一緒に地元の川を渡るために、小さなガブリエルは牛の尾にしがみついて、反対側の放牧地まで彼をto航しました。学校で最高の成績を残し、達成を求めた父親は、ガブリエルを「お医者さん」と呼んでいましたが、少年はまだおむつを履いていました。

オハイオ州立大学で博士号を取得して間もなく、彼はアメリカの衛星をアフリカの虐げられた人々の擁護者に変えるという、よりミッションに近い仕事を見つけました。スーフォールズの北東18マイルにあるサウスダコタの田園地帯にある彼のオフィスには、地球資源観測科学センターがあります。この建物は、色とりどりの窓の列に囲まれた低層ビルで、不運にも緊急着陸した宇宙船のように見えます農家のトウモロコシと大豆が広がりました。米国地質調査所が運営するこの場所では、惑星が毎日の診断試験を受けます。巨大なアンテナと放物線の皿は、1日に数千の衛星画像を取り込み、惑星の水の脈動、その土地の色素、その山の筋肉を監視します。

セナイは間もなくアメリカの夢を生き、妻、2人の子供、ミニバンを中西部の郊外で過ごしました。しかし、サテライトは彼の橋の故郷であり、あちこちで距離を縮めました。「衛星から見たとき、サウスダコタのエチオピアについて、私が育ったときよりも多くのことを知るようになりました」と彼は言いました。データの急流が彼の災難を発見するアルゴリズムを通って流れるので、彼は言います。「エチオピアの貧しい農夫を想像します。農業に苦労して、教育を受ける機会が一度もなかった男を想像します。そういう人は、エネルギーと勇気を与えてくれます。」

当初からの彼の目標は、衛星をハイテクの占い棒に変え、アフリカ全体で水を見つけ、その効果をマッピングできるようにすることでした。水の行方を研究する科学者の間で、セナイは一種のロックスターになりました。名目上は連邦政府機関の遠隔地の官僚ですが、彼は学術雑誌に出版し、大学院レベルの大学のコースを教え、ヨルダンやスリランカのような遠く離れた場所で講演を行いました。やがて、人々は自分の問題のために彼のアルゴリズムを求めて、世界中から呼びかけていました。アフガニスタンの流域の灌漑が長年の干ばつと戦争の後、通常に戻っているかどうかを彼は見ることができましたか？アメリカの太平洋岸北西部の気になるレベルの地下水抽出はどうですか？彼は国勢調査のために無料でしたか？

彼は小さく始めた。エチオピアへの旅行で出会った男性は、アムハラ地域の1つの地区で3か月でマラリアで5, 200人が死亡したと語った。 Senayは、衛星が役立つかどうか疑問に思いました。彼はアムハラ全域の診療所にマラリアの症例データを要求し、その後、降雨、土地の緑、および地上水分の衛星測定値と比較しました。これらはすべて、マラリアを媒介する蚊が繁殖する要因です。そして、まるで魔法のようでした。サテライトを使用すると、最大3か月前までにマラリアの発生の場所、タイミング、および重症度を予測できました。「予防のために、早期警告は私たちにとって非常に重要です」とアムハラの抗マラリアグループを率いるAbere Mihretieは私に語った。国立衛生研究所、セナイ、サウスダコタ州立大学のエコロジストであるマイケル・ウィンバリーからの280万ドルで、アムハラの役人に十分な早期警告を与え、蚊帳や医薬品を注文したり、立ち水や排水などの予防措置を講じたりするウェブサイトを構築しました村人へのカウンセリング。 Mihretieは、今年稼働するこのシステムが命の恩人になると予想しており、マラリア患者を50〜70％削減します。

Senayは2005年にタンザニアへの職場旅行で次のひらめきを得た。ある日道路の脇で、彼は牛がひどく劣化した水穴に群がっているのに気付いた。幼い頃の思い出をかき立てたとき、彼は牛が川のほとばしりのために川床を洗うのを見ていた。最弱者は泥で立ち往生し、セナイと彼の友人たちは彼らを引き抜いた。「これらは私たちが育てた牛で、私たちに牛乳を与えてくれました」と彼は言います。「ごめんなさい」

セナイはタンザニアの穴にジオタグを付け、水へのアクセスをめぐる遊牧民の暴力的な紛争について読み始めました。紛争の理由の1つは、遊牧民は他の近くの穴があまり使用されておらず、おそらく水でいっぱいであることに気づかないことが多いことを知った。

サウスダコタに戻ったセナイは、衛星で、訪れた特定のタンザニアの穴を見ることができることに気付きました。さらに、明確な「スペクトルシグネチャ」または光パターンを発し、それを使用して、ソマリアからマリに至るアフリカのサヘルを横切る透明な他の水穴を特定できました。地形、降雨量の推定、温度、風速、湿度に関する情報を使用して、Senayは各穴の満杯を測定することができました。

テキサスA＆M大学の放牧地生態学者であるSenayとJay Angererは、間もなくNASAから100万ドルの助成金を獲得し、監視システムを立ち上げました。米国地質調査所のウェブサイトでホストされ、アフリカのサヘルにある約230のウォーターホールを追跡し、毎日「良い」、「時計」、「アラート」、「ほぼ乾燥」の評価を与えます。援助団体マーシー隊のシンタイエフ・アレマエフのような人々に。アレマエフと彼のスタッフは、村の市場で遊牧民と会い、一対の衛星予報を中継します。1つは水穴のレベル、もう1つは牧草の状態です。しかし、そのような連絡はすぐに配電盤オペレーターの道を行くかもしれません。 Angererは、携帯電話のGPSを利用して遊牧民を水に導くモバイルアプリの資金を探しています。「Yelpのようなものだ」と彼は私に言った。

Senayは、データの回避策、つまり、十分であることは完璧よりも良いという考えの賢人になりつつありました。ドップラーレーダー、気象観測気球、電子雨量計の密集したグリッドは、発展途上国の多くには存在しません。アウトバックのMacGyverのように、Senayは研究室グレードのデータの有用な代替品を見つける際に「例外的に優れた探偵」を証明していた、とオハイオ州のSenayの論文アドバイザーであるAndrew Ward氏は言います。世界の遠隔地では、十分なデータであっても「大きな重要な問題の解決を支援する」ために大いに役立つ可能性があるとワードは言います。

そして、彼の故郷の不安定な食糧供給よりも、Senayにとってより重要な問題はありませんでした。

エチオピアの貧困率は低下しており、新世代のリーダーは、leanせた年に飢えた人々を養うための効果的なプログラムを構築しています。しかし、他の事柄の変化はより遅くなっています。エチオピア人の85％は、ほとんどが自給レベルで農地または牧畜民として土地を利用しており、農地の1％未満が灌漑されています。これにより、アフリカで2番目に人口の多いエチオピアが、この地域の悪名高い雨に翻弄されています。どの国も世界的な食糧援助を受けていません。

飢amineは、エチオピアの歴史的記録に早くも9世紀に現れ、ほぼ潮dalの規則性で再発します。 1973年の飢amineは数万人を殺し、皇帝ハイレセラシエの打倒と、ダーグとして知られる反政府勢力のマルクス主義政府の台頭をもたらしました。 1984年の飢amineはダーグを倒すのに役立ちました。

飢amineにはしばしば複数の原因があります。干ばつ、疫病、農業に過度に依存する経済、時代遅れの農法、地理的孤立、政治的抑圧、戦争です。しかし、20世紀後半の20世紀には、科学が最悪の反復を予測し、立ち向かうのに役割を果たすことができるという意識が高まっていました。国連は1970年代半ばに基本的な早期警告プログラムを開始しましたが、1980年代のエチオピア危機の後、より厳密な科学プログラムが生まれました：USAIDの飢amine早期警報システムネットワーク（FEWS NET）。

以前、「私たちの情報の多くは、マリの真ん中の小さなミッションのようなカトリックの司祭からのものでした。彼らは、「私の人々は飢えています」と言います。 FEWS NETのベテラン役員であるGary Eilertsが私に言った。宣教師と地元の慈善団体は、窓の外の状況を垣間見ることができましたが、苦しみのより深刻さと範囲をほとんど把握していませんでした。地元の政治指導者はより明確なイメージを持っていたが、それを西洋と共有することを常に望んでいなかった。

米国は、ハードで客観的なデータを必要としており、FEWS NETはそれを収集することを任されていました。 FEWS NETの科学者は、食料価格と経済動向の分析を補完するために、衛星を使用して降雨量を推定し、土地の緑を監視しました。しかし、その後、彼らはサウスダコタの小さな町で、彼がより良くなっているように見える男について聞いた。

Senayは、作物の健康状態の1つの尺度が、畑が放つ水の量であるということを知っていました。それは「蒸発散」の速度です。植物が繁茂すると、土壌中の水が根に流れて葉になります。植物は、光合成で水を酸素に変換します。残りは、気孔と呼ばれる孔を通して「蒸散」または排出されます。言い換えれば、畑が湿っていて作物が繁栄しているとき、彼らは汗をかきます。

衛星は陸上の汗を見ることができないかもしれませんが、Senayは汗を感じることができるかどうか疑問に思いました。土壌や植物の水分が蒸発すると、土地が冷えるからです。逆に、緑豊かな畑が干ばつ、害虫、放置のいずれであろうと転倒すると、蒸発散は減少し、土地は熱くなります。土壌が硬化して割れるまで乾燥すると、その温度は水やりの良い畑よりも40度も高くなります。

NASAのAquaおよびTerra衛星は、毎日地球の1平方キロメートルの温度を記録する赤外線センサーを搭載しています。これらのセンサーは10年以上使用されているため、Senayは、巧妙に作成されたアルゴリズムが、過去の基準よりも急激に熱くなった土地のプロットにフラグを立てることができることに気付きました。農業地域では、これらのホットスポットは食料供給のトラブルの先駆けになる可能性があります。

科学者は以前に衛星で蒸発散を研究していましたが、その方法は高価で時間がかかりました。高額の技術者は土地の各スナップショットを手動で解釈する必要がありました。ある時点で1つの土地に興味があるなら、それは問題ありません。

しかし、毎日地球上の農地のすべてのステッチが必要な場合はどうでしょうか？ Senayは、いくつかの単純化された仮定でそこに到達できると考えました。彼は、畑が完全に健康であり、汗がピークに達したとき、地温が気温とほぼ一致することを知っていました。また、Senayは、地形タイプを微調整した後、最大の病気のフィールドが最大の健康なフィールドよりも一定度数だけ熱いことを知っていました。

そのため、彼が地球の1平方キロメートルごとに気温を取得できれば、その時点でその土地が最も寒いことを知っているでしょう。その固定番号を追加することにより、彼はそれが最もホットになる可能性があることも知っているでしょう。彼が今必要なのは、NASAの実際の地温の測定値だけでした。その比率は、フィールドがどれだけ汗ばんでいるか、つまり健康であるかを示しています。

Senayは、国立海洋大気庁とカリフォルニア大学バークレー校で良好な気温データセットを見つけました。 NASA、NOAA、およびバークレーからのデータを編組することにより、彼はコンピューターを使って世界中のどこでも作物の状態を迅速かつ自動で診断することができました。「最高レベルでのデータ統合です」と彼はある夜、Addisホテルのロビーで私に言った。

結果は、余分な変数を考慮する手動の方法よりもわずかに精度が低い場合があります。しかし、あなたが見た世界の大きさ、見た速さ、費用の少なさは、彼のボスには負けていませんでした。「アカデミック志向の人の中には行き詰まりに陥る人もいます。「まあ、それがわからない、そうだとは思わない、だからやめよう」」とUSGSのプロジェクトリーダーであるジェームスヴァーディンは言います。リフトバレー。「一方、ガブリエルは答えの必要性が非常に強いことを認識しているので、何を引き受けて続行するかについて最善の判断を下す必要があります。」FEWS NETには、作物の健康に関するもう1つのリモートテスト、土地の緑度を測定する衛星がありました。問題は、ストレスを受けた作物が茶色に影を付ける前に、何週間も緑色にとどまることです。一方、その温度はほとんどすぐに上昇します。そして、成長期が始まったときにのみ役立つグリーンテストとは異なり、セナイは播種時に土壌水分を読み取ることができます。

したがって、Simplified Surface Energy Balanceモデルは、それが呼ばれているように、役人と援助グループが家族が空腹になり家畜が死に始める前に行動するために数週間のリードタイムを与えることができます。 FEWS NETのアディスオフィスの科学者は、政府職員、援助労働者、大学教授など、エチオピアの320人に分析結果をメールで送ります。

エチオピアの中央統計局の事務局長を務めるBiratu Yigezu氏は、FEWS NETが国の農家の年次訪問調査の間に重要な空白を埋めていると語った。「植栽段階で障害が発生した場合、または開花段階で問題が発生した場合、リアルタイムであるため、衛星が役立ちます。」

ある日の午後、リフトバレーで、私たちは農夫と話をするために前かがみになるトウモロコシの畑と一緒にランドクルーザーを引っ張りました。 35歳だったTegenu Tollaは、膝に穴が開いた糸のないドレスパンツと、保険大手のAIGのロゴが描かれたサッカージャージを着ていました。彼は妻と3人の子供と2エーカーの区画で育てることができるものなら何でも住んでいます。

今年はバストだったと、トッラはセナイに語りました。セナイは彼の母国アムハラ語で農民と話をしています。「雨は降らなかった。」それで、Tollaは8月まで待って、最終的に雨が降って、ひどく収穫量の短いトウモロコシをまきました。「私たちは種を取り戻すことさえできません」とトラは言いました。彼の牛は死にました、そして、彼の家族を養うために、Tollaは建設現場での日々の仕事のためにアダマに旅行していました。

私たちはゴツゴツした未舗装の道路に変わり、テフの茎の多くが通常の6本ではなく1本の頭だけで成長した畑になりました。（テフはインジェラを作るために使用される微粒子です。）ほこりの多い固い土を見つめるセナイは、「砂漠化」という言葉を持っていました。

実際、ここの気候は長期的な変化の兆候を示していました。中央南部のリフトバレーの降雨量は、1970年代半ばから15〜20％減少しましたが、人口（給餌する口の数）は急増しました。「これらの傾向が続く場合、FEWS NETは2012年のレポートで、「何百万人ものエチオピア人を飢と栄養不足にさらす可能性があります」と書いています。

次の数日間、私たちは高地からトウモロコシの生育がより困難な地域へとらせん状に下り、最終的にバナナ農園や道端のヒヒや牛の群れの場所であるケニア国境の北の低木地に入りました。時には、道路は動物やその子ハンドラーよりも自動車の少ない州のように見えました。少年たちは牛と羊の大隊を運転し、バランスの取れたジェリカンを肩に乗せ、モロコシ畑の棒で作られたプラットフォームの上に立って、腕を振り回して小さな鳥の一種である作物を食いつくしているケラを追い払った。

停止したほぼどこでも、Senayのマップ上の赤とオレンジのドットの間の厳しい配置と、地面の不幸を見つけました。セナイは喜んでいたが、苦しみに直面して、もっとやりたいと思った。農民たちは自分たちの畑をよく知っていたので、彼は早期警戒システムで彼らをどうやってプレーヤーにするのかと考えました。彼は、モバイルアプリを使用して、農民が自分の足下の土地について報告できると考えました。

農民に欠けていたのは全体像であり、天気予報、季節予報、近くの市場での1日の作物価格など、アプリはそれを返すことができました。 Senayにはすでに名前があります：Satellite Integrated Farm Information、またはSIFI。農民から直接データを入手することで、土壌に足を踏み入れることなく、農業リモートセンシングの専門家は、農民が土地からどれだけの量を摂取できるかを正確に把握することに一歩近づきます。

しかし、今では土が私たちを包み込みました。それはブーツの中にあり、爪の下にありました。

「アッラー、この畑を祝福してください」とセナイはイスラム教徒の男性に言った。彼は干ばつがトウモロコシの収穫を殺したのを無力に見ていると言っていた。

「アッラーは常にこの分野を祝福するだろう」と男は答えた。「もっと何かが必要です。」