[ca] El reg és el principal consum antropogènic d'aigua dolça. Es preveu que l'explotació dels recursos hídrics per a millorar la producció d'aliments mitjançant pràctiques de reg seguirà augmentant en els propers decennis. De fet, es preveu que el creixement demogràfic i els canvis climàtics exerceixin una pressió encara més gran sobre els recursos hídrics disponibles. Tot i que el reg té conseqüències directes en la gestió racional dels recursos hídrics, així com en la producció d'aliments, cal un coneixement detallat dels llocs en què realment es rega a tot el món i de quanta aigua s'utilitza realment per les pràctiques de reg. En aquesta investigació s'han elaborat mètodes per detectar i cartografiar les zones on realment es rega, així com mètodes per estimar les quantitats d'aigua que s'apliquen per al reg; les metodologies proposades utilitzen dades d'humitat del sòl provinents de la teledetecció espacial. En aquesta investigació s'han adoptat dos casos d'estudi: el primer es troba a la conca de l'Ebre, al nord-est d'Espanya, mentre que l'altre és la conca de l'Alt Tíber, a Itàlia central. S'han assajat diversos productes d'humitat del sòl obtinguts per teledetecció amb diferents resolucions espacials per avaluar els que millor funcionen en la detecció de reg i, per tant, en la cartografia de les zones de regadiu. A més, s'han realitzat estimacions quantitatives de les quantitats d'aigua aplicades per al reg. L'activitat de detecció i cartografia del reg s'ha dut a terme en els dos casos d'estudi. En l'espanyol s'ha avaluat inicialment la capacitat de detecció de reg de diversos productes de teledetecció. S'han avaluat els següents jocs de dades d'humitat del sòl: SMAP (Soil Moisture Active Passive) a 1 km i 9 km, SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) a 1 km, Sentinel-1 a 1 km, i ASCAT (Advanced SCATterometer) a 12,5 km. Les versions d'1 km de SMAP i SMOS s'obtenen mitjançant la desagregació amb el mètode DISPATCH (DISaggregation based on Physical And Theoretical scale CHange). La detectabilitat del reg pels productes considerats s'ha avaluat mitjançant índexs derivats de la teoria d'estabilitat temporal aquí utilitzada sota aquesta nova perspectiva. A més, s'han elaborat mapes de les zones irrigades produïts a través de l'algoritme d'agrupament K-mitjanes. A les zones agrícoles de la conca de l'Alt Tíber, a Itàlia, s'ha realitzat una anàlisi a doble escala. En l'anàlisi a 1 km de resolució espacial s'ha aplicat el mateix procediment adoptat en el cas d'estudi de la conca de l'Ebre per avaluar la detectabilitat del regadiu mitjançant la humitat del sòl provinent de la teledetecció. S'han utilitzat els següents productes: SMAP a 1 km, la versió Sentinel-1 a 1 km publicada pel Copernicus Global Land Service, i una versió Sentinel-1 a escala de la parcel·la (produïda per THEIA) agregada a 1 km. Cal observar que els dos primers productes són els mateixos que també s'han utilitzat en el cas d'estudi espanyol. En aquesta anàlisi, així com en la realitzada sobre l'àrea d'estudi a la conca de l'Ebre, s'ha utilitzat com a suport el model de superfície continental SURFEX-ISBA (Surface EXternalisée - Interaction Sol Biosphère Atmosphère). En l'anàlisi a escala de parcel·la, les dades de THEIA Sentinel-1 agregades a 100 m s'han utilitzat per produir mapes d'alta resolució de les zones de regadiu mitjançant l'algoritme d'agrupament K-mitjanes. L'activitat de quantificació del reg s'ha dut a terme a la zona d'estudi a la conca de l'Ebre únicament; s'han realitzat dos experiments: un utilitzant SMAP amb dades a 1 km de resolució i un altre utilitzant SMOS amb dades a 1 km. Tots dos conjunts de dades s'han utilitzat per forçar l'algoritme SM2RAIN adaptat a l'estimació del reg. En l'algoritme s'ha aplicat una modelització més realista del terme d'evapotranspiració per reproduir adequadament l'evapotranspiració dels cultius segons el model de la FAO (Organització de les Nacions Unides per a l'Agricultura i l'Alimentació). Les anàlisis realitzades tenen per objecte satisfer les llacunes existents en el camp de la recerca relacionada amb el reg; els resultats obtinguts són útils per avaluar l'impacte de les pràctiques de reg en el cicle hidrològic.

[it] L'irrigazione è la principale fonte di consumo di acqua dolce. Nei prossimi decenni è atteso un ulteriore sfruttamento della risorsa idrica per incrementare la produzione di cibo attraverso le pratiche irrigue. Si stima infatti che la crescita della popolazione e i cambiamenti climatici possano esercitare una pressione ancora maggiore sulle risorse idriche disponibili. Nonostante le importanti implicazioni che ha l'irrigazione sulla gestione razionale dell'acqua e sulla produzione di cibo, non si ha una conoscenza dettagliata di dove l'irrigazione effettivamente avvenga nel mondo e di quanta acqua venga effettivamente utilizzata per le pratiche irrigue. In questa ricerca sono stati sviluppati approcci per rilevare e mappare le aree dove effettivamente si verifica l'irrigazione e per stimare i volumi irrigui; le metodologie proposte sfruttano l'umidità del suolo rilevata da satellite. In questa ricerca sono stati considerati due casi di studio: il primo si trova nel bacino del fiume Ebro, nel Nord-Est della Spagna, mentre l'altro è il bacino superiore del Tevere, nell'Italia centrale. Diversi prodotti di umidità del suolo da satellite, caratterizzati da diverse risoluzioni spaziali, sono stati valutati al fine di determinare i più performanti nel rilevare segnali di irrigazione e quindi mappare le aree irrigate. Inoltre, sono state eseguite stime quantitative dei volumi di acqua utilizzati per pratiche irrigue. L'attività di rilievo e mappatura dell'irrigazione è stata condotta su entrambe le aree pilota. In quella spagnola, è stata valutata la capacità di rilevare l'irrigazione di diversi prodotti di umidità del suolo. Sono stati considerati i seguenti set di dati: SMAP (Soil Moisture Active Passive) a 1 km e 9 km, SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) a 1 km, Sentinel-1 a 1 km e ASCAT (Advanced SCATterometer) a 12.5 km. Le versioni a 1 km di SMAP e SMOS sono ottenute tramite disaggregazione eseguita con il metodo DISPATCH (DISaggregation based on Physical And Theoretical scale CHange). La capacità di rilevare l'irrigazione da parte dei prodotti considerati è stata valutata tramite indici derivanti dalla teoria della stabilità temporale e usati in questo studio sotto una nuova prospettiva. Inoltre, sono state prodotte delle mappe delle aree irrigate attraverso l'algoritmo di classificazione K-means. Un'analisi a doppia scala spaziale è stata condotta sulle aree agricole all'interno del bacino superiore del Tevere, in Italia. Nell'ambito dell'analisi alla risoluzione spaziale di 1 km, è stata applicata la stessa procedura già adottata per il caso di studio nel bacino dell'Ebro per valutare la possibilità di rilevare l'irrigazione tramite umidità del suolo da satellite. Sono stati utilizzati i seguenti prodotti: SMAP a 1 km, la versione a 1 km di Sentinel-1 fornita da Copernicus Global Land Service e una versione di Sentinel-1 originariamente prodotta de THEIA alla scala di parcella e aggregata a 1 km. Va sottolineato che i primi due prodotti menzionati sono stati utilizzati anche sull'area pilota in Spagna. Sia in questa analisi che in quella condotta nel bacino dell'Ebro, dati di umidità del suolo superficiale modellati tramite il modello di superficie terrestre SURFEX-ISBA (SURface EXternalisée - Interaction Sol Biosphère Atmosphère) sono stati utilizzati come supporto. Nell'analisi alla scala di parcella, sono stati impiegati i dati di Sentinel-1 prodotti da THEIA e aggregati a 100 m al fine di produrre mappe di aree irrigate ad alta risoluzione tramite l'algoritmo di classificazione K-means. L'attività di quantificazione dell'irrigazione è stata finalizzata solamente per l'area pilota nel bacino dell'Ebro; sono stati condotti due esperimenti: uno utilizzando i dati da SMAP a 1 km e un altro sfruttando i dati da SMOS a 1 km. Entrambi i set di dati sono stati utilizzati per forzare la versione dell'algoritmo SM2RAIN adattata per la stima dell'irrigazione. Una modellazione più realistica dell'evapotraspirazione è stata implementata nell'algoritmo al fine di riprodurre adeguatamente l'evapotraspirazione delle colture secondo il modello FAO (Food and Agriculture Organization). Le analisi condotte sono finalizzate a colmare le lacune esistenti nel campo di ricerca relativo all'irrigazione; i risultati ottenuti sono utili per valutare l'impatto delle pratiche irrigue sul ciclo idrologico.