Drought evaluation based on SPEI, SPI indices for Georgian territory

Drought is a frequent phenomenon in Georgia. The drought indices are good indicators of climate change, as they involve temperature and humidity variations. The objective of the study was to evaluate the correlation of SPI and SPEI for selected locations on the territory of Georgia. Based on the conducted statistical analysis drought indices were evaluated. The study is important for drought monitoring

Drought evaluation based on SPEI, SPI indices for Georgian territory

Drought is a frequent phenomenon in Georgia. The drought indices are good indicators of climate change, as they involve temperature and humidity variations. The objective of the study was to evaluate the correlation of SPI and SPEI for selected locations on the territory of Georgia. Based on the conducted statistical analysis drought indices were evaluated. The study is important for drought monitoring

Трудности оценки негативных экологических и экономических последствий засух в Грузии

გვალვა საქართველოს კლიმატური რისკების ერთ-ერთი მთავარი გამოწვევია, რომლის ინტენსივობა და გავრცელება ბოლო ათწლეულების განმავლობაში კლიმატის ცვლილების ფონზე საგრძნობლად გაიზარდა. კვლევის მიზანია გვალვის ეკოლოგიურ-ეკონომიკური ზემოქმედების შეფასება და სარწყავი მიწების იდენტიფიცირება გვალვის (SPI, SPEI, EDI) და მცენარეულობის ინდექსების (NDVI, NDMI) გამოყენებით. მონაცემთა ანალიზი ეფუძნება 1991-2020 წლების კლიმატურ ინფორმაციას, რომელიც მიღებულია გარემოს ეროვნული სააგენტოს მეტეოროლოგიური სადგურებიდან და SENTINEL2 თანამგზავრულ მონაცემებზე დაფუძნებულ ვიზუალიზაციებს. კვლევაში გამოვლინდა, რომ აღმოსავლეთ საქართველოში გვალვის ინდექსების კორელაცია მცენარეულობის ინდექსებთან დაბალია, განსაკუთრებით ბუნებრივ ლანდშაფტებში, რაც განპირობებულია რეგიონის ტემპერატურის და ნალექის ცვალებადობით. განსხვავებით დასავლეთ საქართველოს ნოტიო კლიმატური პირობებისგან, აღმოსავლეთ საქართველოში ტენდენციაა, რომ SPI და SPEI ინდექსების კორელაცია ნალექის პერიოდების ზრდასთან ერთად მცირდება. ასევე გამოვლინდა, რომ NDVI და NDMI ინდექსები უფრო მგრძნობიარეა აგრარული, ერთწლიანი კულტურებით დაფარული ფართობების შემთხვევაში, რაც მიუთითებს ამ კულტურების გვალვაზე მაღალი რეაქციისკენ. მნიშვნელოვანი აღმოჩენა იყო ის, რომ ოფიციალურად არამორწყული ნაკვეთების მნიშვნელოვანი ნაწილი რეალურად მორწყულად შეიძლება ჩაითვალოს ინდექსების მაღალი კორელაციის საფუძველზე. კერძოდ, თელავის მუნიციპალიტეტის არამორწყული ნაკვეთების 48.3%-ს NDVI/NDMI ინდექსები მორწყულ ფართობებთან მაღალ თანხვედრაშია, რაც შესაძლოა მიუთითებდეს არაფორმალურ მორწყვის პრაქტიკაზე. პარალელურად, ინდექსების მკვეთრად დაქვეითებული 43.2% მაჩვენებლები აღინიშნება, რაც მათ მაღალი გვალვაგრძნობადობის მდგომარეობაში აყენებს. კვლევის შედეგად შესაძლებელი გახდა სარწყავი სისტემების ეფექტიანობის შეფასება და არაოფიციალური მორწყვის გამოვლენა, რაც მნიშვნელოვანი საფუძველია წყლის რესურსების უკეთ მართვისა და სოფლის მეურნეობის მდგრადი განვითარებისათვის.Drought is one of the main challenges of climate risks in Georgia, the intensity and spread of which have increased significantly in recent decades due to climate change. The aim of the study is to assess the ecological and economic impact of drought and identify irrigated lands using drought (SPI, SPEI, EDI) and vegetation indices (NDVI, NDMI). The data analysis is based on climate information for 1991-2020, obtained from meteorological stations of the National Environment Agency and visualizations based on SENTINEL2 satellite data. The study revealed that the correlation of drought indices with vegetation indices in Eastern Georgia is low, especially in natural landscapes, which is due to the variability of temperature and precipitation in the region. In contrast to the humid climatic conditions of Western Georgia, in Eastern Georgia there is a tendency for the correlation of SPI and SPEI indices to decrease with increasing rainfall periods. It was also revealed that NDVI and NDMI indices are more sensitive in the case of areas covered with agrarian, annual crops, which indicates a high response of these crops to drought. An important finding was that a significant part of officially non-irrigated plots can actually be considered irrigated based on the high correlation of the indices. In particular, 48.3% of non-irrigated plots in Telavi Municipality have NDVI/NDMI indices in high agreement with irrigated areas, which may indicate informal irrigation practices. At the same time, 43.2% of the indices show a sharp decrease, which puts them in a state of high drought sensitivity. The research made it possible to assess the efficiency of irrigation systems and identify informal irrigation, which is an important basis for better management of water resources and sustainable development of agriculture.Засуха является одним из основных климатических рисков Грузии, интенсивность и распространение которого значительно возросли за последние десятилетия из-за изменения климата. Целью исследования является оценка эколого-экономического воздействия засухи и выявление орошаемых земель с использованием индексов засухи (SPI, SPEI, EDI) и вегетационного индекса (NDVI, NDMI). Анализ данных основан на климатической информации за 1991–2020 годы, полученной с метеорологических станций Национального агентства по охране окружающей среды, и визуализациях на основе спутниковых данных SENTINEL2. Исследование показало, что корреляция индексов засухи с индексами растительности в Восточной Грузии низкая, особенно в природных ландшафтах, что обусловлено изменчивостью температуры и осадков в регионе. В отличие от влажных климатических условий Западной Грузии, в Восточной Грузии наблюдается тенденция к снижению корреляции индексов SPI и SPEI с увеличением периодов осадков. Также было выявлено, что индексы NDVI и NDMI более чувствительны в случае территорий, занятых сельскохозяйственными однолетними культурами, что свидетельствует о более высокой реакции этих культур на засуху. Важным выводом стало то, что значительную часть официально неорошаемых участков фактически можно считать орошаемыми на основании высокой корреляции индексов. В частности, 48,3% неорошаемых участков в муниципалитете Телави имеют индексы NDVI/NDMI, находящиеся в высокой степени соответствия с орошаемыми площадями, что может указывать на неформальную практику орошения. При этом наблюдается резкое снижение индексов на 43,2%, что ставит их в состояние высокой засухоустойчивости. Исследование позволило оценить эффективность систем орошения и выявить неформальное орошение, что является важной основой для более эффективного управления водными ресурсами и устойчивого развития сельского хозяйства

Compressed fluids for food by-product biorefinery

Food industries produce annually billions of tons of wastes that have become a major concern worldwide. These residues can be valorized by different strategies leading to a sustainable utilization of feedstock. Thus, the biorefinery concept is a promising option to reduce environmental impact with an obvious economic advantage. Furthermore, the use of greener solvents in combination with compressed fluid technologies for biorefinery approaches has several favourable features involving less time, an enhancement of the extraction efficiencies and a reduction in the energy employed. The present chapter highlights the potential of biorefinery approaches based on compressed fluid technologies and gives an overview of their applications to obtain high added-value products from food residues. Combinations of compressed fluid technologies are reviewed always taking into account a green chemistry point of view.M.B. would like to acknowledge the Ministry of Economy and Competitiveness for the “Juan de la Cierva” postdoctoral grant FJCI-2016-30902 and project the support from the AGL2017-89417-R project.Peer reviewe