Европейское космическое агентство (ЕКА) обнародовало данные спутниковых наблюдений за почти два десятилетия, которые помогут понять, как леса влияют на климат.
Этот долгосрочный архив, охватывающий период с 2007 по 2022 год, содержит глобальную информацию о «надземной биомассе»: богатых углеродом древесных частях растительности, таких как стволы, ветви и стебли.
Измерение общей биомассы лесов служит показателем хранения углерода, а это значит, что этот набор данных даёт наиболее полное представление о том, как лесные экосистемы и содержащийся в них углерод изменялись с течением времени.
Данные доступны бесплатно в интернете.
«Новый набор данных обеспечивает гораздо более точное представление о глобальной лесной биомассе, особенно в регионах, где предыдущие версии недооценивали высокоплотные леса», — говорит Ричард Лукас из Университета Аберистуита в Уэльсе, который руководит Проектом по биомассе в рамках Инициативы ЕКА по изменению климата.
Леса накапливают огромное количество углерода. По мере роста деревья поглощают углерод из атмосферы и накапливают его в своих стволах и ветвях в виде биомассы. Поэтому леса играют жизненно важную роль в глобальном углеродном цикле — каждый год они поглощают до 8 миллиардов тонн углекислого газа (выбросы CO₂ оцениваются в 36 миллиардов тонн в год).
Но когда леса теряются из-за вырубки или пожаров, этот углерод возвращается в атмосферу, повышая концентрацию углекислого газа и влияя на глобальное изменение климата.
Горячие точки обезлесения включают северную часть Южной Америки, Африку к югу от Сахары, Юго-Восточную Азию и Тихий океан, где леса вырубаются не только для получения древесины, но и для производства говядины, сои, кофе, какао и многого другого.
Хранение углерода
Для изучения надземной биомассы на планете новый набор данных объединяет наблюдения из нескольких спутников, включая ЕКА Envisat и европейский Copernicus Sentinel-1, японский ALOS PALSAR, а также миссии NASA ICESat и GEDI lidar.
Наблюдения проводились с разрешением от 100 м до 50 км. Исследователи говорят, что набор данных остаётся наиболее точным до 400 тонн биомассы на гектар.
Но по-прежнему сложно измерить чрезвычайно плотные леса.
«Обнаружить плотность биомассы выше 400 тонн на гектар значительно сложнее, — говорит Лукас, — потому что относительно короткие волны нынешних радарных датчиков не полностью проникают в крупные древесные компоненты плотных тропических лесов и не взаимодействуют с ними».
Но поскольку это часто самые богатые углеродом экосистемы, важно точно отразить их в наборе данных.
Новая эра в картировании лесов
Набор данных был опубликован через несколько дней после запуска нового спутника ЕКА под названием Biomass. Этот спутник массой 1,25 тонны проведёт 5 лет на орбите, создавая самые подробные трёхмерные карты самых густых, тёмных и удалённых лесов нашей планеты.
Biomass будет находиться на высоте 600 км над этими лесами, но сможет заглянуть прямо на их лиственный покров, сканируя деревья от верхушек до корней, чтобы оценить, сколько углерода хранит лес.
Это будет достигнуто с помощью специального прибора: радара с синтетической апертурой P-диапазона с длинной волной, способной проникать через густые лесные кроны. Впервые радар P-диапазона будет отправлен в космос, и это может помочь значительно уменьшить неопределённости в измерениях биомассы — особенно в таких местах, как Амазония, Центральная Африка и Юго-Восточная Азия.
«Мы надеемся и предполагаем, что данные миссии Biomass, как только они станут доступны, позволят расширить сведения о биомассе, накопленной в мировых лесах, что снизит неопределённость в глобальном углеродном цикле и его влиянии на изменение климата», — говорит Лукас.
Работа на местах продолжается
Хотя Biomass станет новым «глазом ЕКА в небе», на местах ещё предстоит проделать большую работу.
Наземная проверка, включая измерения деревьев поштучно, по-прежнему жизненно важна для верификации спутниковых данных, особенно в тропических лесах, которые содержат огромное количество биоразнообразия.
«Даже самый передовой спутник не может отличить красное дерево от бразильского ореха без помощи с земли, а только в Амазонии насчитывается более десяти тысяч видов деревьев», — говорит Оливер Филлипс из Университета Лидса.
Филлипс является частью глобальной сети лесных учёных под названием GEO-TREES, которая стремится дополнить работу, выполняемую Biomass, и помочь финансировать и поддерживать учёных, работающих на местах.
«GEO-TREES будет реализовывать строгие протоколы наземной валидации и добиваться крупных инвестиций в людей, стоящих за данными, — особенно в Глобальном Юге, где находится большая часть мирового биоразнообразия», — говорит менеджер миссии Biomass ЕКА Клаус Скипал.
«Спутники, такие как наш Biomass, предоставляют массу информации для понимания меняющегося мира, но мы не должны забывать о тех, кто неустанно работает на местах, проводя измерения на месте, часто в сложных условиях, что позволяет нам доверять данным, возвращаемым из космоса».