Миссия NASA по изучению планктона, аэрозолей, облаков, океанских экосистем (PACE) позволила получить данные о состоянии растительности на Земле за целый год.
Новые возможности визуализации от NASA
За один год на Земле многое может измениться в жизни лесов и растительности: весенние и дождливые сезоны приносят новый рост, а понижение температуры и засушливая погода могут привести к увяданию растений. Теперь новый тип визуализации от NASA демонстрирует эти изменения в полном спектре цветов, как их видят из космоса.
Гиперспектральное использование спутника PACE
Спутник PACE предназначен для наблюдения за микроскопическими океанскими растениями Земли, но исследователи доказали его эффективность и при работе над сушей. Предыдущие миссии фиксировали общие изменения в хлорофилле — пигменте, который придаёт растениям зелёный цвет и позволяет им осуществлять фотосинтез.
Измерения PACE позволили учёным NASA впервые показать полный год данных о растительности в мире с использованием трёх пигментов:
* хлорофилла;
* антоцианов (красных пигментов в листьях);
* каротиноидов (жёлтых пигментов).
Эти многоцветные изображения позволяют более чётко рассказать о состоянии наземной растительности, обнаруживая малейшие вариации в цветах листьев.
Моргейн Маккиббен, руководитель проекта PACE в Центре космических полётов имени Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд, сказала:
«Земля поражает. Удивляет и вдохновляет то, что мы можем видеть, как жизнь пульсирует цветами по всему земному шару».
Значение антоцианов и каротиноидов
Антоцианы — это красные пигменты в листьях, а каротиноиды — жёлтые. Растения используют эти пигменты для защиты от колебаний погоды, адаптируясь к окружающей среде через химические изменения в листьях. Например, листья могут стать более жёлтыми, когда им слишком много солнечного света, но не хватает других необходимых условий, таких как вода и питательные вещества.
Визуализация данных
В визуализации данные выделены яркими цветами:
* пурпурный представляет антоцианы;
* зелёный — хлорофилл;
* голубой — каротиноиды.
Чем ярче цвета, тем больше листьев в этой области. Движение этих цветов по суше показывает сезонные изменения с течением времени.
В таких районах, как вечнозелёные леса Тихоокеанского Северо-Запада, растения претерпевают меньшие сезонные изменения. Данные подчёркивают это, показывая сравнительно более устойчивые цвета по мере продвижения года.
Сочетание этих трёх пигментов помогает учёным более точно определять информацию о состоянии растений.
Сдвиги в этих пигментах, обнаруженные PACE, дают новую информацию, которая может лучше описать рост растительности или изменения в состоянии растительности от процветающей до находящейся в состоянии стресса, — сказала Маккиббен.
Инструмент Ocean Color на PACE собирает гиперспектральные данные, что означает, что он наблюдает за планетой в 100 различных длинах волн видимого и ближнего инфракрасного света.
Это единственный инструмент — в космосе или где-либо ещё — который обеспечивает гиперспектральное покрытие по всему земному шару каждые один-два дня. Миссия PACE продолжает наследие более ранних миссий, таких как Landsat, которые собирают данные с более высоким разрешением, но наблюдают лишь часть этих длин волн.
В статье, недавно опубликованной в журнале Remote Sensing Letters, учёные представили первые продукты данных миссии PACE.
«Эти данные PACE предоставляют новый взгляд на Землю, который улучшит наше понимание динамики и функций экосистем», — сказал Фред Хеммрих, профессор-исследователь в Университете Мэриленда, округ Балтимор, член группы учёных и специалистов по применению PACE и первый автор статьи.
«С данными PACE мы как будто смотрим на совершенно новый мир цветов. Это позволяет нам описывать характеристики пигментов на уровне листьев, что мы не могли сделать раньше», — добавил он.
По мере того как учёные продолжат работать с этими новыми данными, доступными на веб-сайте PACE, они смогут включить их в будущие научные приложения, которые могут включать мониторинг лесов или раннее обнаружение последствий засухи.
Предоставлено NASA.