Используя наземные, бортовые и спутниковые данные, разнообразная группа международных исследователей, включая ученых НАСА, создала новый метод оценки того, как изменения в лесах за последние два десятилетия повлияли на концентрацию углерода в атмосфере.
Помимо лучшего понимания общей роли лесов в глобальном углеродном цикле, ученые также смогли провести различие между вкладом различных видов лесов, подтвердив, что среди лесов тропические леса являются теми, кто несет ответственность за самый большой компонент глобальных колебаний углерода - как поглощая больше углерода, чем другие виды лесов, так и высвобождая больше углерода в атмосферу в результате обезлесения и деградации.
В то время как расчистка земель для сельского хозяйства, промышленности и других видов деятельности человека увеличивает выбросы двуокиси углерода в атмосферу, основной причиной глобального увеличения двуокиси углерода за последнее столетие является деятельность человека, сжигающего ископаемые виды топлива, такие как уголь и нефть. В целом деревья и другие растения вытягивают углекислый газ из атмосферы.
Карта потока углерода в лесах из веб-приложения Global Forest Watch и сопроводительное исследование, опубликованное в журнале Nature Climate Change 21 января, показывают эти колебания углерода из лесов в беспрецедентных деталях. Это было опубликовано всего через день после того, как Соединенные Штаты присоединились к Парижскому соглашению по климату - международным усилиям по ограничению глобального повышения температуры, в котором конкретно подчеркивается сокращение выбросов в результате обезлесения и деградации лесов.
С помощью фотосинтеза леса поглощают углекислый газ из атмосферы для производства кислорода, дополняя коллективное дыхание другой жизни на Земле, которая вдыхает кислород и изгоняет углекислый газ.
По данным исследователей, леса в совокупности поглощали около 15,6 миллиарда метрических тонн углекислого газа из атмосферы Земли каждый год в период с 2001 по 2019 год, в то время как обезлесение, пожары и другие нарушения выпустили в среднем 8,1 миллиарда метрических тонн углекислого газа в год. Леса во всем мире, по оценкам, поглощают около 7,6 миллиарда метрических тонн, выступая в качестве чистого поглотитель углерода примерно в 1,5 раза ежегодных выбросов со всей части Соединенных Штатов.
"Леса выступать в качестве двухполосной магистрали в климатической системе", сказал главный исследователь Нэнси Харрис, который служит в качестве научно-исследовательского директора Института мировых ресурсов (WRI) Леса программы. "Детальное представление о том, где происходят обе стороны - выбросы лесов и вывоз лесов - повышает прозрачность мониторинга политики в области климата, связанной с лесами".
Эта новая методология интегрирует наборы данных из многочисленных источников, включая наземные отчеты, аэрофотосъемки и спутниковые наблюдения, для создания первой последовательной глобальной основы для оценки потока углерода специально для лесов.
Это отличается от текущей ежегодной отчетности национальных данных по лесному хозяйству, которая по-прежнему варьируется в зависимости от стран, несмотря на стандартизированные руководящие принципы Межправительственной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК), часто определяемые ресурсами, имеющихся в этом регионе. Такое отсутствие единообразия в данных означает, что глобальные оценки выбросов углерода могут содержать значительную степень неопределенности.
"Хорошо то, что мы знаем, что есть неопределенность, и мы можем реально количественно его", говорит соавтор Лола Fatoyinbo, ученый из НАСА Годдард космического полета центра в Гринбелт, штат Мэриленд. "Все оценки приходят с неопределенностью вокруг них, которая будет продолжать получать все меньше и меньше, как мы получаем лучшие наборы данных".
Оценки биомассы для исследования были основаны на данных НАСА по ледяному, облачному и наземному спутнику(ICESat ), которые в основном были предназначены для отслеживания изменений в покрытии ледяного покрова, но также предоставляют топографические данные и данные о растительности.
В будущем, НАСА углеродных систем мониторинга биомассы пилот, который сочетает в себе спутниковые и полевые данные для улучшения оценок растительности и запасов углерода, НАСА ICESat-2 , и Глобальное исследование динамики экосистем (GEDI ) - лазерно-оборудованный инструмент на борту Международной космической станции, которая записывает трехмерные структуры умеренных и тропических лесов в мире - как ожидается, дальнейшее улучшение понимания углерода. В составе команды GEDI, Fatoyinbo говорит, что они будут делать несколько соответствующих продуктов данных, таких как дерево навес профилей и глобальных карт надземной биомассы, которые будут полезны для принятия будущих оценок углерода.
«Это своего рода серьезный сдвиг в парадигме мониторинга лесов, - говорит Сассан Саатчи, ученый из Лаборатории реактивного движения НАСА в южной Калифорнии и соавтор исследования. "Это принесло новую картину того, где происходят большие изменения, с точки зрения как поверхности суши потери углерода в атмосферу, а также поглощения углерода из атмосферы".
Новый подход также помог определить, какие виды лесов имеют более высокую неопределенность, выделив тропические леса, а также умеренные леса в Северном полушарии. "Там, где неопределенность велика, вот где мы должны сосредоточиться и получить больше данных для количественной лучше", говорит Saatchi.
После того, как новые данные доступны, это относительно легко хруст новых чисел.
"То, как это было создано в облачных вычислений платформы", говорит Fatoyinbo. "Если есть новый набор данных, который выходит, что гораздо лучше, чем было ранее доступно, вы можете просто пойти и поменять его. Раньше это было то, что потребовалось годы, чтобы сделать, и теперь вы можете сделать это в течение нескольких часов ".
В то время как результаты, как ожидается, существенно не изменятся, неопределенность будет сокращаться, предоставляя ученым более четкое представление о глобальном углеродном цикле и помогая информировать политиков. Например, исследование показывает, что 27% чистых поглотителей углерода в лесах в мире находятся в пределах охраняемых районов, таких, как национальные парки.