Леса играют ключевую роль в хранении углерода: деревья поглощают его и удерживают в стволах, ветвях, корнях и листьях. Однако эта способность непостоянна — на неё влияют изменения климата и антропогенные факторы. При этом процессы в разных лесах могут сильно отличаться, сообщает earth.com.
Чтобы точно отслеживать динамику биомассы, учёные из Европейского космического агентства (ESA) использовали спутник SMOS, изначально предназначенный для измерения влажности почвы и солёности океанов. В новом исследовании они проанализировали данные за 15 лет, сосредоточившись на показателе, называемом оптической глубиной растительности (VOD).
Неожиданное применение спутника
Миссия SMOS стартовала в 2009 году, и её основной инструмент — радиометр — должен был изучать почву и океаны. Однако со временем исследователи обнаружили, что он также улавливает сигналы от растительности.
«SMOS фиксирует, как микроволновый сигнал ослабевает, проходя через растительность», — объясняет Маттиас Друш, ведущий научный сотрудник ESA по наземным поверхностям. — «Это даёт нам информацию о общей массе: сухой биомассе и содержании воды. Данные косвенные, но очень полезные».
Чем плотнее и влажнее растительность, тем сильнее затухает сигнал, что позволяет оценить наземную биомассу, включая стволы, ветви, листья и стебли.
Сложности интерпретации
Долгосрочный мониторинг VOD помогает выявлять глобальные тенденции, но их анализ требует осторожности.
«В данных SMOS видны крупные события — засухи, наводнения, изменения структуры растительности, но их не всегда просто интерпретировать, — отмечает Клаус Сципал, руководитель миссий SMOS и Biomass в ESA. — Поскольку сигнал включает и биомассу, и воду, нужно чётко понимать, что именно мы наблюдаем».
Для точной расшифровки учёные сочетают спутниковые данные с наземными измерениями.
«Важны не только долгосрочные ряды данных, но и их интерпретация, — подчёркивает Пол Вермунт из Университета Твенте (Нидерланды). — Мы связываем спутниковые наблюдения с процессами в лесах и даже отдельных деревьях».
Дополнение новыми технологиями
В апреле 2024 года ESA запустило спутник Biomass с радаром, работающим в P-диапазоне. Он обеспечивает детальную информацию о структуре лесов, особенно в тропиках, но не покрывает всю планету.
«Biomass даёт высокое разрешение, а SMOS — долгосрочные тренды, — говорит Друш. — Их комбинация устраняет пробелы, но только если мы учитываем погрешности каждого метода».
Сципал добавляет: «Biomass позволяет рассмотреть детали, а SMOS показывает многолетние изменения. Вместе они дают более полную картину».
Данные SMOS, охватывающие период с 2011 по 2025 год, помогают оценить реакцию лесов на климатические изменения и антропогенное воздействие. В сочетании с Biomass учёные теперь могут изучать как глобальные тренды, так и локальные процессы.
«SMOS выявляет долгосрочные изменения в масштабах планеты, а Biomass детализирует структуру крон», — резюмирует Сципал.
Результаты исследования согласуются с другими климатическими данными, включая проекты ESA. С развитием технологий и новых миссий учёные получают всё более точную информацию о состоянии лесов и их трансформации.
Полное исследование опубликовано в журнале Earth System Science Data.