Forskere bruger globalt termometer til at spore ekstreme temperaturer, tørke

Store områder af jordens overflade oplever stigende maksimumtemperaturer, som påvirker stort set alle økosystemer på planeten, herunder iskapper og tropiske skove, der spiller en stor rolle i reguleringen af ​​biosfæren, videnskabsmænd har rapporteret.

En analyse af registreringer fra NASA's Aqua-satellit mellem 2003 og 2014 viser, at stigninger i maksimale overfladetemperaturer forekom i de tropiske skove i Afrika og Sydamerika og over store dele af Europa og Asien i 2010 og i Grønland i 2012. De højere temperaturekstremer faldt sammen med forstyrrelser, der ramte millioner af mennesker:alvorlig tørke i troperne og hedebølger over store dele af den nordlige halvkugle. Ekstreme temperaturer var også forbundet med udbredt afsmeltning af indlandsisen på Grønland.

Den satellitbaserede registrering af maksimale jordoverfladetemperaturer, videnskabsmænd har fundet, leverer et følsomt globalt termometer, der forbinder bulkskift i maksimale temperaturer med økosystemændringer og menneskers velvære.

Det er blandt de konklusioner, der er rapporteret i Journal of Applied Meteorology and Climatology af et team af forskere fra Oregon State University, University of Maryland, University of Montana og Pacific Northwest Research Station i U.S. Forest Service.

Jordoverfladetemperatur måler den varme, der udstråles af jord og vegetation. Mens vejrstationer typisk måler lufttemperaturer lige over overfladen, satellitter registrerer den termiske energi, der udsendes af jord, klippe, fortov, græs, træer og andre træk ved landskabet. over skove, for eksempel, satellitten måler temperaturen på trækronens blade og grene.

"Forestil dig forskellen mellem temperaturen af ​​sandet og luften på stranden på en varm, sommerdag, " sagde David Mildrexler, hovedforfatteren, der modtog sin ph.d. fra College of Forestry i Oregon State i juni sidste år. "Luften kan være varm, men hvis du går barfodet over sandet, det er den brændende varme overfladetemperatur, der brænder dine fødder. Det er det, satellitterne måler«.

Forskerne så på årlige maksimale jordoverfladetemperaturer i gennemsnit over 8-dages perioder i løbet af året for hver 1 kvadratkilometer (247 acres) pixel på Jorden. NASA indsamler overfladetemperaturmålinger med et instrument kendt som MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) på to satellitter (Aqua og Terra), som hver dag kredser om Jorden fra nord til syd. Mildrexler og hans team fokuserede på det årlige maksimum for hvert år som registreret af Aqua-satellitten, som krydser ækvator tidligt på eftermiddagen, når temperaturerne nærmer sig deres daglige højdepunkt. Aqua begyndte at registrere temperaturdata i sommeren 2002.

"Som enhver, der er opmærksom på vejret, ved, Jordens temperatur har en utrolig variation, " sagde Mildrexler. Men over hele kloden og over tid, planetens profil af høje temperaturer har en tendens til at være nogenlunde stabil fra år til år. Faktisk, han sagde, Jorden har en maksimal temperaturprofil, der er unik, da det er stærkt påvirket af tilstedeværelsen af ​​liv og den overordnede frekvens og fordeling af verdens biomer. Det var opdagelsen af ​​en konsekvent år-til-år-profil, der gjorde det muligt for forskerne at bevæge sig ud over en tidligere analyse, hvor de identificerede de varmeste steder på Jorden, til udviklingen af ​​en ny global forandringsindikator, der bruger hele planetens maksimale jordoverfladetemperaturer.

I deres analyse, forskerne kortlagde store ændringer i 8-dages maksimale jordoverfladetemperaturer i løbet af året og undersøgte sådanne ændringers evne til at opdage hedebølger og tørke, smeltende iskapper og tropisk skovforstyrrelse. I hvert tilfælde, de fandt betydelige temperaturafvigelser i år, hvor der opstod forstyrrelser. For eksempel, hedebølger var særligt alvorlige, tørke var omfattende i tropiske skove, og afsmeltningen af ​​den grønlandske indlandsis accelererede i forbindelse med skift i den 8-dages maksimale temperatur.

I 2010 for eksempel, en femtedel af det globale landareal oplevede ekstreme maksimumtemperaturanomalier, der faldt sammen med hedebølger og tørke i Canada, De Forenede Stater, Nordeuropa, Rusland, Kasakhstan, Mongoliet og Kina og hidtil usete tørker i tropiske regnskove. Disse begivenheder blev ledsaget af reduktioner i økosystemets produktivitet, forskerne skrev, ud over skovbrande, luftforurening og landbrugstab.

"Den maksimale overfladetemperaturprofil er et grundlæggende kendetegn ved jordsystemet, og disse temperaturer kan fortælle os meget om ændringer på kloden, " sagde Mildrexler. "Det er klart, at de bulkskift, vi ser i disse maksimale temperaturer, er korreleret med store ændringer i biosfæren. Med de globale temperaturer, der forventes at fortsætte med at stige, sporing af skift i maksimale temperaturmønstre og konsekvenserne for Jordens økosystemer hvert år globalt er potentielt et vigtigt nyt middel til at overvåge biosfæriske ændringer."

Forskerne fokuserede på satellitregistreringer for landoverflader i dagslys. NASA producerer også satellitbaserede temperaturregistreringer for havene og for natlige dele af kloden.