NASA kortlægger orkanskader på everglades, Puerto Rico skove

Sidste forår, NASA-forskere fløj over Everglades og Puerto Rico for at måle, hvordan mangrover og regnskove vokser og udvikler sig over tid. Fem måneder senere, orkanerne Irma og Maria rev gennem disse undersøgelsesområder - hvilket skabte en unik mulighed for at undersøge de ødelæggende virkninger af massive storme på disse økosystemer, samt deres gradvise genopretning.

Flyver de samme stier over Everglades tre måneder efter orkanen Irma, videnskabsmændenes foreløbige resultater afslører, at 60 procent af de analyserede mangroveskove var stærkt eller alvorligt beskadiget. Næste uge, holdet vil vende tilbage til Puerto Rico for at udføre en luftbåren undersøgelse af regnskoven der - for at kvantificere skaderne og muligvis identificere steder, der er sårbare over for jordskred.

Udsigten over det sydøstlige Florida, mindre end tre måneder efter orkanen Irma ramte, afslørede skår af bladløse træer og knækkede grene, selv oprevne mangrovetræer.

"Det er svimlende, hvor meget der gik tabt. Spørgsmålet er, hvilke områder vil vokse igen, og hvilke områder vil ikke, " sagde Lola Fatoyinbo, en fjernmålingsforsker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland og Florida-projektets hovedefterforsker. "Dette er en mulighed - med alle disse data, vi kan virkelig gøre en forskel ved at forstå, hvordan orkaner påvirker Floridas mangrove-økosystemer."

South Florida-projektet startede med et spørgsmål om, hvordan ferskvandsøkosystemer, såsom savgræsmoser i Everglades, overgår til saltvandsøkosystemer. denne ændring, som kan skyldes stigende havniveau og kysterosion, kan påvirke de lokale jordmikrober, vegetation og endda grundvandsmagasinerne Miami trækker på for sit drikkevand.

Forskerne har brugt data fra Landsat-satellitterne til at måle omfanget af orkanskader på skovene i løbet af de sidste 30 år. Landsat-billederne giver ikke kun oplysninger om omfanget af skaden, men også den tid det tager skoven at komme sig. Samtidig kan satellitbillederne også identificere områder, hvor sårbare skove blev erstattet med åbent vand.

"Vi vil gerne vide, hvor hurtigt denne overgang sker. Ved at kombinere de rumlige ændringer målt af satellit med den strukturelle information, vi måler fra luften, kan vi estimere, hvor de vigtigste levesteder er, der er mest sårbare over for orkaner og saltvandsindtrængning, " sagde David Lagomasino, en fjernmålingsforsker hos Goddard.

Et team af videnskabsmænd arbejdede med lokale landforvaltere, inklusive Everglades National Park og Florida Fish and Wildlife, at planlægge og udføre dataindsamlingsflyvninger i april 2017 for et videnskabeligt instrument kaldet Goddard's Lidar, Hyperspektral og termisk billedkamera, eller G-LiHT. G-LiHT indsamler flere målinger samtidigt, inklusive højderne af vegetationen fra et lidar-instrument, og billeder i høj opløsning.

"Vi havde dette fantastiske datasæt - så gik orkanen igennem, " sagde Lagomasino. Orkanen Irma, med vind på op mod 140 miles i timen (225 kilometer i timen), fejede gennem Everglades National Park den 10. september, 2017. "Orkaner er en naturlig del af økosystemet, og vi ved, at efter orkaner vender økosystemet for det meste tilbage. Men ikke hundrede procent." Områder uden overlevende eller genvækst af mangrovetræer kan sætte tilstødende økosystemer i fare for yderligere påvirkninger fra stormfloder og saltvandsindtrængen.

Efter at holdet har fløjet de samme stier på tværs af 500 kvadrat miles (1, 300 kvadratkilometer) vådområder, en foreløbig analyse af de to sæt flyvninger viste, at huller i baldakinen fra knækkede grene og oprevne træer dækkede 40 procent af området. I områder, der er hårdest ramt, højdemålingerne fra G-LiHT viste, at den gennemsnitlige højde af skovkronen blev forkortet med 3 til 5 fod (1 til 1,5 meter) på grund af væltede grene og træer.

Forskerne sluttede sig også til forskere fra lokale agenturer og organisationer for at måle orkanens påvirkning fra jorden. Vandreture ind i vådområderne, de brugte laserscannere til at tage tredimensionelle billeder af træerne, grene og endda blade, der udgør skovstrukturen.

"Antallet af væltede træer, bare helt splintret i nogle tilfælde, var imponerende at se, " sagde Lagomasino.

Holdet planlægger nu at sammenligne datasæt fra før og efter orkanen for at se, om de områder, der var under stress før stormen - uanset om det var fra saltvandsindtrængen, nærliggende udviklinger, eller andre årsager - svarer til de områder, der ikke kommer sig så hurtigt, eller slet ikke komme sig. Lagomasino vil også gerne lede efter andre skadesmønstre og vurdere trædødeligheden. I fællesskab G-LiHT-dataene vil hjælpe med at give en bedre forståelse af Floridas kyst-økosystemers sårbarhed over for storme.

"Der er så mange data, og vi prøver nu at se, hvad der kan give os vigtig information om landskabet, før vi går ind i den næste orkansæson, " sagde Lagomasino. "Der er meget at lave."

Lageret af post-orkandata - alt sammen gratis og tilgængeligt for offentligheden - er ved at vokse. G-LiHT-flyvninger over Puerto Rico, som blev ramt af både orkanen Irma og kategori 4 orkanen Maria den 20. september, er planlagt til at starte i næste uge.

Holdet vil flyve de samme flyveveje, som de undersøgte i marts 2017, med nogle ekstra ruter designet til at indsamle data over jordskred og andre steder af interesse. Som de gjorde i Florida, de vil arbejde sammen med lokale økologer og skovforvaltere for at binde det, de måler fra luften, med det, de måler fra jorden.

"Det er en god måde at dokumentere, hvilke områder der var mere modtagelige for begivenheder som orkanen Maria, " sagde Bruce Cook, G-LiHTs ledende videnskabsmand ved NASA Goddard. "Og det er også en måde at begynde at spore bedring på. Mange mennesker er interesserede i bedring, og hvad vi måske taler om i forhold til at genetablere skovene i fremtiden, og om det vil kræve menneskelig indgriben."