Forskere kaster lys over en mere nøjagtig måde at estimere klimaændringer på

Det er lige meget om det er en skov, en sojabønnemark, eller en prærie, alle planter optager kuldioxid under fotosyntesen - den proces, hvor de bruger sollys til at omdanne vand og kuldioxid til mad. Under denne overgang, planterne udsender en energi "glød", der ikke er synlig for det menneskelige øje, men kan detekteres af satellitter i rummet. Nu, forskere ved University of New Hampshire har taget det et skridt videre. Ved at bruge satellitdata fra forskellige store landbaserede økosystemer over hele kloden, de har fundet ud af, at fotosyntesens glød er den samme på tværs af al vegetation, uanset placeringen. Denne første af sin slags globale analyse kan have betydning for at give mere nøjagtige data til forskere, der arbejder med at modellere kulstofkredsløbet og i sidste ende hjælpe med at projektere klimaændringer bedre.

"Vigtigheden af ​​disse resultater er, at snarere end at se på flere forskellige typer data og computerbaserede modeller fra information indsamlet på jorden for at overvåge planters fotosyntese over hele kloden, at bruge satellitobservationerne vil give en næsten realtidsmulighed, der er enkel, pålidelig og hurtig, " sagde Jingfeng Xiao, en UNH forskningslektor og hovedforsker i undersøgelsen, der for nylig blev offentliggjort i tidsskriftet Global forandringsbiologi .

Planter over hele kloden er en stor kulstofdræn, der hjælper med at fjerne kulstof fra atmosfæren under fotosyntesen. På grund af dette, nøjagtige fotosyntesestimeringer er afgørende for videnskabsmænd, der undersøger økosystemfunktioner, kulstof cykling, og feedback til klimaet. Udfordringen har ligget i de jordbaserede datavidenskabsmænd, der tidligere blev brugt til at vurdere det, inklusive lufttemperatur, solstråling, nedbør, og anden information, der bruges i computerbaserede jordsystemer, der fokuserer på kulstofkredsløbet. Imidlertid, disse beregninger har store variationer, der kan påvirke resultaterne.

At måle mængden af ​​kulstof, der optages af planter gennem fotosyntese, kendt som brutto primær produktivitet (GPP), forskere har i stigende grad målt planters energiglød, kaldet solar-induceret fluorescens (SIF). Dette lys, der udsendes gennem bladet, findes i den høje ende af lysspektret. Mens forskere har brugt disse data til specifikke biomer, eller særskilte biologiske samfund som en skov eller en ørken, denne undersøgelse er den første til at se på forholdet mellem jordbaseret GPP og satellit-observeret SIF i forskellige områder over hele kloden – fra græsarealer til blandede skove og endda områder med sparsom vegetation.

Forskere indsamlede SIF-data for planter i otte store biomer, eller økosystemtyper, fra satellitten Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2) og fandt ud af, at det var lige meget, hvor planterne var, der ligesom tidligere undersøgelser på enkelte områder, hvor der var mere SIF, planterne optog mere kulstof fra fotosyntesen, og omvendt. Xiaos forskning etablerer dette universelle forhold på tværs af otte store økosystemtyper og viser, at SIF faktisk kan tjene som en proxy for mere tidskrævende beregninger.

"Dette er et stort skridt hen imod udelukkende at kunne stole på satellitmålinger, " sagde Xiao. "Fordi det er en meget simpel model, kan det hjælpe med at reducere usikkerheden i dataene, lavere beregningsomkostninger og bidrage til bedre projektering af klimaændringer."

Det er første gang, OCO-2 er blevet brugt i en global analyse baseret på SIF-observationer. Ud over, det direkte universelle forhold afsløret i denne undersøgelse tillader estimering af fotosyntese uden at kende økosystemtypen. Dette er især vigtigt for områder af kloden, hvor satellitten muligvis ikke har pålidelige, finskaladata om vegetationstypen. Xiao arbejder i øjeblikket på at udvikle globale SIF-estimater for områder, der strækker sig fra et par til titusinder af kvadratkilometer, hvilket han siger vil være nyttigt for det videnskabelige samfund, der studerer disse emner.