Et nyt håb:GEDI giver 3-D skovkulstofkort

Et nyt NASA-laserinstrument, der skal lanceres til den internationale rumstation i december, hjælper forskere med at oprette det første tredimensionelle kort over verdens tempererede og tropiske skove. Global Ecosystem Dynamics Investigation, eller GEDI, er planlagt til at starte på SpaceXs Falcon 9 -raket. Fra stationen, GEDIs avancerede laserteknologi vil afsløre den tredimensionelle struktur af skovøkosystemer over hele kloden. GEDI udtalte "Jedi, "vil svæve over både den mørke side og den lyse side af jorden klokken 17, 150 miles i timen. Målinger af løvets højde, grene, træer og buske under dens vej vil give ny indsigt i, hvordan skovene lagrer eller frigiver kulstof.

"Vi vil gerne være i stand til at forstå, hvad skovenes rolle er, "sagde hovedforsker Ralph Dubayah fra University of Maryland, College Park. "Vi vil vide, hvor meget kulstof der gemmes i træer, for hvis vi fælder disse træer, det er en potentiel kilde til kuldioxid i atmosfæren. "

GEDI -missionen er designet til at hjælpe forskere med at lokalisere disse kilder og lagre af kulstof. Forskere ved, hvor meget kul der kommer i atmosfæren, men er meget mindre sikre på, hvor og i hvilke mængder kulstof absorberes, forklarede Laura Duncanson, en forskningsassistent professor ved University of Maryland, College Park.

Jordens oceaner og skove optager atmosfærisk kulstof, men forskere vil undersøge, hvilke skove der indtager mest, eller hvis disse skove vil fortsætte med at gøre det gennem tiden. GEDI vil hjælpe med at opklare dette mysterium ved at levere det første meget detaljerede skovkulstoflagerkort, præcist at præcisere, hvor Jordens mest kulstofrige skove er.

"For effektivt at forvalte skove mod afbødning af klimaændringer, vi skal vide, hvor meget kulstof de gemmer, og hvordan det fordeles rumligt, og det er hvad GEDI vil give os, "Sagde Duncanson." Vi kan ikke vide, hvor meget kul der frigives til atmosfæren gennem skovrydning og skovforringelse, før vi ved, hvor meget der allerede er der; GEDI vil indsamle nye data og udfylde denne store, kritisk kulstofkundskab. "

Lidaren slår tilbage

GEDIs lidar -instrument sender laserpulser ned til jorden, hvor de trænger ind i skovene under stationens bane på tempererede og tropiske breddegrader. Laserstrålerne ricochet af det første, de ramte, som kan være et blad oven på en tæt baldakin, en fremspringende gren, eller jorden, hvorfra skoven kommer. Energien, der returneres til GEDI-teleskopet på den internationale rumstation, vil give et indviklet tredimensionelt kort over skovbaldakiner.

"Vi kan sende en lille lyspuls ud, og den bevæger sig ned, reflekterer fra overfladen, og kommer tilbage, "Bryan Blair, GEDI -instrumentforsker ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Maryland og viceforstander, sagde. "Vi kan se og måle, hvor højt træet er, og vi kan faktisk se, hvor tæt blade og grene er, når vi går ned."

Når man ser på noget, såsom en bygning eller et træ, hvad du ser er lys, der reflekterer fra overfladen. GEDI -teamet replikerer denne funktion ved hjælp af en laser, som også er lavet af lys. Imidlertid, GEDI er en meget specifik bølgelængde, der gør det muligt for forskere at filtrere enhver anden type lys, Forklarede Blair.

"Vi leverer bare vores egen lyskilde, "sagde han." Det afspejler alle bladene, derefter grenene, og til sidst jorden. "

Et omfattende 3D-kort over baldakinhøjde og struktur hjælper forskere med at bestemme højden og massen af ​​træer. Overhovedet, bredt træ vil gemme mere kulstof end et kort. Træer, når det tørres, består af cirka 50 procent kulstof, som ville blive frigivet til atmosfæren, hvis et træ blev fældet og brændt. Modne skove er afgørende for at bevare lagret kulstof i deres stammer, men ung, hurtigt voksende træer optager generelt atmosfærisk kulstof i en meget højere hastighed.

"Vi vil måle, hvor meget kulstof der er i skoven, som er relateret til hvor høje træerne er, hvor store omkring de er, hvor mange grene er der hvor mange blade er der og hvor store rødderne er, "Sagde Blair.

GEDI oversvømmer en tæt baldakin med laserlysimpulser, der hopper tilbage efter kontakt med et objekt. Slutresultatet er et samlet overblik over densiteten helt ned til jorden, Forklarede Blair. Den største udfordring er at have nok laserkraft og følsomhed til at gennemskue tropiske skove, hvilket er noget GEDI gør godt. Instrumentet kan fungere godt, selv i verdens tætteste skove, hvor mindre end 1 procent af lyset, der skinner ned, gør det helt til jorden.

Ud over skovstrukturen, GEDI vil måle mønstre af forskellige miljøer i tropiske og tempererede skove. Begrænsede data fra markplanker og luftbårne og rumbaserede lidar har givet forskere en idé om, hvordan habitatstrukturen varierer på bestemte steder, men GEDIs avancerede teknologi vil udfylde de manglende oplysninger om Jorden, sagde Scott Goetz, viceforskerforsker og professor ved Northern Arizona University.

"Vi vil kunne informere modeller om biodiversitet, herunder mønstre af artsrigdom og specifikke habitatkrav for truede og truede arter. "sagde Goetz." Hvis vi bedre er i stand til at kortlægge, hvor disse levesteder bruger GEDI -baldakinstrukturdata kombineret med andre satellitdata, det vil hjælpe med bevarelsen af ​​de arter og skove, der rummer høj biodiversitet. "

GEDI er planlagt til at begynde sin toårige videnskabsmission ombord på stationen inden udgangen af ​​2018. GEDI Science Team forventer at behandle indgående information og gøre den tilgængelig for offentligheden inden for seks måneder efter lanceringen.

Missionen på 94 millioner dollars blev konkurrencedygtigt udvalgt som en NASA Earth Venture-Instrument-mission i 2014. Ledet af University of Maryland i samarbejde med Goddard, GEDI har den højeste opløsning og den tætteste prøveudtagning af ethvert lidar, der hver sættes i kredsløb.