Drone-baseret tidlig detektionssystem til at overvåge ændringer i Amazonas

Amazonas bassinet, hjemsted for den største regnskov i verden, spiller en afgørende rolle i at opretholde planetens kulstofbudget, absorberer og lagrer milliarder af tons kuldioxid årligt. Men et vendepunkt truer - et, der kan gøre denne vitale kulstofdræn til en af ​​de største kilder til kuldioxid på planeten.

Ved at "dufte til skoven, "et Harvard-ledet team af forskere finansieret af U.S. National Science Foundation forsøger at måle, hvordan og hvornår den ændring kunne ske. Forskerne rapporterer deres resultater i tidsskriftet Miljøvidenskab:Atmosfærer .

Mens planeten opvarmes, tørke, skovbrande og skiftende vejrmønstre truer omkring 400 milliarder træer i Amazonas, hvoraf nogle allerede er i fare fra skovhugst og minedrift. Når træer bliver beskadiget eller dræbt, de nedbrydes og frigiver kulstof til atmosfæren.

"Klima forandring, såvel som menneskeskabt skovrydning og biomasseafbrænding, kan føre til økologiske og klimatiske vendepunkter, der kan frigive massive puljer af lagret kulstof, " sagde atmosfærisk videnskabsmand Scot Martin fra Harvard University.

Spørgsmålet er:Hvordan ved vi, hvornår vi nærmer os det vendepunkt?

Martin, med et internationalt team af forskere og samarbejdspartnere fra Amazonas State University og Amazonas State Research Support Foundation, har udviklet et tidlig detektionssystem til at overvåge ændringer i Amazonas.

Forskningen sigter mod bedre at forstå, hvordan Amazonas reagerer på stress. Holdet kortlægger og overvåger de unikke kemiske signaler, der udsendes af træer kendt som flygtige organiske forbindelser, eller VOC'er.

Hver planteart udsender en anden VOC-signatur, som et fingeraftryk, som kan ændre sig baseret på årstiden eller belastninger på planten, for eksempel, tørke eller oversvømmelser.

"Skovene kan tale til os gennem VOC'er, " sagde Martin. "Oversættelse af disse signaler kan føre til en forståelse af, hvordan skovøkosystemer reagerer på klimastress og klimaændringer."

Men der er store udfordringer ved at indsamle data om VOC'er. Fly kan tilbagelægge store afstande, men kan ikke flyve lavt nok til at indsamle VOC-prøver, som når højder på kun en kilometer eller mindre over baldakinen. Tårne kan sanse i den rigtige højde, men kun for det lokale økosystem.

For at bygge bro over denne canyon af data, holdet henvender sig til droner.

"Det, der gør dronebaserede sensorer så spændende, er, at de giver mulighed for at indsamle data i uudforskede skalaer, " sagde Martin. "Dette kan føre til revolutionerende indsigt i Amazonas økosystemer under klimastress og forventede ændringer i klima og biodiversitet."

Tilføjet Sylvia Edgerton, en programdirektør i NSF's afdeling for atmosfærisk og georumvidenskab, "Brug af et ubemandet luftfartøj til at kortlægge koncentrationer af disse forbindelser gennem baldakinen er en ny tilgang til at vurdere, hvor meget af deres koncentration kommer fra biologiske processer i planter versus sekundær produktion fra atmosfæriske kemiske reaktioner i baldakinen."