NASA-satellitter hjælper med at kvantificere skovens indvirkning på det globale kulstofbudget

Forskere har skabt en ny metode til måling af kulstofudsving i skove; det forventes at forbedre nøjagtigheden af ​​globale kulstofestimater.

Brug af jord, luftbårne, og satellitdata, et mangfoldigt hold af internationale forskere – inklusive NASA-forskere – har skabt en ny metode til at vurdere, hvordan ændringerne i skovene i løbet af de sidste to årtier har påvirket kulstofkoncentrationerne i atmosfæren.

Ud over bedre forståelse af skovenes overordnede rolle i det globale kulstofkredsløb, forskerne var også i stand til at skelne mellem bidragene fra forskellige skovtyper, bekræfter, at blandt skove, tropiske skove er dem, der er ansvarlige for den største komponent af globale kulstofudsving - begge absorberer mere kulstof end andre skovtyper, og frigivelse af mere kulstof til atmosfæren på grund af skovrydning og nedbrydning.

Mens man rydde jord til landbrug, industri, og andre menneskelige aktiviteter øger kuldioxiden i atmosfæren, den primære årsag til den globale stigning i kuldioxid i det sidste århundrede er fra menneskelige aktiviteter, der forbrænder fossile brændstoffer såsom kul og olie. På balance, træer og andre planter trækker kuldioxid ud af atmosfæren.

Skovens kulstofstrømskort fra webapplikationen Global Forest Watch, og den medfølgende undersøgelse offentliggjort i Natur klimaændringer den 21. januar, vis disse kulstofudsving fra skove i hidtil usete detaljer. Dette blev offentliggjort blot en dag efter, at USA igen tilsluttede sig Paris-klimaaftalen - en international indsats for at begrænse den globale temperaturstigning, som specifikt fremhæver reduktion af emissioner fra skovrydning og skovforringelse.

Gennem fotosyntese, skove absorberer kuldioxid fra atmosfæren for at producere ilt, komplementerer den kollektive vejrtrækning af andet liv på Jorden, der indånder ilt og udstøder kuldioxid.

Ifølge forskerne, skove absorberede tilsammen omkring 15,6 milliarder tons kuldioxid fra Jordens atmosfære hvert år mellem 2001 og 2019, under skovrydning, brande, og andre forstyrrelser frigav et gennemsnit på 8,1 milliarder tons kuldioxid om året. Skove rundt om i verden anslås at absorbere omkring 7,6 milliarder tons, fungerer som et netto kulstofdræn på omkring 1,5 gange de årlige emissioner fra hele USA.

"Skovene fungerer som en tosporet motorvej i klimasystemet, " sagde hovedefterforsker Nancy Harris, der fungerer som forskningsdirektør for World Resources Institute (WRI) Forests Program. "En detaljeret oversigt over, hvor begge sider forekommer - skovemissioner og skovfjernelser - tilføjer gennemsigtighed til overvågning af skovrelaterede klimapolitikker."

Denne nye metode integrerer datasæt fra adskillige kilder, herunder rapporter på stedet, luftdata, og satellitobservationer, at skabe den første konsistente globale ramme for estimering af kulstofstrømmen specifikt for skove.

Dette er en ændring i forhold til den nuværende årlige rapportering af nationale skovbrugsdata, som stadig varierer mellem landene på trods af standardiserede retningslinjer fra Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), ofte bestemt af de tilgængelige ressourcer i den pågældende region. En sådan mangel på ensartethed i dataene betyder, at globale kulstofestimater kan indeholde en betydelig grad af usikkerhed.

"Det gode er, at vi ved, at der er usikkerhed, og at vi faktisk kan kvantificere det, " siger medforfatter Lola Fatoyinbo, en videnskabsmand fra NASA Goddards Space Flight Center i Greenbelt, Maryland. "Alle estimater kommer med en usikkerhed omkring sig, som bliver ved med at blive mindre og mindre, efterhånden som vi får bedre datasæt."

Biomasseestimaterne for undersøgelsen var baseret på data fra NASA's Ice, Sky, og landhøjdesatellit (ICESat), som primært er designet til at spore ændringer i indlandsisens dækning, men også giver topografi og vegetationsdata.

Fremadrettet, NASA's Carbon Monitoring Systems Biomasse Pilot, som kombinerer satellit- og markdata for at forbedre estimater af vegetation og kulstoflagre, NASA's ICESat-2, og Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) – et laserudstyret instrument ombord på den internationale rumstation, der registrerer de tredimensionelle strukturer af verdens tempererede og tropiske skove – forventes at forbedre forståelsen af ​​kulstoffjernelsesrater på tværs af skovlandskaber fremadrettet. . Som en del af GEDI-teamet, Fatoyinbo siger, at de vil lave flere relevante dataprodukter såsom trækroneprofiler og globale kort over overjordisk biomasse, som vil være nyttige til at lave fremtidige kulstofestimater.

"Dette er et stort skift i paradigmet for overvågning af skove, " siger Sassan Saatchi, en videnskabsmand ved NASAs Jet Propulsion Laboratory i det sydlige Californien og en medforfatter af undersøgelsen. "Det bragte et nyt billede af, hvor de store forandringer sker, i form af både at jordoverfladen mister kulstof til atmosfæren og også absorberer kulstof fra atmosfæren."

Den nye tilgang hjalp også med at identificere, hvilke skovtyper der har større usikkerheder, fremhæve tropiske skove, samt tempererede skove på den nordlige halvkugle. "Hvor usikkerheden er stor, det er der, vi skal fokusere og få flere data for at kunne kvantificere bedre, " siger Saatchi.

Når nye data er tilgængelige, det er relativt nemt at knuse de nye tal.

"Måden dette blev sat op er i en cloud computing-platform, " siger Fatoyinbo. "Hvis der kommer et nyt datasæt, som er meget bedre, end det tidligere var tilgængeligt, du kan bare gå ind og bytte den. Det plejede at være noget, der tog år at gøre, og nu kan du gøre det på et par timer."

Selvom output ikke forventes at ændre sig væsentligt, usikkerheden vil skrumpe, give videnskabsfolk et klarere billede af det globale kulstofkredsløb og hjælpe med at informere politiske beslutningstagere. For eksempel, undersøgelsen viser, at 27 % af verdens netto kulstofdræn i skovene findes i beskyttede områder, såsom nationalparker.

Regeringer, der ønsker at reducere deres emissioner, har brug for data, der er så nøjagtige og aktuelle som muligt. Fatoyinbo siger, at "dette er en ramme, der virkelig kan hjælpe med det."