Pomocí nové technologie mohou vědci studovat, jak zamoření hmyzem, jako je budworm západní, hrají roli ve změně klimatu. Foto Paul Williams
V západních USA se stal destruktivním cyklem: Vyšší teploty a sucho prodlužují životní cyklus brouků horských, což jim umožňuje kořist na borovicích, smrcích a jedlích, které pokrývají hory. Před odumřením stromy zčervenavě hnědá - jev, který služba národního parku považovala za „epidemii táhnoucí se od Kanady do Mexika.“ Existuje rozšířené obavy, že taková úmrtnost stromů vytváří vynikající zdroj paliva pro požáry.
Až donedávna byli vědci ponecháni, aby prozkoumali poškození ze země, s malou schopností pochopit příčiny a procesy. Nová technologie jim však nyní umožňuje používat satelitní snímky k identifikaci zdrojů malých událostí, které mění ekosystém - některé z nich, například ohniska brouků, se týkají ovladačů změny klimatu. Počítačový program s názvem LandTrendr, vyvinutý profesorem Boston Kennedy z University of Earth and Environment, umožňuje vědcům kombinovat data, která shromažďují na zemi, se satelitními snímky z US Geologického průzkumu (USGS) a NASA, aby lépe porozuměli poruchám prostředí.
Od roku 1972 nasazují NASA a USGS satelity, které zachycují specializované digitální fotografie Země. Jsou schopni zachytit detaily, které existují ve vlnových délkách neviditelných pro lidské oko, včetně těch, které jsou o něco delší než viditelné světlo zvané blízké infračervené záření. Zdravé rostliny odrážejí energii v blízkém infračerveném světle a naskenováním snímků mohou vědci odhalit narušení v krajině Země.
V minulosti byly tyto obrazy neúměrně drahé a omezovaly přístup vědců. "Podívali bychom se na obrázek z roku 2000 a jeden z roku 2005 a zeptali jsme se:" Co se změnilo? "Vysvětlil Kennedy. "Pokud se díváte pouze na dva obrázky, je velmi obtížné sledovat pomalu se vyvíjející změny." Můžete říct, že se něco změnilo, ale nevíte, jak dlouho to trvalo. “
Když USGS začal poskytovat tyto obrázky zdarma v roce 2008, byl to zlom pro vědce na Zemi. Nyní měli přístup k tisícům záběrů z každé dané geografické oblasti - obrazům, které používá Kennedyho nástroj LandTrendr. "Když se podíváte na všechny obrázky, můžete se odvíjet." Máte větší důvěru v to, že ve skutečnosti vidíte trendy, “řekl. To je zvláště užitečné pro pochopení změny klimatu a změny využití půdy, které jsou „vše o procesu“, podle Kennedyho.
Kennedy v současné době používá technologii LandTrendr k pohledu na čistou výměnu uhlíku v lesích; Jeho práce mimo jiné analyzuje množství uhlíku ztraceného v lesích v důsledku požáru, jasných řezů, částečných řezů a urbanizace. Studie změny klimatu v Arktidě a v přechodných zónách mezi ekosystémy využívají také LandTrendr. Ale na tichomořském severozápadě Garrett Meigs, lesní doktorát na Oregonské státní univerzitě, využívá LandTrendr ke studiu průniku požárů a hmyzu.
Konkrétně Meigs zkoumá velké požáry, které od roku 1985 zpustošily Washington a Oregon, a jak ohniska brouka borovice a smrk červenohnědý ovlivňují následnou palebnou aktivitu. "Když dojde k suchu, stresu, větší náchylnosti k zamoření, můžeme vidět úskalí lesa, " řekl.
Algoritmus LandTrendr zahrnuje satelitní snímky oblastí postižených ohněm a chybami s vlastními terénními pracemi Meigse a historickými leteckými údaji z americké lesní služby, která již dlouho používá letadla k průzkumu zamoření hmyzem. "Existovaly věci, které jsme dříve nezjistili ani neviděli, ale teď jsme schopni, " řekl Meigs.
Níže je video ukazující vizualizaci LandTrendru na severozápadním Pacifiku. Kennedy vysvětluje, jak to funguje: Stálé stále zelené lesy jsou reprezentovány modrými oblastmi; Když vybuchne napadení broukem borovice, v tomto případě v Oregonu v oblasti Three Sisters v Oregonu snímky září červeně. A když se pomalu se pohybující smrk smrkový pohybující se do oblasti - tam, na jižním úpatí hory Hood - změní barvu na žlutou.
Mohl by LandTrendr pomoci předpovídat změnu klimatu? Možná. "Nemůžeme vidět budoucnost, dokážeme se satelity dokumentovat pouze to, co se stalo." Ale celá hra s vědou je rozvíjet porozumění, které umožňuje predikci, “říká Kennedy. "Doufám, že vytvořením těchto map a zachycením těchto procesů způsobem, který jsme dříve neviděli, můžeme otestovat hypotézy" dokumentováním, kde, kdy a pokud nastanou předvídané efekty, řekl.
I když Meigsovo studium hmyzu a požáru je do značné míry retrospektivní, má potenciál pomoci v budoucích předpovědích. "Máme základní směr pro měření budoucích změn, " říká. "Když uvidíme podmínky vedoucí k velkým ohniskům hmyzu nebo požárům, můžeme je poznat, jak se objeví v budoucnosti."
