Uut tehnoloogiat kasutades saavad teadlased uurida, kuidas mängivad kliimamuutustes rolli putukate infestatsioonid, näiteks läänekuuse pungi uss. Foto autor Paul Williams
Sellest on saanud USA lääneosas hävitav tsükkel: soojem temperatuur ja põuad pikendavad mägimändide elutsüklit, võimaldades neil rännata mägesid katvatel mändidel, kuuskedel ja kuuskedel. Puud muutuvad enne suremist punakaspruuniks - nähtust arvas rahvuspargi teenistus Kanadast Mehhikosse ulatuva epideemiana. On laialt levinud mure, et selline puude suremus loob suurepärase kütuseallika looduslike tulekahjude tekkeks.
Alles hiljuti jäid teadlased kahju uurimiseks maapinnast vähese võimega mõista põhjuseid ja protsesse. Kuid nüüd võimaldab uus tehnoloogia neil kasutada satelliidipilte väikeste ökosüsteemi muutvate sündmuste allikate tuvastamiseks - mõned neist, näiteks mardikate puhangud, on seotud kliimamuutuste põhjustajatega. Bostoni ülikooli maa- ja keskkonnaprofessori Robert Kennedy välja töötatud arvutiprogramm LandTrendr võimaldab teadlastel ühendada kohapeal kogutavad andmed USA geoloogiakeskuse (USGS) ja NASA satelliidipiltidega, et saada paremini aru keskkonnamõjudest.
Alates 1972. aastast on NASA ja USGS kasutanud satelliite, mis pildistavad spetsiaalseid digitaalseid fotosid Maa maastikest. Nad suudavad jäädvustada detaile, mis eksisteerivad inimsilmale nähtamatutel lainepikkustel, sealhulgas need, mis on pisut pikemad kui nähtav valgus, mida nimetatakse lähi-infrapunakiirguseks. Tervislikud taimed peegeldavad energiat lähedases infrapunas ja kujutisi skaneerides saavad teadlased avastada häireid Maa maastikes.
Varem olid need pildid lubamatult kallid, piirates teadlaste juurdepääsu. "Vaatasime pilti aastast 2000 ja ühte aastast 2005 ja küsime:" Mis on muutunud? "" Selgitas Kennedy. „Kui vaatate ainult kahte pilti, on aeglaselt arenevate muutuste jälgimine väga keeruline. Võite öelda, et midagi on muutunud, kuid te ei tea, kui kaua see aega võtab. ”
Kui USGS hakkas neid pilte 2008. aastal tasuta pakkuma, oli see Maa teadlaste jaoks pöördepunkt. Neil oli nüüd juurdepääs tuhandetele kaadritele mis tahes geograafilisest piirkonnast - pilte, mida Kennedy tööriist LandTrendr kasutab. “Kõiki pilte vaadates saate vaadata. Teil on rohkem kindlustunnet, et näete trende, ”sõnas ta. See on eriti kasulik selleks, et mõista kliimamuutusi ja maakasutuse muutusi, mis on Kennedy sõnul „protsessis kõik”.
Kennedy kasutab praegu LandTrendri tehnoloogiat, et vaadata metsade süsiniku netovahetust; muu hulgas analüüsib tema töö metsades tulekahju, lageraiet, osalist raiet ja linnastumist põhjustatud süsiniku hulka. Arktika ja ökosüsteemide vaheliste üleminekutsoonide kliimamuutuste uuringutes kasutatakse ka LandTrendrit. Kuid Vaikse ookeani loodeosas kasutab Oregoni Riikliku Ülikooli metsanduse doktorikraadiga kandidaat Garrett Meigs LandTrendrit loodusliku tule ja putukate ristumiskoha uurimiseks.
Täpsemalt, Meigs uurib suuri 1985. aastast Washingtoni ja Oregoni laastanud metsatulekahjusid ning seda, kuidas mägine männimardika ja läänepoolse kuuse budsmi puhangud mõjutavad järgnevat tuletegevust. "Kui on põud, stress ja suurem vastuvõtlikkus nakkustele, võime näha metsa hukkumist, " ütles ta.
LandTrendri algoritm ühendab tulekahjudest ja vigadest mõjutatud piirkondade satelliidipilte Meigsi enda välitööde ja USA metsateenistuse ajalooliste õhudendmetega, mis on juba pikka aega putukate nakatumise uurimiseks lennukeid kasutanud. "Oli asju, mida me varem ei suutnud tuvastada ega näha, kuid nüüd oleme selleks võimelised, " sõnas Meigs.
Allpool on video Vaikse ookeani loodeosa LandTrendri visualiseerimisest. Kennedy selgitab, kuidas see töötab: stabiilsed igihaljad metsad on esindatud siniste aladega; kui puhkeb mänd-männimardika nakatumine, helendavad kujutised sel juhul Oregoni Kolme Õe piirkonnas. Ja kui aeglaselt liikuv läänekuuse pungiümbrus kolib alale - sinna Hoodi mäe lõunajalale -, muutub see kollaseks.
Kas LandTrendr saaks aidata ennustada kliimamuutusi? Võimalik. „Me ei näe tulevikku, saame toimuvat ainult satelliitidega dokumenteerida. Kuid kogu mäng teadusega on prognoosimist võimaldavate arusaamade arendamine, ”räägib Kennedy. "Ma loodan, et luues neid kaarte ja hõivates neid protsesse viisil, mida me pole varem näinud, saame testida hüpoteese." Dokumenteerides, kus, millal ja kui ennustatud mõjud ilmnevad, ütles ta.
Ehkki Meigi uurimus putukatest ja tulekahjust on suures osas tagasiulatuv, võib see tulevikus edaspidistes prognoosimistes abiks olla. "Meil on tulevaste muutuste mõõtmiseks lähteseis, " ütleb ta. "Nähes tingimusi, mis põhjustavad suuri putukate puhanguid või metsapõlenguid, suudame neid tulevikus ära tunda."
