美国航天局将向星系发射激光来评估世界上的树木。
这将不是美国宇航局第一次涉足激光雷达技术——向物体发射激光并记录返回的结果——但这将是美国宇航局第一次发射专门用来测量森林复杂结构的激光。
这项任务的目标是将森林的树干映射到树冠上,或者,换句话说,测量世界森林的体积,并以3d的方式将其可视化。
通过将有关木材中储存了多少碳的数据与GEDI测量数据结合起来,研究人员希望对森林中储存的碳首次做出可靠的估计。
“这绝对会改变游戏规则,”NASA戈达德太空飞行中心(Goddard Space Flight Center)的博士后劳拉·邓坎森(Laura Duncanson)说。“激光雷达是唯一能够穿透森林地面并估算碳的技术。”
在全球范围内,森林估计吸收了目前总排放量的10%到14%。土地使用部门的活动,杏耀信任度包括森林,但也包括农业和土地使用的变化,占全球温室气体排放的24%。许多计算温室气体排放量的研究人员承认,如果不进行森林固碳,世界将很难把升温幅度控制在2摄氏度以内。
但并不是所有的森林都具有相同的碳储存能力。此外,随着森林资源丰富的国家考虑如何实现去年底在巴黎气候谈判中提出的气候目标,了解碳储存在何处以及如何储存将变得越来越重要。
许多人希望,GEDI将开启森林和碳测绘的下一个前沿领域。
专家们表示,在过去几年里,森林碳监测和制图领域已经扩大,而且速度相对较快。
联合国越来越受欢迎联合国支持的“减少发展中国家森林砍伐和森林退化造成的排放”项目(REDD+)提高了对基线数据的需求,并加强了对世界森林中储存的碳的监测。与此同时,计算能力、卫星数目和遥感技术的费用迅速提高。
“科技让我们走得更远,”世界资源研究所(World Resources Institute)在线互动森林数据项目“全球森林观察”(Global forest Watch)的研究经理南希·哈里斯(Nancy Harris)说。“可能不到10年前,我们还依赖粮农组织每5年报告一次的森林生物量和面积信息数据。”
长期以来,森林世界的科学家们一直致力于测量森林和森林砍伐以及估算碳排放。众所周知,巴西政府在上世纪80年代面临着亚马逊雨林令人不安的森林损失率,于是在90年代宣布了一项计划,开始监控森林砍伐,与此同时,当局对砍伐森林的行为进行了打击。
在21世纪初,巴西政府引入了多种监测森林砍伐的项目,包括一个基于卫星的监测系统,每月监测森林覆盖的变化。
通过使用监测技术,巴西政府被认为自2004年以来将森林砍伐率降低了80%,尽管目前森林砍伐率再次上升。
另一个长期用于森林数据可视化的工具是全球森林观察。哈里斯说,该平台成立于1997年,其目标是揭开数据的神秘面纱,并将其转化为决策者可以使用的格式。上周,该平台宣布了新的GLAD(全球土地分析和发现)预警系统,该系统可以在不到一周的时间内检测到秘鲁、刚果共和国和印度尼西亚婆罗洲的树木覆盖率损失。
“全球森林观察组织(Global Forest Watch)已经向任何有笔记本电脑和互联网连接的人提供了这些数据,”华盛顿特区的高级研究员弗朗西丝·西摩(Frances Seymour)说总部设在美国的智库全球发展中心。
但真正的转折点出现在两年前。
2013年,马里兰大学(University of Maryland)地理科学系教授马修汉森(Matthew Hansen)发表了一组数据,使用的是美国运行时间最长的卫星项目Landsat拍摄的图像。Landsat收集了数百万张地球表面的图像。
汉森也在GEDI小组工作,他一直对遥感数据感兴趣,并利用它来绘制大规模的土地变化,特别是森林。
发表在《科学》杂志上的“汉森数据”是第一个全球森林数据集,它以高分辨率显示了2000年至2012年之间的森林损失。以前的森林变化趋势是利用分辨率在250米到300米之间的MODIS卫星数据测量的。例如,最新的将被送入太空的Landsat 8,以30米的空间分辨率拍摄图像。
汉森和他的团队一直在利用气象仪器的MODIS数据和图像进行练习。当他们能够负担得起的时候,他们就会使用来自陆地卫星的高分辨率图像。
然后,八年前,NASA打开了陆地卫星的档案。
“马特·汉森的数据集是我们监测森林的一种范式转变,”哈里斯说。
Seymour补充说,通过全球森林观察等平台以及汉森数据的发布,现在几乎所有国家都可以获得数据,就像巴西10年前所做的那样。
西摩说:“他们现在要做的是根据本国的具体情况调整国家监测系统。”“这些数据如此全面和大规模,将使设定参考水平和测量森林随时间的变化变得容易得多。”
汉森认为,从GEDI收集的数据是实施任何森林政策的“支柱”,
杏耀娱乐如何开户 ,无论是绘制碳地图、恢复退化的土地还是保护生物多样性。
盖迪将至少在国际空间站呆两年。由美国宇航局戈达德太空飞行中心开发的三束激光将遍布14条路径,能够收集北纬50度至南纬50度之间的地面数据,包括地球上几乎所有的热带和温带森林。
汉森说:“我们能够在多大程度上管理全球森林资源、GEDI和其他项目的数据将是至关重要的。”
尽管这项技术的发展突飞猛进,但仍然需要美国宇航局的Duncanson所说的“专业环保人士”。
为了使碳测量更精确,在某一时刻,杏耀的安全某人必须走进森林,给一棵树一个拥抱。用来测量树的直径。然后,研究人员估计高度并记录其物种。在某种程度上,科学家们校准了一个物种的碳储量。这些数据被用来帮助校准来自卫星和激光雷达系统的测量数据。
在使用遥感仪器之前,使用实地测量是尝试和测量森林碳的唯一工具。
然而,今天,通过将两者结合起来,科学家们得到了更准确的数据。然而,仍然需要更多的实地工作。
Duncanson说:“GEDI是最好的新技术,但获得更好的实地碳估计也至关重要。”
此外,卫星无法很好地测量地下储存的碳,比如在印度尼西亚的泥炭地发现的碳,科学家们正在研究这个问题。
目前,印度尼西亚政府和戴维·露西尔·帕卡德基金会(David and Lucile Packard Foundation)联合举办的一项竞赛正在接受研究提案,竞赛的目的是找到一种更准确、更快的方法,来绘制印尼碳含量丰富的泥炭地的范围和深度。
卫星也无法知道是什么导致了森林覆盖的变化。目前正在努力通过一个名为LandMark的平台绘制土著人的土地权利和边界。
“越来越多的人认为,仅仅因为我们有这些数据,并不意味着我们应该放弃拥抱树木,”西摩说,他指的是实地测量。“森林变化不仅发生在生物物理现实之上,而且还通过地面上的社会现实发生。”
不仅仅是NASA对增加森林测绘技术的投入感兴趣。欧洲航天局预计将在2020年发射一颗用于绘制热带森林地图的生物质卫星。多个机构也计划发射使用雷达技术的任务。
哈里斯说:“长期以来,我们一直局限于这种二维的世界观,所以绘制树冠结构将会非常酷。”这提供了一个很好的机会。如果只有一个数据集,你不必质疑什么是正确的,但随着你拥有越来越多的数据,关键将是在某种程度上利用这些数据,以获得洞察力。”