21. april 2020

Satellitter kan se jordklodens kulstof-åndedrag

Klima

Forskere fra Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning har, i samarbejde med franske forskere, udviklet en metode, hvor man kan se jordklodens kulstof-åndedrag ud fra satellitdata. Dette giver en unik mulighed for at få svar på, hvordan vejrfænomener som El Niño og menneskets fældning af skov påvirker de kulstofpuljer, der i dag er bundet i vegetationen på jordkloden. Svar som kan gøre os klogere på, hvor modstandsdygtige økosystemer er over for klimaforandringer, og som kan forbedre de eksisterende klimamodeller.


Ved hjælp af nye satellitdata, som er genereret af franske forskere, kan forskerne på Institut for Geovidenskab og Naturforvaltning nu måle, hvor meget biomasse der er bundet på jordkloden fra dag til dag 10 år tilbage i tiden. Billederne viser, hvor på Jorden der er bundet CO2 og hvor meget. Man kan sige, at hver pixel i billedet gengiver et areal og en mængde biomasse og således tegner et detaljeret billede af den samlede mængde CO2, der er bundet i vegetation på jordens overflade. 

Vejrfænomener som El Niño/La Niña forventes at blive hyppigere i fremtiden. Disse vejrfænomener har en tilbagevirkende effekt på klimaforandringerne og er derfor vigtige, at vide mere om, for at kunne forstå hvordan de påvirker vores globale økosystemer. Samtidig fældes der stadig mere skov i de tropiske områder, og skovfældning er også med til at påvirke kulstofpuljen på Jorden.

At overvåge vegetationen på Jorden ved hjælp af satellitbilleder er ikke en ny opfindelse. Forskerne har længe registreret, hvor grønt der er på jorden (et mål for om der er gang i fotosyntesen), men tidligere data kunne ikke vise den samlede mængde biomasse, der var bundet i vegetationen eller se typen af vegetation. Vegetationens ”grønhed” afslørede således ikke, om der var tale om en mark eller en skov.

Mikrobølgeteknologi viser den globale kulstofcyklus

Ved hjælp af en ny mikrobølgeteknologi kan forskerne nu måle den præcise mængde biomasse der er lagret i vegetationen, og se hvor den er lagret henne. Rasmus Fensholt forklarer:

”Det er fascinerende, hvor præcist et billede de nye satellitdata tegner af den globale kulstofcyklus’ udvikling gennem de seneste 10 år. Ude fra verdensrummet kan vi nu se Jordens kulstof-åndedrag - altså, hvordan vegetationen har det fra dag til dag og fra år til år. Dette har vi ikke tidligere kunnet måle direkte, og vores viden om de globale kulstofpuljer har derfor været baseret på modelstudier, der ikke tog forbehold for regionale forskelle”.

De nye satellitdata giver forskerne en unik mulighed for at studere klodens forskellige egne og se hvordan vejrfænomener som El Niño/La Niña, fældning af regnskov, temperaturstigning og luftens CO2-indhold påvirker optagelse og afgivelse af CO2 til atmosfæren. Med så præcist et instrument bliver det interessant at undersøge, om jordens skove er i stand til modstå en stigende grad af påvirkninger som f.eks. tørke i samme grad som tidligere, og se hvilke steder på kloden skovene rammes hårdest nu og i fremtiden.

Klimamodeller forbedres

Klimaet påvirker klodens vegetation, og klodens vegetation påvirker klimaet. Derfor vil klimaforandringer påvirke hvor og hvor meget CO2 der afgives til- eller suges ud af atmosfæren, og hvor meget der bindes i vegetationen. På samme måde vil ændringerne i vegetationen, bl.a. på grund af skovrydning, påvirke klimaet. En bedre forståelse af denne gensidige kobling vil gøre forskerne i stand til at lave endnu mere præcise modeller for økosystemer og klimaforandringer; modeller der kan beskrive jordens fremtidige vegetationsressourcer og klima.

I tre artikler netop offentliggjort i Nature Plants, Science Advances og Nature Ecology & Evolution gør forskerne rede for deres opdagelser ved hjælp af de nye satellitdata. Bl.a. peger deres analyser på, at det de seneste år, i stigende grad, er klodens tempererede skove, der lagrer CO2, og at disse økosystemer har overhalet klodens tropiske skove i forhold til CO2 lagring.

De tre artikler bygger alle på samme metode

I studie 1 benytter forskerne et nyt satellit-baseret datasæt, der indeholder daglige billeder af jordens kulstof, som er bundet i den tropiske skov gennem de seneste 10 år. I studiet dokumenterer og kvantificerer forskerne vejrfænomenerne La Niña (2011) og El Niños (2015) påvirkning af klimaet på globalt plant, samt undersøger hvor meget skovrydningen påvirker mængden af det kulstof, der er bundet i den tropiske vegetation i Sydamerika, Afrika og Sydøstasien.

Det er væsentligt at få mere viden om hvilke typer skov, der er mest modstandsdygtige over for klimaforandringer, for at forstå hvordan de bedst imødegås.

Læs artiklen i Nature Plants

I studie 2 har forskerne studeret påvirkningen af El Niño i 2015 - 16 (en af de kraftigste ekstrem-klima-hændelser i de sidste 100 år) på kulstofbalancen over tre kontinenter med tropisk skov. Data viser, at påvirkningen af den tropiske skov var så voldsom, at store dele af træerne døde, og at store mængder CO2 forsvandt op i atmosfæren både under og efter El Niño indtraf. Flere år efter er den tropiske regnskov stadigvæk ikke kommet sig.

Vejrfænomener som El Niño/La Niña forventes at blive hyppigere i fremtiden, og det betyder sandsynligvis, at regnskovene skal bruge endnu længere tid på at komme sig. Andre dele af troperne ser derimod ud til at være mere modstandsdygtige.

Læs artiklen i Science Advances

I studie 3 undersøger forskerne udviklingen i Jordens kulstofpulje gennem de seneste 10-20 år ved at kombinere forskellige typer af satellitdata og modelstudier. Resultaterne viser, at udviklingen i de forgangne årtier er vendt, så det nu ikke længere er træerne i troperne, der lagrer mest CO2, men derimod træerne i de tempererede skove. Gennem de seneste 10-20 år har den globale temperaturstigning samt forøget mængde CO2 i atmosfæren særligt påvirket skovvæksten i de tempererede egne, og man kan nu observere, at der bindes mere CO2 her end tidligere. Resultaterne skal ses i sammenhæng med, at man på den nordlige halvkugle fælder mindre skov, end man gør i troperne.

Læs artiklen i Nature Ecology & Evolution