«Зеленые легкие» начали коптить? Почему леса Африки больше не спасают планету, а нагревают её

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Статья | Наука и космос

Долгое время в климатических моделях существовал баг, который никто не хотел замечать. Считалось, что тропические леса Африки работают как безусловный буфер, поглощающий антропогенный CO2. Эта аксиома держалась на данных пассивных оптических спутников (вроде Landsat), которые отлично видят площадь «зеленого пятна», но слепы к тому, что происходит под кроной.

Новое исследование, опубликованное в Scientific Reports, основано на принципиально ином подходе — активном сканировании. Специалисты NCEO (Национальный центр наблюдения Земли) объединили данные с лазерного высотомера на МКС и японских радаров, чтобы получить волюметрическую (объемную) карту биомассы. Результат: с 2010 года углеродный баланс Африки ушел в минус. Континент больше не поглощает, а эмитирует.

Разберем, как именно пропустили этот сдвиг и почему оптика проигрывает радарам в лесу.

Внешне благополучный пейзаж Северного Киву (ДР Конго). Именно бассейн реки Конго сталжится на тезис про спутники: «Смотрите, сверху всё зеленое и бесконечное, но при главным объектом исследования: даже такие густые массивы, по новым данным, теряют способность компенсировать выбросыборы говорят, что лес умирает.
Автор: MONUSCO Photos Источник: commons.wikimedia.org

Аппаратная часть: почему Landsat врал, а GEDI увидел

Проблема оптического мониторинга в том, что он работает в 2D. Для сенсора видимого диапазона деградировавший лес (где вырубили подлесок и часть крупных деревьев) и здоровый лес выглядят почти одинаково — как набор зеленых пикселей. Индекс NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) здесь бесполезен.

Чтобы увидеть реальную плотность биомассы, авторы работы использовали мультимодальный стек:

  • GEDI (Global Ecosystem Dynamics Investigation). Это полноценный лидар, установленный на модуле JEM-EF Международной космической станции. Он стреляет лазерными импульсами в ближнем ИК-диапазоне, получая на выходе «волновой профиль» (waveform). Это позволяет буквально измерить высоту каждого дерева и плотность кроны по вертикали.
  • ALOS PALSAR. Японские спутники с радаром L-диапазона (длина волны ~23 см). В отличие от коротковолновых радаров (X или C), L-band имеет проникающую способность. Он проходит сквозь листву и отражается от стволов и крупных ветвей.

Скормив эти массивы нейросети для экстраполяции, ученые получили карту плотности биомассы с разрешением, недоступным ранее.

Визуализация плотности биомассы через GEDI. Лидар пробивает крону до земли, показывая реальный объем древесины, а не просто «зеленку».
Автор: NASA's Scientific Visualization Studio Источник: commons.wikimedia.org

Математика потерь: 106 мегатонн в год

Данные показали четкую точку бифуркации — 2010 год. До этого момента система работала в плюс. После — началась деградация. Сейчас чистая эмиссия (выбросы минус поглощение) составляет 106 мегатонн углерода ежегодно.

Важно понимать: это не всегда полная вырубка (deforestation), которую видно глазами. Это именно скрытая деградация. Лес стоит, но он «пустой» внутри. Выборочные рубки ценных пород и низовые пожары снижают плотность биомассы, превращая джунгли из хранилища углерода в его источник.

Особенно сильно это ударило по бассейну Конго и Мадагаскару. Ранее существовала гипотеза, что потеря джунглей компенсируется разрастанием кустарников в саваннах (эффект «озеленения»). Радарные данные ALOS похоронили эту надежду: плотность углерода в кустах саванны на порядок ниже, чем в стволовой древесине тропиков. Математика не сходится.

Визуализация потери лесного покрова в районе Кисангани (ДРК). Характерный паттерн («рыбья кость») показывает, как дороги фрагментируют массив. Сплошной черный цвет — сохранившийся лес, цветные зоны — потеря биомассы.
Автор: NASA Earth Observatory images by Wanmei Liang Источник: commons.wikimedia.org

Что это меняет для моделей

Большинство текущих прогнозов (в том числе IPCC) закладывают параметр Land Carbon Sink как отрицательную величину. Грубо говоря, мы рассчитываем, что природа «спишет» нам часть долгов по выбросам. Данные GEDI показывают, что в случае с Африкой этот кредит закрыт.

Это означает, что «природный буфер» истощается быстрее расчетных значений. Если второй по величине массив дождевых лесов планеты стал эмиттером, глобальный углеродный бюджет придется пересчитывать с дефицитом. Инициативы вроде AFR100 (восстановление 100 млн га) теперь выглядят не как улучшение экологии, а как попытка латания дыр в системе жизнеобеспечения.

Детальную методологию калибровки лидара GEDI и полные выкладки по углеродному балансу можно изучить в оригинальной публикации в журнале Nature Scientific Reports: Africa's forests are no longer saving us from climate change.

Изображение в превью:
Автор: Google Gemini / AI Generation
Источник: Google Gemini / AI Generation
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе
О разном интересном.

6 комментариев

a
Именно бассейн реки Конго сталжится на тезис про спутники: «Смотрите, сверху всё зеленое и бесконечное, но при главным объектом исследования: даже такие густые массивы, по новым данным, теряют способность компенсировать выбросыборы говорят, что лес умирает.

Что делает бассейн реки Конго?
bdos
делает нейрослоп. Только автор, а не бассейн реки
112657446964720493423@google
Да приведённая фраза вся такая… Нейроавоське просто не нравится Конго, наверное )
P
Вы на Сибирь посмотрите, что там происходит, никаких радаров не надо, на Гугл Мапс все видно. Тысячи и тысячи порубок, ничем не компенсированных. Целые районы, особенно в Красноярском крае и Иркутской области, стоят лысые — варварское уничтожение тайги.
b
Зато Китай стал крупнейшим экспортером леса.
s
Ещё стоит посмотреть карты выбросов. Там в Сибири чего только не делают. Целые бассейны рек травят химией ради добычи драг металлов и алмазов. И все по тихому, пока аварии не случаться, у работников на таких добыча отбирают все коммуникации, телефоны и тд. На кубань завозят радиоактивные отходы из других стран, якобы для переработки. Вот только природу и людей живущиз вокруг не спрашивают об этом. Климат меняется уже снег лежит на Кубани всего пару недель.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Что важно знать перед покупкой капсульной кофемашины

Капсульные кофемашины за последние годы стали очень популярными. Они компактны, просты в использовании и позволяют приготовить чашку кофе буквально за минуту. Однако перед покупкой такой техники...

Свет заставили подчиняться законам твердых тел: как физики воссоздали квантовый эффект Холла в оптическом волокне

Развитие вычислительной техники и систем передачи данных неизбежно упирается в физические ограничения оптических компонентов. Свет, движущийся по оптоволокну или кремниевому волноводу микрочипа,...

Выращенный в лаборатории мозг подключили к симулятору: клетки успешно решили бенчмарк для искусственного интеллекта

Несмотря на колоссальный прогресс в развитии искусственного интеллекта, современные нейронные сети всё ещё сильно проигрывают биологическому мозгу в энергоэффективности. Чтобы обучить алгоритм...

World Models: следующая эволюция ИИ, которая научит нейросети «здравому смыслу» и физике

Знакомимся с совершенно новым классом архитектур нейросетей - World Models. Нейронка, которая не просто дописывает текст, а понимает физические процессы.

Обзор паяльника ALIENTEK T80: 100 Ватт в кармане и разогрев за 2.5 секунды

Портативные USB-паяльники за последние пару лет прошли путь от игрушки «ну и ладно, хоть что-то» до инструмента, которым реально удобно работать. Главные имена тут — Pinecil, TS101, и...

Обзор SSD ADATA Legend 900 — как меняется скорость при записи больших файлов

SSD ADATA Legend 900 — NVMe-накопитель формата M.2 2280 с интерфейсом PCIe Gen4 x4. Модель построена на контроллере Maxio MAP1602A и рассчитана на использование в современных системах с...