«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
Пишу статьи на различные темы.

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

Обзор кабеля Ugreen L513 – когда мощность важнее передачи данных

Зачем вообще нужен кабель USB-C, если он умеет заряжать мощные устройства, но при этом ограничен скоростью USB 2.0? В этом обзоре разбираем кабель Ugreen L513 Type-C/C, рассчитанный в первую...

Порядок из распада: физики обнаружили новое состояние материи, возникающее при разрушении частиц

Стандартная модель физики твердого тела построена на концепции квазичастиц. Считается, что для описания сложного поведения электронов в металлах их можно рассматривать как раздельные объекты с...

Клуб Веселых и Находчивых: как появилось название легендарной игры, где оно было позаимствовано и что представляли из себя советская «мама» и чехословацкая «бабушка» КВН

Почему телевизионная игра КВН называется именно так и при чем здесь телевизор, забытая советская передача и чехословацкое шоу 1950-х годов.

Следы бурной жизни обнаружили в самом «невозможном» месте древней Земли: почему следы фотосинтеза оказались в зоне полной темноты

В геологии реконструкция условий прошлого строится на анализе физических следов, сохранившихся в камне. Одним из таких следов являются так называемые «морщинистые структуры» —...

Стационарный сотовый телефон Даджет L100: обзор модели с внешней антенной, Wi-Fi и 4G-точкой доступа

Необычное устройство в привычном форм факторе настольного телефона и с функцией роутера. Работает без проводов — внутри аккумулятор на несколько дней работы и антенна для повышения...

Сколько на самом деле жили тираннозавры? Новая модель роста опровергает данные 2004 года

Считалось, что Tyrannosaurus rex был животным с экстремально быстрым метаболизмом и ростом. Согласно гипотезе, король мелового периода набирал свою массу в 8-9 тонн всего за два десятилетия,...