Kasvillisuuden tarkkailua avaruudesta

Maa-alueiden kasvillisuus ottaa yhteyttäessään ilmakehästä noin 120 gigatonnia hiiltä vuosittain. Noin puolet tästä palautuu nopeasti takaisin ilmakehään kasvien hengittämistoimintojen kautta. Kasvillisuuteen jäävää hiiltä kutsutaan nettoprimäärituotannoksi. Siitäkin osa palutuu ilmakehään vuosisatojen kuluessa ekosysteemin häiriöissä ja hitaissa muutoksissa. Tällä hetkellä on hyvin epävarmaa, kuinka suuri ihmisen vaikutus on näissä prosesseissa.

Kasvillisuuden seuranta satelliiteista saattaa olla tärkeä työkalu, sille se voi tarjota maailmanlaajuisen seurannan kasvillisuuden tilasta. Tähän mennessä satelliiteista tehty seuranta on keskittynyt auringonvalon heijastumiseen. Kasvillisuuden tuottavuuden seuraamiseen löytyy kuitenkin toistaiseksi käyttämätön menetelmä, joka on havaittavissa näkyvän valon ja infrapunan aallonpituuksilla. Tämä perustuu kasvien lehtivihreässä tapahtuvaan fluoresenssi-ilmiöön. Osa lehtivihreän ottamasta aurinkoenergiasta jää käyttämättä hiilen kiinnitykseen ja lehtivihreä säteilee sen pois suuremmalla aallonpituudella kuin vastaanotettu energia. Lehtivihreän säteilemän energian spektri tunnetaan hyvin, joten se voidaan tunnistaa myös satelliittimittauksissa.

Uudessa tutkimuksessa on tehty maapallon kasvillisuuden fluoresenssin mittauksia tähän menetelmään perustuen. Tutkimuksessa käytettiin japanilaisesta GOSAT-satelliitista tehtyjä tarkkoja infrapuna-alueen spektrimittauksia kasvillisuuden globaalin tilan analysointiin kahden kuukauden ajalta. Valitut kuukaudet olivat vuoden 2009 heinäkuu ja joulukuu. Lisäksi joiltakin paikoilta (esimerkiksi Amazonin alueelta) määriteltiin koko vuoden vaihtelu kasvillisuudessa.

Tuloksissa näkyy vuodenaikaisvaihtelu selvästi. Heinäkuussa maapallon pohjoisella pallonpuoliskolla fluoresenssia tapahtuu selvästi enemmän. Joulukuussa tilanne on päinvastainen. Tuloksia verrattiin Aqua-satelliitista MODIS-mittalaitteella tehtyihin kasvillisuusindeksin mittauksiin, jotka perustuvat auringonvalon heijastumiseen. Myös MODIS-mittauksissa vuodenaikaisvaihtelu näkyy hyvin pohjoisella pallonpuoliskolla, mutta eteläisellä pallonpuoliskolla vaihtelu näkyy huonosti useilla alueilla. Esimerkiksi Australiassa heinä- ja joulukuu näyttäytyvät MODIS-mittauksissa hyvin samanlaisina.

Myös kaikilla yksittäisillä alueilla, joissa seurattiin koko vuoden vaihtelua, vuodenaikaisvaihtelu näkyy selvästi. Seurattuja paikkoja olivat Kaakkois-Yhdysvallat, Länsi-Amazon, Itä-Amazon, Intia, Thaimaa, Indonesia ja kolme paikkaa Australiasta (pohjoinen, lounainen ja itäinen Australia). Fluoresenssin esiintyminen vastaa myös vuodenaikojen esiintymisen aikoja eri alueilla yleisesti ottaen hyvin. Joidenkin läheisten alueiden välillä on kuitenkin eroja. Esimerkiksi Amazonin itäosissa vuodenaikaisvaihtelu näkyy selvästi huipun ollessa helmikuun kohdalla, mutta Amazonin länsiosissa huippu alkaa jo syyskuussa ja jatkuu melko tasaisena helmikuulle asti. Erot johtuvat siitä, että itäosat ovat ruohikkoista seutua ja länsiosat ovat sademetsää.

Tutkimuksesta käy selvästi ilmi käytetyn menetelmän hyöty. Se tarjoaa perinteisen kasvillisuusindeksin rinnalle ilmeisen riippumattoman mittauksen. Lisäksi vuodenaikaisvaihtelu näyttäisi näkyvän fluoresenssimittauksissa paljon selvemmin kuin kasvillisuusindeksissä, joten siinä mielessä menetelmä tarjoaa myös uutta ja tarkempaa tietoa. Joka tapauksessa menetelmä näyttää lupaavalta kasvillisuuden globaaliin seurantaan.

Lähde: Joiner, J., Yoshida, Y., Vasilkov, A. P., Yoshida, Y., Corp, L. A., and Middleton, E. M.: First observations of global and seasonal terrestrial chlorophyll fluorescence from space, Biogeosciences, 8, 637-651, doi:10.5194/bg-8-637-2011, 2011. [tiivistelmä, koko artikkeli]

Advertisements

Vastaa

Täytä tietosi alle tai klikkaa kuvaketta kirjautuaksesi sisään:

WordPress.com-logo

Olet kommentoimassa WordPress.com -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Twitter-kuva

Olet kommentoimassa Twitter -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Facebook-kuva

Olet kommentoimassa Facebook -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Google+ photo

Olet kommentoimassa Google+ -tilin nimissä. Log Out / Muuta )

Muodostetaan yhteyttä palveluun %s

%d bloggers like this: