Зонд НАСА покажет 3D структуру лесов из космоса

Зонд НАСА покажет 3D структуру лесов из космоса

НАСА разрабатывает приспособление на основе лазера, которое планируется разместить на Международной космической станции для того, чтобы исследовать недра лесов Земли из космоса и больше выяснить об их роли в круговороте углерода на планете. Этот анализ завершится в 2018 году, и тогда лидар Глобального Исследования Экосистемы в Динамике (ГИЭД, англ. Global Ecosystem Dynamics Investigation) объединится со спутником Soil Moisture Active Passive, который занимается исследованиями влажности почвы, для изучения растительности Земли в глобальном масштабе.

«ГИЭД станет ценным новым ресурсом для изучения растительности Земли» — утверждает Пирс Селлерс, заместитель директора отделения науки и исследований Центра космических полётов имени Годдарда. «В частности, данные ГИЭД позволят нам с точки зрения глобального масштаба оценить, сколько углерода хранится в лесной биомассе. Эта информация будет особенно полезной в сочетании с записью исторических изменений, сделанной в результате таких давнишних американских программ околоземных спутников, как Landsat и MODIS».

ГИЭД имеет три специальных лазера и оптические системы, которые разделяют три луча на 14 дорожек на земле. Эти дорожки будут разнесены на расстояние 500 метров друг от друга, покрывая в общей сложности 6,5 километра. Система будет периодически сканировать всю землю между 50 градусами северной и южной широт – достаточно, чтобы охватить большинство тропических и умеренных лесов.

Лазеры будут посылать короткие световые импульсы – около 16 млрд. в год, – которые подходят для того, чтоб пройти через покров даже очень густых лесов без ущерба для животных или растительности. Время для возвращения (отражения) импульсов точно измерено и будет варьироваться в зависимости от расстояния.

Отражаясь, импульс создаёт свой уникальный отпечаток, в зависимости от поверхности, с которой взаимодействует (в данном случае либо с листьями деревьев, либо с ветвями и стволами), и этот отпечаток позволяет получить информацию, которая поможет рассчитать высоту деревьев и их крон с точностью около 1 метра. Это, в свою очередь, даст учёным понять, сколько биомассы содержат деревья и сколько углерода они вмещают. Именно этих данных не хватает сейчас в общей картине циркуляции углерода и роли деревьев в нём.

«Одной из самых больших трудностей в изучении круговорота углерода является определение количества сальдо между исчезающим лесом и восстанавливаемым» — говорит Ральф Дубая, главный исследователь ГИЭД в Университете штата Мэриленд. «ГИЭД поможет ученым заполнить этот пробел в знаниях, раскрывая вертикальную структуру леса. Это информация, которую мы не можем получить другим способом с достаточной точностью».

3D карты ГИЭД могут быть применены не только для изучения круговорота углерода. Их можно объединить с картами других спутников для изучения роли структуры леса в биоразнообразии и землепользовании, или для мониторинга исторических изменений.

Лидар ГИЭД будет установлен в Центре космических полётов имени Годдарда НАСА, совместно с Университетом штата Мэриленд, руководитель проекта – Колледж Парк.