Và sự thay đổi đó có ý nghĩa chính đối với cách carbon, một nhân tố chính trong biến đổi khí hậu toàn cầu, xoay quanh hệ sinh thái.

Mark Friedl, giáo sư trái đất & môi trường tại Đại học Boston, và ứng cử viên tiến sĩ Minkyu Moon đã sử dụng hình ảnh vệ tinh để xác định rằng trong vài thập kỷ qua, cây cối trong Rừng Harvard, một khu rừng thử nghiệm rộng hơn 3,700 mẫu Anh nằm ở Petersham, Massachusetts, đã lá mọc sớm hơn vào mùa xuân.

Các nhà nghiên cứu cũng đã phân tích dữ liệu trên mặt đất về sự hấp thụ carbon và nhận thấy rằng ngày mà rừng bắt đầu chiếm nhiều carbon hơn, một chỉ số cho thấy cây đang quang hợp cũng đã thay đổi trước đó, và ở mức độ thậm chí còn lớn hơn.

Chỉ khoảng một nửa những gì chúng ta đang bơm vào bầu khí quyển đang ở trong bầu khí quyển. Nửa còn lại đang được hành tinh hấp thụ.

---

---

Không có câu hỏi rằng trong thế kỷ qua, mọi người đã phát ra ngày càng nhiều khí thải carbon từ nhiên liệu hóa thạch. Tuy nhiên, những gì xảy ra với những phát thải nhiên liệu hóa thạch đó khi chúng rời khỏi xe hơi, nhà cửa hoặc nhà máy của chúng tôi thì phức tạp hơn một chút.

Chỉ khoảng một nửa những gì chúng ta đang bơm vào bầu khí quyển đang tồn tại trong bầu khí quyển, thì Fried Friedl giải thích. Một nửa còn lại đang bị hành tinh hấp thụ, một gánh nặng được phân chia giữa đại dương và hệ sinh thái trên cạn, cụ thể là rừng.

Nhưng có bao nhiêu rừng carbon đang chiếm, và chúng sẽ chiếm bao nhiêu trong tương lai, là một câu hỏi mở liên quan đến năng suất rừng, cụ thể là bao nhiêu cây quang hợp và trong bao lâu.

Đây là động lực chính để thực hiện điều này, đang cố gắng giúp chúng tôi hiểu hệ sinh thái đang thay đổi như thế nào và nếu khí hậu tiếp tục ấm lên, điều gì sẽ xảy ra với mùa sinh thái của hệ sinh thái và những thay đổi trong mùa sinh trưởng sẽ như thế nào dẫn đến việc tăng hoặc giảm quá trình cô lập carbon, và sau đó, bằng cách mở rộng, điều đó sẽ tác động như thế nào đến sự cân bằng lâu dài của carbon dioxide trong khí quyển, ông Fried Friedl nói.

Để điều tra thời điểm mùa xuân ở rừng Harvard, các nhà nghiên cứu đã so sánh hình ảnh vệ tinh của NASA từ hai nguồn: Vệ tinh MODIS, đã quay quanh toàn cầu hàng ngày kể từ những 2000 đầu tiên, chụp những bức ảnh có độ phân giải thô; và Vệ tinh Landsat, đã quay quanh quỹ đạo trong nhiều năm, nhưng xem lại từng vị trí trên Trái đất ít thường xuyên hơn (cứ sau tám ngày một lần), thu thập hình ảnh có độ phân giải cao.

Các bộ cảm biến hình ảnh trên các vệ tinh được thiết kế để ghi lại các đặc tính của thảm thực vật, ông Fried Friedl giải thích thêm rằng các hình ảnh được thu thập ở bước sóng bên ngoài quang phổ nhìn thấy đặc biệt nhạy cảm với sự hiện diện của thực vật đang quang hợp tích cực, do đó khi rời khỏi xuất hiện vào mùa xuân, chúng ta có thể thấy thời điểm đó khá rõ ràng từ các vệ tinh.

Đây là nghĩa đen đo lường cách thức hệ sinh thái thở.

Các nhà nghiên cứu đã ghép dữ liệu vệ tinh với một bộ dữ liệu độc đáo khác: ba thập kỷ đo lượng hấp thụ carbon trên mặt đất từ ​​một tháp thông lượng xoáy trong Rừng Harvard, nơi họ đã sử dụng để xác định thời điểm hấp thụ carbon tăng lên vào mỗi mùa xuân khi cây cối bắt đầu quang hợp lại.

Rừng trên núi lưu trữ nhiều carbon

Phần mềm Chúng tôi khai thác thực tế là chúng tôi đã có ở sân sau của chúng tôi tại Rừng Harvard, nơi đo lường trao đổi carbon liên tục lâu nhất trên hành tinh, nơi có các công cụ đo lường sự hấp thu và giải phóng nhiều loại khí khác nhau bao gồm cả carbon dioxide từ hệ sinh thái , Fried Friedl nói. Vì vậy, nghĩa đen là đo lường hệ sinh thái thở như thế nào.

Dữ liệu vệ tinh Landsat của họ cho thấy, theo thời gian, sự xuất hiện của lá trong Rừng Harvard đã thực sự thay đổi trước đó (mặc dù họ không thấy sự thay đổi trong các quan sát MODIS, có thể phải làm với khung thời gian ngắn hơn và độ phân giải thô hơn). Các phép đo trên mặt đất của họ kể một câu chuyện tương tự: trong vài thập kỷ qua, sự gia tăng hấp thụ carbon hàng năm đã xảy ra trước đó vào mùa xuân.

Tuy nhiên, xu hướng về mùa xuân sớm hơn rõ rệt hơn trong các phép đo trên mặt đất so với dữ liệu vệ tinh, một sự khác biệt mà nhóm sẽ điều tra trong các nghiên cứu tiếp theo. Nhóm nghiên cứu cũng muốn khám phá làm thế nào một mùa phát triển dài hơn ảnh hưởng đến sự hấp thụ carbon tổng thể của Rừng Harvard và mở rộng phương pháp thử nghiệm của họ đến nhiều địa điểm hơn.

Cuối cùng, các nhà nghiên cứu có kế hoạch sử dụng dữ liệu để cải thiện cách các mô hình khí hậu đại diện cho thời điểm của mùa xuân, điều Friedl hy vọng sẽ dẫn đến những dự đoán tốt hơn về sự thay đổi khí hậu trong tương lai.

Chúng tôi đang cố gắng sử dụng thông tin này để làm sáng tỏ bộ câu hỏi khá phức tạp này xung quanh việc hành tinh thay đổi như thế nào và tương lai có gì về hệ sinh thái và tác động của hệ sinh thái đến hệ thống khí hậu.

Moon trình bày kết quả sơ bộ tại cuộc họp mùa thu của Liên minh Địa vật lý Hoa Kỳ tại New Orleans. Chương trình sinh thái trên cạn của NASA đã tài trợ cho công trình.

Nguồn: Catherine Caruso cho Đại học Boston