Използвайки нова технология, учените могат да изучават как зарази от насекоми като западния смърчов пъп, играят роля при изменението на климата. Снимка на Пол Уилямс
Това се е превърнало в разрушителен цикъл в западните САЩ: По-топлите температури и условията на засушаване удължават жизнения цикъл на планинските борови бръмбари, което им позволява да плячкат по боровете, смърчовете и елите, които покриват планините. Дърветата стават червеникаво-кафяви, преди да загинат - явление, което Националната паркова служба счита за „епидемия, простираща се от Канада до Мексико.“ Има широко разпространено безпокойство, че подобна смъртност на дърветата създава отличен източник на гориво за горски пожари.
Доскоро учените бяха оставени да изследват щетите от земята, с малко способност да разбират причините и процесите. Но сега новата технология им позволява да използват сателитни изображения, за да идентифицират източниците на малки събития, променящи екосистемата - някои от които, например, огнища на бръмбари, са свързани с водачите на изменението на климата. Компютърна програма, наречена LandTrendr, разработена от професора от университета в Бостън Робърт Кенеди, позволява на учените да комбинират данни, които събират на земята, със сателитни изображения от Геологическата служба на САЩ (USGS) и НАСА, за да получат по-добро разбиране на нарушенията в околната среда.
От 1972 г. НАСА и USGS разполагат сателити, които правят снимки на специализирани цифрови снимки на земните пейзажи. Те са в състояние да уловят детайли, които съществуват на дължини на вълните, невидими за човешкото око, включително тези, малко по-дълги от видимата светлина, наречена близка инфрачервена връзка. Здравите растения отразяват енергията в близката инфрачервена връзка и чрез сканиране на изображенията учените могат да открият смущения в земните пейзажи.
В миналото тези изображения са били изключително скъпи, ограничавайки достъпа на учените. „Ще разгледаме изображение от 2000 г. и едно от 2005 г. и ще попитаме„ Какво се промени? “, Обясни Кенеди. „Ако разглеждате само две изображения, е много трудно да проследите бавно развиващите се промени. Можете да кажете, че нещо се е променило, но не знаете колко време е отнело. "
Когато USGS започна да предоставя тези изображения безплатно през 2008 г., това беше повратна точка за учените на Земята. Сега те имаха достъп до хиляди снимки от всеки географски регион - изображения, които използва инструментът LandTrendr на Кенеди. „Като гледате всички изображения, можете да гледате как се разгръщат. Имате повече увереност, че всъщност виждате тенденции “, каза той. Това е особено полезно за разбирането на изменението на климата и промяната в използването на земята, които са "всичко за процес", според Кенеди.
В момента Кенеди използва технологията LandTrendr, за да разгледа нетния въглероден обмен на гори; наред с други неща, неговата работа анализира количеството въглерод, изгубен в горите поради пожар, ясни сечи, частични изсичания и урбанизация. Проучванията за изменението на климата в Арктика и в преходните зони между екосистемите също използват LandTrendr. Но в Тихоокеанския северозапад Гарет Мегс, кандидат на докторант по горския университет в Орегонския държавен университет, използва LandTrendr за проучване на пресечната точка на горски пожар и насекоми.
По-конкретно, Мейгс изследва големите горски пожари, които опустошават Вашингтон и Орегон от 1985 г. и как огнищата на планинския бръмбар и западния смърчов червей влияят на последващата пожарна активност. "Когато има суша, стрес, по-голяма податливост на зараза, можем да видим изчезването на гората", каза той.
Алгоритъмът LandTrendr включва спътникови снимки на регионите, засегнати от пожар и бъгове, със собствени полеви работи и данни на Meigs от Службата по горите на САЩ, която отдавна използва самолети за изследване на насекоми. „Имаше неща, които не можахме да открием или видим преди, но сега сме в състояние“, каза Мейгс.
По-долу е видео, показващо визуализация на LandTrendr на Тихия северозапад. Кенеди обяснява как работи: Стабилните вечнозелени гори са представени от сините зони; когато избухне зараза с планински бръмбар, в този случай в района на Трите сестри в Орегон изображенията светят в червено. И когато бавно движещ се западен смърчов червей се премества в район - там, южното подножие на планината Худ - се превръща в жълто.
Може ли LandTrendr да помогне за прогнозиране на изменението на климата? Възможно е. „Не можем да видим бъдещето, можем да документираме само със спътниците какво се е случило. Но цялата игра с науката е да се развият разбирания, които дават възможност за прогнозиране “, казва Кенеди. „Надявам се, че създавайки тези карти и заснемайки тези процеси по начини, по които не сме били в състояние да ги видим, можем да тестваме хипотези“, като документираме къде, кога и ако се появяват прогнозираните ефекти, каза той.
Докато изследването на Мейгс върху насекоми и пожари е до голяма степен ретроспективно, то има потенциал да помогне в бъдещи усилия за прогнозиране. „Ние имаме основна линия за измерване на бъдещи промени“, казва той. „Виждайки условията, водещи до големи огнища на насекоми или диви пожари, може да успеем да ги разпознаем, тъй като те се появяват в бъдеще.“
