Ved å bruke ny teknologi kan forskere studere hvordan angrep av insekter som den vestlige granwormen spiller en rolle i klimaendringene. Foto av Paul Williams
Det er blitt en ødeleggende syklus i det vestlige USA: Varmere temperaturer og tørkeforhold forlenger livssyklusen til fjell furubiller, slik at de kan bytte på furu-, gran- og grantrærne som tepper fjellene. Trærne blir rødbrune før de dør av - et fenomen som National Park Service regnet som "en epidemi som strekker seg fra Canada til Mexico." Det er utbredt bekymring for at slik trerdødelighet skaper en utmerket drivstoffskilde for branner.
Inntil nylig ble forskere overlatt til å kartlegge skadene fra bakken, med liten evne til å forstå årsakene og prosessene. Men nå gjør ny teknologi dem i stand til å bruke satellittbilder for å identifisere kildene til små, økosystemforandrende hendelser - hvorav noen, for eksempel billeutbrudd, er relatert til drivere for klimaendringer. Et dataprogram kalt LandTrendr, utviklet av Boston University Earth and Environment-professor Robert Kennedy, lar forskere kombinere data de samler på bakken med satellittbilder fra US Geological Survey (USGS) og NASA for å få en bedre forståelse av miljøforstyrrelser.
Siden 1972 har NASA og USGS distribuert satellitter som knipser spesialiserte digitale fotografier av jordens landskap. De er i stand til å fange detaljer som finnes i bølgelengder som er usynlige for det menneskelige øyet, inkludert de som er litt lengre enn synlig lys som kalles det nærmeste infrarøde. Friske planter reflekterer energi i det nær infrarøde, og ved å skanne bildene kan forskere oppdage forstyrrelser i jordens landskap.
Tidligere var disse bildene uoverkommelige dyre, noe som begrenset forskernes tilgang. "Vi ville se på et bilde fra 2000 og et fra 2005 og spørre:" Hva har forandret seg? ", Forklarte Kennedy. “Hvis du bare ser på to bilder, er det veldig vanskelig å spore endringer i sakte utvikling. Du kan fortelle at noe er endret, men du vet ikke hvor lang tid det tar. ”
Da USGS begynte å tilby disse bildene gratis i 2008, var det et vendepunkt for jordforskere. De hadde nå tilgang til tusenvis av bilder av et gitt geografisk område - bilder som Kennedys LandTrendr-verktøy bruker. “Ved å se på alle bildene kan du se utfolde seg. Du har større tillit til at du faktisk ser trender, ”sa han. Dette er spesielt nyttig for å forstå klimaendringer og endring av arealbruk, som "handler om prosess", ifølge Kennedy.
Kennedy bruker for tiden LandTrendr-teknologi for å se på nettutslipp av karbon i skog; arbeidene hans analyserer blant annet mengden karbon som går tapt i skog på grunn av brann, tydelige kutt, delvis kutt og urbanisering. Studier av klimaendringer i Arktis og i overgangssoner mellom økosystemer bruker også LandTrendr. Men i det nordvestlige Stillehavet bruker Garrett Meigs, en doktorgradskandidat i skogbruk ved Oregon State University, LandTrendr for å studere skjæringspunktet mellom branner og insekter.
Spesifikt undersøker Meigs de store skogbrannene som har herjet i Washington og Oregon siden 1985, og hvordan utbrudd av fjell furubillen og den vestlige granwormen påvirker påfølgende brannaktivitet. "Når det er tørke, stress, en høyere mottakelighet for angrep, kan vi se skogens tilbakeslag, " sa han.
LandTrendr-algoritmen inneholder satellittbilder av områdene som er berørt av brann og avlyttinger med Meigs eget feltarbeid og historiske luftdata fra US Forest Service, som lenge har brukt fly for å kartlegge insektangrep. "Det var ting vi ikke kunne oppdage eller se før, men nå kan vi gjøre det, " sa Meigs.
Nedenfor er en video som viser en LandTrendr-visualisering av Pacific Northwest. Kennedy forklarer hvordan det fungerer: Stabil eviggrønne skoger er representert av de blå områdene; når en fjell furu bille angrep oppstår, i dette tilfellet i Three Sisters-området i Oregon, lyser bildene rødt. Og når en sakte bevegende vestlig granormorm beveger seg inn i et område der, de sydlige foten av Mount Hood - blir det gult.
Kan LandTrendr bidra til å forutsi klimaendringer? Muligens. ”Vi kan ikke se fremtiden, vi kan bare dokumentere med satellittene hva som har skjedd. Men hele spillet med vitenskap er å utvikle forståelser som gir mulighet for prediksjon, sier Kennedy. "Mitt håp er at ved å lage disse kartene og fange disse prosessene på måter vi ikke har vært i stand til å se dem før, kan vi teste hypoteser" ved å dokumentere hvor, når og hvis forutsagte effekter oppstår, sa han.
Mens Meigs undersøkelse av insekter og villfyr i stor grad er retrospektiv, har den potensialet til å hjelpe i fremtidig prognosearbeid. "Vi har en basislinje for å måle fremtidig endring, " sier han. "Ved å se forholdene som fører til store insektutbrudd eller branner, kan det hende at vi kan kjenne dem igjen når de dukker opp i fremtiden."
