Исследователь изучает, как наземные эффекты влияют на климат

Биофизик-специалист по дистанционному зондированию Юки Хамада из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США изучает взаимодействие атмосферы у поверхности Земли с растительностью и почвой. Её проект EcoSpec, запущенный в 2014 году, направлен на разработку инструментов для оценки состояния растений и почвы без прямого отбора проб, используя метод пассивного дистанционного зондирования — измерение энергии солнца, отражённой от поверхности.

Это важно, потому что для надёжного прогнозирования будущих изменений климата необходимо комплексное понимание взаимодействия между атмосферой, сушей и океаном. В настоящее время возможности измерений атмосферы очень sophisticated, в то время как для наземных поверхностей они остаются слабыми. Исследование призвано связать спектральные данные с функциями экосистем, такими как фотосинтез и дыхание растений, которые напрямую связаны с циклами углерода и воды.

«С климатом мы склонны говорить в основном об атмосфере, но на самом деле атмосфера, суша и океан взаимосвязаны», — сказала Хамада. В рамках проекта на полях сои, расположенных на территории Национальной ускорительной лаборатории Ферми, используются гипперспектральные датчики, установленные на башнях высотой 10 футов. Они фиксируют отражённый солнечный свет в диапазоне от синего до коротковолнового инфракрасного излучения с высоким разрешением. Полученные данные коррелируют с измерениями «башен потока», регистрирующими поток CO₂, температуру, осадки и другие переменные.

Методологии, разрабатываемые в EcoSpec, в перспективе могут быть применены к другим экосистемам и использованы для калибровки спутниковых измерений следующего поколения, например, от NASA. Обработка больших объёмов данных ведётся с привлечением суперкомпьютерных мощностей Аргоннской лаборатории.