Новый продукт данных солнечно-индуцированной флуоресценции хлорофилла направлен на улучшение исследований углеродной нейтральности

Солнечно-индуцированная флуоресценция хлорофилла излучается в процессе фотосинтеза растений. Она тесно связана с валовой первичной продуктивностью экосистем, которая рассчитывает общее количество углекислого газа, поглощённого в результате фотосинтеза на заданной территории, и, следовательно, необходима для исследования глобального стока углерода и стратегий смягчения его выбросов.

Большой естественный сток углерода, обеспечиваемый растениями, может расширить потенциал наземных экосистем для достижения углеродно-нейтрального будущего. Поэтому учёным необходимо точно оценивать этот естественный сток для проверки текущих и будущих планов по достижению углеродной нейтральности.

При поддержке Министерства науки и технологий Китая, Китайской академии наук и Китайской метеорологической администрации в декабре 2016 года была запущена китайская миссия спутника для мониторинга углекислого газа TanSat. Спутник отслеживает глобальные концентрации атмосферного CO₂ и способен измерять солнечно-индуцированную флуоресценцию хлорофилла.

Первая глобальная карта солнечно-индуцированной флуоресценции хлорофилла по данным TanSat была построена с использованием основанного на данных метода на основе техники сингулярного разложения. Теперь TanSat получает свой продукт данных солнечно-индуцированной флуоресценции хлорофилла с помощью нового физического алгоритма, названного IAPCAS/SIF. Этот алгоритм основан на Алгоритме получения данных об углекислом газе Института физики атмосферы Китайской академии наук для платформы спутникового дистанционного зондирования.

Из-за различий в пространственных масштабах сложно напрямую проверить точность спутниковых измерений солнечно-индуцированной флуоресценции хлорофилла с измерениями на уровне листа или растительного покрова. Для дальнейших оценок углеродного потока данным измерений всё ещё необходимы более комплексные испытания для оценки точности.

«Сравнение продуктов данных солнечно-индуцированной флуоресценции хлорофилла, полученных разными алгоритмами, может проверить надёжность алгоритмов, а также дать идеи для последующей их оптимизации», — сказал доктор Ян Дунсюй, главный исследователь миссии TanSat.

Команда Яна сравнила продукты данных солнечно-индуцированной флуоресценции хлорофилла TanSat, предоставленные новым алгоритмом IAPCAS/SIF и методом, основанным на данных. Результаты, учитывающие как масштаб, так и время, показали, что два продукта хорошо согласуются в глобальном масштабе в течение всего года.

Хотя команда заметила небольшие региональные отклонения в картах, линейные корреляции между двумя продуктами были сильными, выше 0,73, для всех сезонов. Их сравнение алгоритмов TanSat для солнечно-индуцированной флуоресценции хлорофилла было опубликовано в журнале Advances in Atmospheric Sciences.

Оптимизация алгоритма IAPCAS/SIF поможет в разработке продуктов данных солнечно-индуцированной флуоресценции хлорофилла, и учёные надеются, что изучение комплексного использования этих продуктов будет способствовать количественному исследованию глобального стока углерода и изменению климата.

Продукты данных солнечно-индуцированной флуоресценции хлорофилла TanSat доступны через сервис данных и научного обслуживания TanSat в рамках Сотрудничества по анализу данных спутников для изучения углерода.