ESA zkoumá nové metody mapování tropických lesů z vesmíru

Abychom lépe pochopili uhlíkový cyklus, potřebujeme znát přesnější odhady biomasy, která představuje jakési skladiště při ukládání uhlíku. Tropické deštné lesy hrají důležitou roli v celém cyklu tím, že pohlcují velká kvanta uhlíku z atmosféry skrze fotosyntézu a následné přeměny na biomasu. Jenomže tyto regiony jsou předmětem rozsáhlého odlesňování, které vede k navracení uhlíku zpět do atmosféry.

Biomasu tropických lesů a její rozložení po celém světě máme přitom v současné době velmi špatně zmapované. Protože tropické oblasti jsou často zahaleny vrstvou mraků, a tudíž nepřístupné pro klasické optické senzory, z vesmíru se tyto zásoby uhlíku špatně vyhodnocují. Navíc, lesy jsou velmi komplexními strukturami, takže třeba velké stromy a hustý porost komplikují vytváření map biomasy z družicových snímků.

A proto se letecká kampaň ESA Tropisar zaměřila na studium toho, jak nejlépe z vesmíru zmapovat biomasu tropických lesů pomocí radaru. Kampaň probíhá v současné době ve spolupráci s francouzskou kosmickou agenturou CNES, a to ve Francouzské Guayaně v Jižní Americe. Tím, že pomáhá zodpovědět na kritickou otázku ohledně množství biomasy a jeho proměn v čase, sbírá také data pro zodpovědná rozhodnutí ohledně jedné z kandidátských misí ESA z programu Earth Explorer, která se nazývá BIOMASS.

Hlavním cílem mise BIOMASS je poskytnout úplné globální odhady lesní biomasy, její distribuce a změn v průběhu času. Z tohoto důvodu je očekáváno, že mise výrazným způsobem zlepší naše znalosti o uhlíku uloženém v lesní hmotě a pomůže nám lépe porozumět přesunům uhlíku mezi atmosférou a zemí. Aby dosáhla tohoto cíle, tak mise, bude-li vybrána k realizaci, využije nejdelší vlnovou délku použitelnou pro dálkový průzkum Země, pásmo P, a jeho unikátní citlivost na lesní biomasu.

Ústředním prvkem kampaně Tropisar je letecký radarový systém Sethu, který vytvořila francouzská organizace ONERA (Office National d'Ėtudes et de Recherches Aérospatiale) a který létá na stroji Mystere-20. Jak uvádí Pascale Dubois-Fernandez, který pro ONERA kampaň řídí: „Během kampaně používáme aparaturu Sethi k získání radarových snímků tropických deštných lesů. Tyto snímky přitom mají stejné charakteristiky jako ty, které bude mít radarový senzor z kandidátské družice BIOMASS, čímž získáváme poznatky o potenciálu mise při průzkumu tropických oblastí.“

Olivier Ruault du Plessis z organizace ONERA, který je zodpovědný za vývoj doplňků pro Sethi, dodává: „Kampaň je skutečně obtížná a můj tým pracuje za velmi složitých podmínek. Instalace kalibračních zařízení pro aparaturu Sethi v podmínkách vysoké vlhkosti a tepla, a to nemluvím o všudypřítomných moskytech, je výzvou – velmi diplomaticky řečeno.“

Po každém přeletu nad deštným lesem je získáno a následně na zemi zpracování zhruba 500 gigabajtů dat. Prvním úkolem je kontrola jejich kvality a následuje interpretace toho, co radar skutečně „viděl“ na zemi.

Thuy Le Toan z organizace CESBIO (Centre d'Etudes Spatiales de la Biosphère) a člen dohledové skupiny ESA pro BIOMASS, dodává: „K lepšímu odhadu lesní biomasy a souvisejících uhlíkových zásob totiž potřebujeme převést radarová data na skutečnou biomapu lesů. Kampaň Tropisar nabízí zcela unikátní sadu dat, která nám pomůže zkoumat a případně identifikovat nejlepší metody pro sledování tropických lesů.“

Často přehlížená, ale pro úspěch mise kritická, jsou právě měření prováděná ze země. Tato jsou používaná pro správnou interpretaci radarových snímků a vývoj metod generování radarových map lesů. Měření biomasy jsou obzvláště obtížná v tropických lesích díky nesmírně široké diverzitě typů stromů a jejich struktury. Což je mimochodem další komplikace pro přímou práci v terénu a jakoukoliv aktivitu ve zdejším horkém a vlhkém klimatu.

Jérôme Chave, člen organizace Ecologie des Fôrets de Guyane a expert na tropickou biomasu, dodává: „Francouzská Guayana představuje ideální místo pro podobnou kampaň, protože v ní lze stavět na dlouhodobém úsilí sledovat zdejší lesy s pomocí mnoha různých organizací.“

Celkově je očekáváno, že během kampaně bude shromážděno zhruba 3,5 miliónu gigabajtů dat. Poslední let v rámci kampaně je přitom plánovaný na 1. září. Poté budou data zpracována ve Francii organizací ONERA a analyzována týmem Tropistar.

„Pokud vše půjde dobře, první výsledky z kampaně bude ESA prezentovat do konce roku,“ dodává Malcolm Davidson, vedoucí sekce kampaní ESA. „Tyto pomohou vylepšit společnou práci evropského průmyslu na misi BIOMASS.“

BIOMASS je jedna ze tří kandidátských misí z kategorie Earth Explorer, které byly vybrané v letošním roce pro provedení studie přijatelnosti. Zvláštní kampaň je plánovaná také pro misi CoReH2O, která si dává za cíl sledovat sníh a led pro lepší porozumění vodního cyklu, a pro misi PREMIER, která by měla studovat složení atmosféry s cílem proniknout do tajů interakcí chemie a atmosféry. Případný výběr jedné z těchto tří kandidátských misí k realizaci povede ke startu sedmé výpravy v rámci programu ESA Earth Explorer.