Спутниковые данные за 15 лет показали динамику накопления углерода в лесах мира

Эта карта показывает плотность растительности в лесах, тундрах и лугах по всему миру, зафиксированную миссией SMOS Европейского космического агентства (ESA) с помощью L-диапазонного радиолокационного инструмента. Шкала без единиц измерения отражает степень прохождения радиоволн через растительность: «0» (фиолетовый) — минимальная плотность, «1.5» (тёмно-зелёный) — максимальная. Источник: Earth System Science Data (2025). DOI: 10.5194/essd-17-1101-2025

Леса играют ключевую роль в глобальном углеродном цикле, так как деревья накапливают углерод в стволах, ветвях, корнях и листьях. Однако изменение климата и деятельность человека могут влиять на способность лесов поглощать углерод, а ежегодные изменения этих запасов сильно варьируются в пространстве и времени. Поэтому непрерывные наблюдения за динамикой биомассы лесов в долгосрочной перспективе крайне важны для мониторинга этого ключевого климатического показателя.

В исследовании, опубликованном в журнале Earth System Science Data, учёные проанализировали метод оценки биомассы лесов за 15 лет с использованием данных об оптической глубине растительности (VOD), полученных спутником SMOS. Этот параметр отражает непрозрачность растительного слоя и служит надёжным индикатором надземной биомассы. На основе наблюдений с 2011 по 2025 год исследование углубило понимание того, как данные SMOS могут использоваться для мониторинга углерода в лесных экосистемах.

SMOS: больше, чем ожидалось

SMOS, запущенный в 2009 году, — одна из миссий ESA в рамках программы Earth Explorer. Изначально он создавался для составления карт влажности почвы и солёности океанов, но его возможности оказались шире. Например, он точно измеряет толщину полярного льда для навигации, а в последние годы его данные стали применять для анализа биомассы.

Оптическая глубина растительности зависит от количества биомассы, её структуры и содержания воды. Это важный показатель, так как он также отражает запасы углерода. Учёные изучили взаимосвязь между биомассой лесов и измерениями VOD.

«SMOS фиксирует, как микроволновый сигнал ослабевает при прохождении через растительность. Это даёт информацию о общей массе: сухой биомассе плюс содержание воды. Это не прямое измерение, но очень полезное», — пояснил Маттиас Друш, ведущий научный сотрудник ESA.

«Данные SMOS показывают крупные тенденции — засухи, наводнения или изменения структуры растительности, но их интерпретация не всегда однозначна. Поскольку сигнал включает и биомассу, и воду, нужно быть осторожными в выводах», — добавил Клаус Сципал, руководитель миссий SMOS и Biomass в ESA.

Для валидации спутниковых данных необходимы наземные наблюдения. Пол Вермунт из Университета Твенте (Нидерланды) подчеркнул: «Нужны долгосрочные данные и их интерпретация. Поэтому мы объединяем спутниковую информацию с измерениями на местах, связывая то, что видно из космоса, с процессами внутри лесов».

Более детальные данные от Biomass

Миссия Biomass, запущенная в апреле 2025 года, также изучает биомассу лесов. Её радар работает в P-диапазоне, что позволяет проникать глубже в лесные массивы и получать более точные данные, включая деформации почвы.

«Biomass даёт детальную структурную информацию, особенно в тропиках, но у него нет глобального покрытия и долгосрочных данных. Для полных карт нужно комбинировать несколько спутников, понимая погрешности каждого», — отметил Друш.

«Biomass имеет более высокое разрешение, чем SMOS, что помогает рассмотреть детали. Но для долгосрочных трендов по-прежнему нужен SMOS. Вместе они дают больше, чем по отдельности», — добавил Сципал.

Данные SMOS согласуются с информацией от инициативы ESA по изменению климата. Миссия Biomass расширит эти знания, предоставляя детали о состоянии органической материи Земли.

Подробнее: Simon Boitard et al, Aboveground biomass dataset from SMOS L-band vegetation optical depth and reference maps, Earth System Science Data (2025). DOI: 10.5194/essd-17-1101-2025

Источник: European Space Agency