Инновация, дающая ключ к разгадке того, как люди могут управлять лесами и городами, чтобы охладить планету, становится все более популярной. Исследователи из Корнелла используют технологию дронов для более точного измерения отражательной способности поверхности ландшафта. Это технологическое достижение может предложить новый способ управления изменением климата.
«При составлении прогнозов об изменении климата очень важно, чтобы ученые понимали, сколько энергии Земля поглощает и сохраняет», - сказала Шарлотта Леви, докторант, которая представила доклад о своем исследовании на ежегодном собрании Экологического общества Америки. в Портленде, штат Орегон, авг.8.
Когда поверхность отражает солнечную энергию, а не поглощает ее в виде тепла, результатом является значительное охлаждение, локальное и глобальное. Научный термин для измерения отражательной способности поверхности - альбедо. «Альбедо важно понимать, потому что это один из основных элементов управления общим энергетическим балансом Земли», - сказал Леви, чей исследовательский проект возглавляет Тимоти Фейи, профессор природных ресурсов. Ее консультирует Кристин Гудейл, профессор экологии и эволюционной биологии.
Используя дроны, также известные как беспилотные летательные аппараты, Леви и другие разработали новый метод измерения альбедо с большей гибкостью и точностью, чем это было возможно раньше.
Климатологи уже давно могут измерять альбедо по всей территории Соединенных Штатов с помощью спутников и датчиков, размещенных на исследовательских башнях. Однако их относительно немного, и их нельзя перемещать для сравнения альбедо близлежащих мест.«Дроны позволяют проводить измерения везде, где они необходимы», - сказал Леви. «Мы можем отправить одного из них парить над лесом, а затем заставить его лететь через дорогу, где тот же самый лес был прорежен пятью годами ранее, и мы можем точно измерить разницу».
Прошлые попытки ученых использовать дроны для изучения альбедо не увенчались успехом, потому что датчики, необходимые для проведения измерений, тяжелые и нарушают баланс дронов.
Леви и ее команда вдвое уменьшили вес и инженерную сложность, поместив на дрон только датчик, направленный вниз. Направленный вверх датчик размещается в ближайшем поле.
В настоящее время они проверяют метод, демонстрируя, что измерения дронов выгодно отличаются от измерений, сделанных спутником и вышкой.
«Это важное открытие с точки зрения изменения климата, потому что мы видим множество потенциальных применений», - сказал Леви.
Теперь исследователи могут конкретно изучить, как методы управления влияют на общее альбедо лесов, и могут скорректировать планирование лесопользования с учетом факторов, влияющих на изменение климата.
В течение многих лет исследователи климата знали, что посадка лесов оказывает положительное влияние на изменение климата. Однако в определенных условиях, например, в местах, покрытых отражающим снежным покровом в течение долгого времени года, посадка деревьев может иметь эффект согревания. Когда эти деревья в холодных регионах растут, они создают темную поверхность, которая поглощает энергию, и, поскольку они растут медленно, они не улавливают столько углерода, сколько деревья в более теплых регионах, которые растут быстрее.
Леви уделяет большое внимание определению мест посадки лесов в умеренных регионах с сезонным снежным покровом для максимального положительного воздействия на климат. Она изучает сложные проблемы, например, сравнение прореживания леса с посадкой определенного набора видов.
Измерения альбедо для любой земной поверхности также имеют жизненно важное значение для глобальных моделей климата, которые ученые используют в качестве основы для всех своих климатических прогнозов. Чем точнее и многочисленнее они будут, тем лучше будут эти предсказания. Архитекторы и ученые, заинтересованные в изучении альбедо различных стилей зданий, которые могут быть важны для уменьшения эффекта городского теплового острова, также могут извлечь выгоду из технологии дронов.
«То, что мы сделали, очень просто», - сказал Леви. «Но это действительно изменило то, как вы можете проводить эти измерения, и мы ожидаем, что это окажет серьезное влияние на то, как ученые думают о глобальном изменении климата».