Европейское космическое агентство (ESA) запустило свою седьмую миссию Earth Explorer Biomass на ракете Vega-C из Куру, Французская Гвиана, ознаменовав появление трансформирующей способности "взвешивать" леса мира с беспрецедентной точностью. Оснащенный 12-метровым разворачиваемым радаром с синтезированной апертурой, работающим в P-диапазоне (~70 см длина волны), Biomass будет находиться на орбите на высоте примерно 666 км, картируя леса 15–16 раз в день в течение пятилетней миссии. Таким образом, он решает давние неопределенности до 50% в оценках глобальной биомассы и запасов углерода, непосредственно зондируя древесные стволы и ветви под пологом.
1. Технология за Biomass
Радар P-диапазона: Прорыв в дистанционном зондировании
Основное новшество спутника Biomass заключается в использовании радара P-диапазона, технологии, которая никогда ранее не использовалась в космосе. Радар P-диапазона работает на длине волны примерно 70 сантиметров, что длиннее, чем длины волн, используемые предыдущими радарными системами. Эта более длинная длина волны позволяет радиоволнам проникать через густую растительность и достигать стволов и ветвей деревьев, где хранится большая часть углерода.
Радарная система дополнена большой 12-метровой разворачиваемой антенной, разработанной Airbus UK и Университетом Шеффилда. Эта антенна необходима для достижения высокоточных измерений, необходимых для точной оценки биомассы лесов. Комбинация радара P-диапазона и большой антенны позволяет Biomass собирать данные с пространственным разрешением от 50 до 100 метров, предоставляя подробную информацию о структуре лесов и распределении биомассы.
Проектирование миссии и орбита
Biomass предназначен для работы на солнечно-синхронной орбите на высоте примерно 666 километров. Эта орбита позволяет спутнику поддерживать постоянные условия освещения для своих наблюдений, что важно для точного сбора данных. В течение своей пятилетней миссии Biomass выполнит несколько проходов над каждым лесным регионом, обеспечивая всестороннее покрытие и возможность мониторинга изменений с течением времени.
Орбита и конструкция спутника также позволяют ему часто возвращаться в одни и те же области, предоставляя данные о биомассе лесов в почти реальном времени. Эта возможность особенно ценна для мониторинга динамичных лесных экосистем и обнаружения изменений, вызванных такими факторами, как вырубка лесов, деградация и восстановление.
2. Картирование лесов Земли: Продукты данных и приложения
Глобальные карты плотности биомассы
Одним из основных продуктов миссии Biomass является создание глобальных карт плотности биомассы. Эти карты предоставляют подробную информацию о распределении биомассы по различным типам лесов и регионам. Анализируя эти карты, ученые могут оценить количество углерода, хранящегося в лесах, и оценить, как это хранение углерода изменяется с течением времени.
Высокое разрешение данных, собранных Biomass, позволяет создавать карты с пространственным разрешением от 50 до 100 метров. Этот уровень детализации беспрецедентен и предоставляет более точное представление о биомассе лесов по сравнению с предыдущими глобальными картами.
Обнаружение изменений и мониторинг
В дополнение к картированию биомассы, Biomass способен обнаруживать изменения в структуре леса и биомассе с течением времени. Сравнивая данные, собранные в разное время, спутник может выявлять области, где биомасса увеличилась или уменьшилась, указывая на потенциальные изменения в здоровье леса или использовании земель.
Эта возможность особенно важна для мониторинга регионов, которые испытывают быстрые изменения из-за таких факторов, как вырубка лесов, сельское хозяйство или природные нарушения. Способность своевременно обнаруживать эти изменения позволяет принимать своевременные меры и принимать обоснованные решения в области управления лесами и охраны природы.
Поддержка смягчения последствий изменения климата
Точные данные о биомассе лесов необходимы для понимания роли лесов в глобальном углеродном цикле. Предоставляя детальные и надежные измерения, Biomass поддерживает усилия по количественной оценке запасов и потоков углерода, что критически важно для стратегий смягчения последствий изменения климата.
Данные, собранные Biomass, могут быть использованы для информирования национальных инвентаризаций парниковых газов и внесения вклада в международные климатические соглашения. Улучшая точность учета углерода, миссия повышает способность отслеживать прогресс в достижении климатических целей и выявлять области, где необходимы дополнительные усилия.
3. Более широкие последствия и перспективы на будущее
Продвижение лесной науки
Миссия Biomass представляет собой значительный прогресс в лесной науке, предоставляя новый инструмент для изучения структуры и динамики лесов. Детальные данные, собранные спутником, улучшат наше понимание того, как леса растут, изменяются и реагируют на экологические факторы.
Эти знания имеют решающее значение для разработки эффективных стратегий сохранения и устойчивого управления лесами. Улучшая наше понимание лесных экосистем, Biomass способствует усилиям по защите биоразнообразия и поддержанию экологических услуг, которые предоставляют леса.
Дополнение к другим миссиям по наблюдению Земли
Biomass дополняет другие миссии по наблюдению Земли, предоставляя уникальные данные о биомассе лесов. В то время как миссии, такие как GEDI NASA, используют лидарные технологии для измерения высоты кроны, радарный подход Biomass позволяет оценивать биомассу под кроной.
Комбинация данных из различных миссий предоставляет более полное представление о структуре и функциях лесов. Интегрируя данные от Biomass с другими источниками, ученые могут разработать более полное понимание лесных экосистем и их роли в окружающей среде.
Потенциал для расширения и применения
Успех миссии Biomass открывает двери для будущих применений P-диапазонной радарной технологии в наблюдении Земли. Способность проникать через плотную растительность и предоставлять детальные измерения имеет потенциал для применения за пределами мониторинга лесов.
Например, P-диапазонный радар может быть использован для изучения других экосистем, таких как водно-болотные угодья и мангровые леса, которые играют важную роль в хранении углерода и биоразнообразии. Кроме того, технология может быть применена для мониторинга изменений в использовании земель и выявления незаконной деятельности, такой как несанкционированная вырубка лесов или преобразование земель.
Веха в наблюдении Земли
Запуск спутника Biomass знаменует собой значительный этап в области наблюдения Земли. Используя инновационную P-диапазонную радарную технологию, Biomass предоставляет беспрецедентные данные о структуре и содержании углерода в лесах по всему миру.
Данные, собранные Biomass, улучшат наше понимание роли лесов в глобальном углеродном цикле и поддержат усилия по смягчению последствий изменения климата. Благодаря своим детальным и точным измерениям, миссия способствует информированному принятию решений в управлении лесами, сохранении и климатической политике.
По мере развития миссии, полученные от Biomass данные будут продолжать информировать и формировать наш подход к управлению и защите мировых лесов, обеспечивая их жизненно важную роль в поддержании здоровой планеты.
