科学家使用卫星追踪气候变化中的地球绿化

北卡罗来纳州立大学的研究人员使用卫星图像和现场传感器来估计全球变暖导致的全球植物叶片生长变化。研究人员发现，“绿化”或植物能够产生的叶子数量的变化将在植物捕获和储存多少二氧化碳方面发挥重要作用。

“当我们努力预测未来的气候时，一个大问题是：植被是地球上最大的碳储存库之一，会发生什么变化?”研究合著者、北卡罗来纳州立大学林业和环境资源副教授乔什·格雷说。

“我们知道大多数地方的温度会升高，生长季节会更长，但是对于这将如何影响碳在植物和大气之间的循环方式，还有很多未知数。我们的新结果使我们对什么更有信心这些变化将是。”

格雷说，除了改变季节的时间和长度外，气候变化还意味着某些地区新植物的生长。然而，气候变化也可能导致他们所谓的“褐变”。此外，格雷说，较高的温度会干扰植物的光合作用。

气候变化研究人员面临的一个主要悬而未决的问题是季节长度和“绿化”与“褐化”的变化将如何影响全球范围内植物从大气中吸收的二氧化碳量。鉴于二氧化碳是导致全球气候变化的温室气体，这一点尤为重要。

“早春可能有利于植物生产力，因为你有更长的碳吸收期，”该研究的第一作者、北卡罗来纳州地理空间分析中心的研究生XiaojieGao说。“然而，更长的秋天可能会使情况变得更糟。在秋天，植物往往会排放碳。”

在发表于《全球生物地球化学循环》的研究中，研究人员希望了解生长季节长度以及植物产生的叶子数量在碳吸收中的作用。为此，他们使用2000年至2014年红外光的卫星测量来测量植物叶片生物量。植物不能利用红外光进行光合作用，因此它们会反射红外线。

“健康的绿叶有点像红外线镜子，”格雷说。“因此，对于这些波长的卫星来说，它们看起来真的很‘明亮’。通过一些技巧，我们可以计算出一个指数，该指数是一个地方在红外线和红色波长下的亮度组合，对应于一个地方有多少叶子地方。”

此外，研究人员在野外使用塔上的传感器测量植物与空气之间的二氧化碳交换，以计算植物在光合作用过程中每年从大气中去除了多少碳。

他们发现叶子生物量，或一年中植物叶子的数量，对净碳吸收的影响大于生长季节长度的变化。

“有些地方的树叶比以前多，特别是在高纬度地区，”格雷说。“还有一些地方春天可能来得早，秋天可能来得晚。这些变化都会影响正在进行的光合作用的数量，但植物产生的叶子数量与碳吸收的关联比生长季节长度的变化。换句话说，我们发现绿化趋势比碳吸收的生长季节延长更重要。

格雷说，他们的发现还表明，随着气候变化，卫星图像可能是一种有用的工具，可以帮助追踪植物生长的变化以及碳循环的变化。此外，他们的发现应该为未来植物在碳捕获中的未来作用的预测提供信息。

“全球植被会变得更有生产力吗?这部分碳预算有相当大的误差线，”格雷说。“我们认为我们可以在未来使用这些信息对这些变化可能是什么样子更有信心。”

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