Ved hjælp af ny teknologi kan forskere studere, hvordan infektioner af insekter som den vestlige granworm spiller en rolle i klimaændringerne. Foto af Paul Williams
Det er blevet en destruktiv cyklus i det vestlige USA: Varmere temperaturer og tørkeforhold forlænger livscyklussen for bjerg fyrbiller, hvilket giver dem mulighed for at bytte på fyrretræ, gran og grantræer, der tæpper bjergene. Træerne bliver rødbrune, inden de dør af - et fænomen, som National Park Service betragter som ”en epidemi, der strækker sig fra Canada til Mexico.” Der er udbredt bekymring for, at en sådan trædødelighed skaber en fremragende brændstofskilde for vilde brande.
Indtil for nylig blev forskere overladt til at undersøge skaderne fra jorden med ringe evne til at forstå årsager og processer. Men nu giver ny teknologi dem mulighed for at bruge satellitbilleder til at identificere kilderne til små, økosystemforandrende begivenheder - hvoraf nogle, for eksempel billeudbrud, er relateret til klimaforandringsdrivere. Et computerprogram kaldet LandTrendr, udviklet af Boston University Earth and Environment-professor Robert Kennedy, giver forskere mulighed for at kombinere data, de indsamler på jorden med satellitbilleder fra US Geological Survey (USGS) og NASA for at få en bedre forståelse af miljøforstyrrelser.
Siden 1972 har NASA og USGS indsendt satellitter, der klikker på specialiserede digitale fotografier af Jordens landskaber. De er i stand til at fange detaljer, der findes i bølgelængder, der er usynlige for det menneskelige øje, inklusive dem, der er lidt længere end synligt lys kaldet det nær infrarøde. Sunde planter reflekterer energi i det nær infrarøde, og ved at scanne billedet kan forskere opdage forstyrrelser i jordens landskaber.
Tidligere var disse billeder uoverkommeligt dyre, hvilket begrænsede forskernes adgang. ”Vi ville se på et billede fra 2000 og et fra 2005 og spørge:” Hvad er der ændret? ”Forklarede Kennedy. ”Hvis du kun ser på to billeder, er det meget vanskeligt at spore ændringer, der udvikler sig langsomt. Du kan fortælle, at noget er ændret, men du ved ikke, hvor lang tid det tager. ”
Da USGS begyndte at levere disse billeder gratis i 2008, var det et vendepunkt for jordforskere. De havde nu adgang til tusinder af skud fra et givet geografisk område - billeder, som Kennedy's LandTrendr-værktøj bruger. ”Ved at se på alle billederne kan du se udfolde sig. Du har mere tillid til, at du rent faktisk ser tendenser, ”sagde han. Dette er især nyttigt til at forstå klimaforandringer og ændring af arealanvendelse, som "handler om proces", ifølge Kennedy.
Kennedy bruger i øjeblikket LandTrendr-teknologi til at se på nettets kulstofudveksling af skove; blandt andet analyserer hans arbejde mængden af kulstof, der går tabt i skove på grund af brand, klare nedskæringer, delvis nedskæringer og urbanisering. Undersøgelser af klimaændringer i Arktis og i overgangsområder mellem økosystemer bruger også LandTrendr. Men i det nordvestlige stillehav, bruger Garrett Meigs, en ph.d.-kandidat til skovbrug ved Oregon State University, LandTrendr til at undersøge krydset mellem ildebrande og insekter.
Specifikt undersøger Meigs de store vilde ildebrande, der har herjet i Washington og Oregon siden 1985, og hvordan udbrud af bjerg fyrbille og vestlig granworm påvirker efterfølgende brandaktivitet. ”Når der er tørke, stress, en højere modtagelighed for angreb, kan vi se skovens tilbagevenden, ” sagde han.
LandTrendr-algoritmen indeholder satellitbilleder af de regioner, der er berørt af brand og bugs, med Meigs eget feltarbejde og historiske luftdata fra US Forest Service, der længe har brugt fly til at undersøge insektangreb. ”Der var ting, vi ikke kunne registrere eller se før, men nu er vi i stand til, ” sagde Meigs.
Nedenfor er en video, der viser en LandTrendr-visualisering af Pacific Northwest. Kennedy forklarer, hvordan det fungerer: Stabil stedsegrønne skove repræsenteres af de blå områder; når en bjerg fyrbille angreb udbrud, i dette tilfælde i Three Sisters-området i Oregon, lyser billedet rødt. Og når en langsomt bevægende vestlig granworm bevæger sig ind i et område der, de sydlige foden af Mount Hood - formes det gult.
Kunne LandTrendr hjælpe med at forudsige klimaændringer? Eventuelt. ”Vi kan ikke se fremtiden, vi kan kun dokumentere med satellitterne, hvad der er sket. Men hele spillet med videnskab er at udvikle forståelser, der giver mulighed for forudsigelse, ”siger Kennedy. ”Mit håb er, at vi ved at oprette disse kort og fange disse processer på måder, vi ikke har været i stand til at se dem før, kan teste hypoteser” ved at dokumentere hvor, hvornår og hvis forudsagte effekter forekommer, sagde han.
Mens Meigs 'undersøgelse af insekter og ildebrande stort set er retrospektiv, har det potentialet til at hjælpe i fremtidige prognoseanstrengelser. ”Vi har en basislinje til at måle fremtidig ændring, ” siger han. "Ved at se forholdene, der fører til store insektudbrud eller vilde brande, kan vi muligvis genkende dem, når de dukker op i fremtiden."
