Trojrozměrnou mapu lesů vytvoří GEDI z ISS

Včera jsme se věnovali vědeckému nákladu, který má ještě v průběhu listopadu doručit na Mezinárodní vesmírnou stanici zásobovací loď Cygnus. Dnes se podíváme na jediný vědecký přístroj, který by měla vynést loď Dragon od SpaceX. Její start je momentálně plánován na začátek prosince. Tento přístroj se jmenuje GEDI (Global Ecosystem Dynamics Investigation) a vědci si od něj slibují mnoho pokroků. Poprvé v historii by totiž měl pomoci vytvořit trojrozměrnou mapu lesů ve středním a tropickém klimatickém pásu celého světa. Za tímto účelem je vybaven pokročilým laserovým systémem.

GEDI (vyslovovaný velmi podobně jako Jedi z Hvězdných válek) bude přelétávat nad celou planetou mezi 51. rovnoběžkami ve dne i v noci bude měřit výšku listů, větví, stromů a keřů pod sebou. Právě díky tomu získají vědci velmi přesný přehled o tom, jak lesy uchovávají a uvolňují uhlík. „Chtěli bychom pochopit roli, kterou lesy hrají,“ vysvětluje hlavní vědecký pracovník  Ralph Dubayah z University of Maryland a dodává: „Chceme vědět, kolik uhlíku je uloženo ve stromech, protože pokud tyto stromy pokácíme, stává se z nich potenciální zdroj oxidu uhličitého v atmosféře.

Montáž přístroje GEDI na Godardově středisku.

Montáž přístroje GEDI na Godardově středisku.
Zdroj: https://www.nasa.gov/

GEDI je navržen tak, aby pomáhal vědcům objevit místní zdroje a úložiště uhlíku. V současné době už vědci poměrně přesně vědí, kolik uhlíku se dostává do atmosféry, ale už mnohem méně jsou si jistí v otázkách kde a v jakých množstvích je uhlík absorbován. Oceány a lesy přijímají vzdušný uhlík, ale vědci by rádi zjistili, které lesy jej pohlcují nejvíce. Stejně tak je zajímá, zda v tomto trendu budou tyto lesy pokračovat. GEDI pomůže odhalit odpovědi na tyto otázky tím, že poskytne opravdu detailní mapu rozložení uhlíku a přesně ukáže, kde jsou na Zemi lesy na uhlík nejvíce bohaté.

Abychom efektivně spravovali lesy a snažili se omezit klimatické změny, tak potřebujeme vědět, kolik uhlíku uchovávají a jak je tento prvek prostorově rozložen. A to je právě to, co nám GEDI umožní,“ vysvětluje Laura Duncanson, asistentka profesora z University of Maryland a dodává: „Nemůžeme vědět, kolik uhlíku se do atmosféry uvolní při odlesňování a posupném umírání lesů do doby, než ta situace nastane. GEDI nasbírá data, která zaplní tuto velkou mezeru v našich znalostech o koloběhu uhlíku.

GEDI použije k měření lidar vysílající k Zemi laserové pulsy, které proniknou k lesům ve středním a tropickém pásmu, přes které ISS přelétá. Pulsy se odrazí od první věci, na kterou narazí, což může být třeba listí na vrcholku stromové koruny, vyčuhující větev, nebo země, ze které les vyrůstá. Pulsy se rozptýlí na všechny možné strany, ale drobná část dorazí zpět k přijímači GEDI, který bude moci postupně vytvořit trojrozměrnou mapu lesních a pralesních celků.

Umístění přístroje GEDI na vnější platformě japonského modulu Kibó.

Umístění přístroje GEDI na vnější platformě japonského modulu Kibó.
Zdroj: https://directory.eoportal.org/

Dokážeme vyslat k zemi drobný světelný puls, který letí dolů, odrazí se od povrchu a vrátí zpět,“ vysvětluje Bryan Blair, přístrojový specialista věnující se přístroji GEDI z Goddardova střediska v Greenbeltu, stát Maryland, který je i zástupcem hlavního vědeckého pracovníka a dodává: „Můžeme tak změřit, jak vysoké ty stromy jsou a také to, jak husté je jejich listoví a větve.

Naše oči vidí jen díky tomu, že se světlo odráží od objektů – ať už je to strom, nebo dům. GEDI funguje podobně – jen používá laser, ale to je v podstatě také zdroj světla. GEDI ale bude vysílat světlo se specifickou vlnovou délkou (1064,5 nm ± 0.2 nm ve vakuu), díky které budou vědci moci odfiltrovat různé jiné zdroje světla. „Pro přesné měření jsme si vzali vlastní zdroj světla,“ říká s lehkou nadsázkou Bryan Blair.

Podrobná trojrozměrná mapa výšky korun stromů a jejich struktury pomůže vědcům určit výšku a hmotnost stromů. Vysoké a široké stromy obsahují více uhlíku než ty nízké. Stromy, když jsou vyschlé, jsou zhruba z poloviny tvořené uhlíkem, který může být uvolněn do atmosféry, pokud by byl strom pokácen a spálen. Dospělé lesy a pralesy jsou nezbytné k udržování vázaného uhlíku ve svých kmenech, ale mladé a rychle rostoucí lesy si obecně berou z atmosféry uhlík vyšším tempem.

Přesné umístění přístroje GEDI a pohled do jeho útrob.

Přesné umístění přístroje GEDI a pohled do jeho útrob.
Zdroj: https://directory.eoportal.org

Největší výzvou při tomto měření bude nastavení energie laserového paprsku. Je potřeba vyladit tuto hodnotu velmi přesně, aby měl puls dost energie a citlivosti ke splnění požadovaných úkolů. GEDI by měl být schopen přesně zmapovat i ty nejhustší lesy a pralesy na světě, kde se k povrchu Země dostane méně než 1 % dopadajícího světla.

Kromě výše popsaného zmapování struktury lesů by měl GEDI hledat shodné a odlišné struktury v různých prostředích tropických pralesů i lesů středního pásma. Pozemní průzkum, letecké snímkování a kosmické lidary nám přinesly představu o tom, jak se na různých místech liší struktura stanovišť. Ale pokročilá technologie přístroje GEDI by měla do skládačky informací doplnit chybějící políčka.

Vnitřní stavba přístroje GEDI.

Vnitřní stavba přístroje GEDI.
Zdroj: https://directory.eoportal.org/

Budeme schopni upravit naše modely biodiverzity včetně modelů druhové bohatosti a specifických požadavků na výskyt ohrožených druhů,“ říká Scott Goetz, přidružený zástupce hlavního vědeckého pracovníka a profesor z Northern Arizona University a dodává: „Když budeme schopni lépe zmapovat tato stanoviště, pak v kombinaci s daty z GEDI o struktuře stromových korun a s údaji z jiných družic, bude snazší zachovat tyto druhy i lesy hostící vysokou úroveň biodiverzity.

Přístroje GEDI má na ISS fungovat po dobu dvou let, přičemž jeho tvůrci očekávají, že první výsledky by mohli veřejnosti představit zhruba půl roku po startu. Vývoj tohoto přístroje byl schválen v roce 2014, kdy byl vybrán v rámci výzvy NASA Earth Venture-Instrument. Vývoj přístroje, za kterým stály University of Maryland a Goddardovo středisko, stál 94 milionů amerických dolarů. GEDI se může chlubit tím, že jde doslova o rekordní lidar. Ještě žádný vesmírný přístroj tohoto typu neměl tak vysoké rozlišení a tak husté snímkování.

Zdroje informací:
https://www.nasa.gov/
https://directory.eoportal.org/

Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/gsfc_20180118_gedi_06207.jpg
https://www.nasa.gov/…/thumbnails/image/gsfc_20180424_gedi_06211.jpg
https://directory.eoportal.org/documents/163813/2427350/ISS-GEDI_AutoB.jpeg
https://directory.eoportal.org/documents/163813/2427350/ISS-GEDI_Auto9.jpeg
https://directory.eoportal.org/documents/163813/2427350/ISS-GEDI_Auto8.jpeg

Trojrozměrnou mapu lesů vytvoří GEDI z ISS, 5.0 out of 5 based on 10 ratings
Pin It
(Visited 1 183 times, 1 visits today)
Kontaktujte autora článku - hlášení chyb a nepřesností, rady, či připomínky

Hlášení chyb a nepřesnostíClose

VN:F [1.9.22_1171]
Rating: 5.0/5 (10 votes cast)
(Visited 1 183 times, 1 visits today)
Níže můžete zanechat svůj komentář.

Více se o tomto tématu dočtete zde »
(odkaz vede na příslušné vlákno diskuzního fóra www.kosmonautix.cz)


17 komentářů ke článku “Trojrozměrnou mapu lesů vytvoří GEDI z ISS”

  1. Honza M. napsal:

    Terminologická poznámka: „Tropický a střední klimatický pás“ je ve skutečnosti pásů několik. Okolo rovníku je tropický pás (a jeho pralesy), zhruba okolo obratníků jsou severní a jižní subtropický pás (tam těch lesů není mnoho, snad jen co monzuny zavlaží) a dál na sever a jih jsou „mírné“ klimatické pásy, kde žijeme i my. Ty pásy sahají dál směrem k pólům, ale zde je limitem sklon dráhy ISS.

  2. Alois napsal:

    I bez družic je jasné že primitivní národy ničí lesy ve velkém a tomu žádné monitorování nezabrání.

    • KarelTv napsal:

      Pitomý příspěvek, vyspělé je asi neničí ? Ničí je taky, kdo asi spotřebovává palmový olej a spoustu dřeva ? Brazilští indiáni ? Tvářit se jako že se chovám ekologicky, při současné naší spotřebě je pokrytecké. Naprostá většina energie, zboží, potravin co denně kupujeme nechává velkou globální ekologickou stopu.

    • KarelTv napsal:

      Na těchto experimentech z ISS je dobře vidět, že jinak by potřebovaly vlastní satelit se vším všudy včetně samostatného vynesení a řada z nich by se třeba ani nekonala, protože by na ně neschválili peníze.

      • Jirka Hadač napsal:

        To se přiznám, že se mi taky líbí, díky té dodávce energie a tem pozicím na exposed section Kibo je tam prostě velká škála slotů, jak prostě měnit dle časového plánu jednotlivé přístroje. A protože nepotřebují motor, nepotřebují panely a nějaké vysílače, tak je možno je dost zkrouhnout co se týká rozměru.
        To samé platí samozřejmě o ELC. Čili, souhlas s tebou.
        Když sme u toho, ty vysloužilé přístroje se nakládají do nehermetizované části trunku či HTV, či se jen prostě pošlou s malým impulsem směrem za ISS a postupně sestoupí?

  3. Kamil napsal:

    V Česku se podobné snímkování dělá letecky každé 2 roky, tedy jeden rok východ, druhý západ. Vznikají modely reliéfu a povrchu, ze kterých se dají určit nejen výšky stromů, ale i výhledové poměry, šíření signálů. Je to v gesci Českého úřadu zeměměřického a katastrálního a jeho ústavu VÚGTK

  4. frank napsal:

    Jsem zvědav, jestli oficiálně potvrdí, že Česko a Evropa mají nejvíc lesů za 270 let 🙂
    V Česku se rozloha lesů od roku 1750 zdvojnásobil A proč zrovna rok 1750 ? Marie Terezie TEHDY vydala takový patent, o lesním hospodářství 🙂

    Pro mě osobně bude zajímavé, jestli se potvrdí i to, že přirozená hranice lesa se pomalu posunuje k severu ( a do vyšších nadmořských výšek), jak by tomu, dle teorie o globálním oteplování mělo být 😀

    Proti stavu před 6000 roky je rozloha lesů v Evropě stále jen poloviční( tehdy zhruba 80 procent rozlohy), ale proti stavu před 11,000 lety už to vůbec nevypadá tak špatně jako před pár stoletími …

    • KarelTv napsal:

      Tak ono je to celkem pochopitelné, když dřevo přestalo být hlavním zdrojem energie, jak tomu bylo v předešlých staletích. Nicméně myslím že v současnosti není důvod k oslavě, začínají být problémy právě s tím klimatem, letos máme určitě zase úbytek.

      • Tovy napsal:

        Jo, tak to jsem zvědavý taky. Je taky otázka, co je způsobeno lidmi a co je přirozená změna, ale to je na jiný článek.
        Každopádně jako zdroj energie bylo dřevo použito jen částečně (pralesy se při odlesňování jen kácely a bez užitku pálily a co se stromy dokáže mořeplavba by mohli povídat Britové).
        Průmyslová revoluce velmi rychle přešla na výhodnější uhlí.
        Ale kdyby se místo restrikcí, dotací a paniky z CO2 vysazovaly stromy, bylo by to fajn 🙂

        • Petr Poruban napsal:

          Vysazovat stromy nestačí. Spalováním uhlí se do atmosféry vypouští uhlík uskladněný ve stromech za miliony let jejich existence na Zemi.
          Je potřeba něčím nahradit spalování uhlí a všech fosilních paliv.

      • frank napsal:

        úbytek rozhodně žádný nemáme, ani kůrovcová kalamita neznamená úbytek lesa, jen úbytek dřevní hmoty :), ale pokud se přeruší přísun energie tak může neuvěřitelný úbytek lesa zase nastat.

Zanechte komentář