Biogeosciences: Возможности оптических и радиолокационных данных наблюдения Земли для масштабирования выбросов метана, связанных с проседанием и деградацией многолетней мерзлоты в субарктических торфяниках
Таяние многолетней мерзлоты в арктических регионах увеличивает выбросы метана CH4 в атмосферу, но количественная оценка таких выбросов затруднена из-за наличия больших и отдалённых районов, затронутых этим явлением. Следовательно, данные наблюдения Земли имеют решающее значение для оценки как таяния многолетней мерзлоты, связанных с ним изменений экосистемы, так и увеличения выбросов CH4. Часто используется подход, основанный на экстраполяции полевых измерений с использованием наблюдения Земли. Тем не менее, необходимо учитывать ключевые проблемы: ландшафтные выбросы CH4 являются результатом сложного смешения микротопографий и типов растительности в местном масштабе, имеющих сильно различающиеся выбросы CH4, а также сложность обнаружения начальных стадий деградации многолетней мерзлоты до того, как произойдёт смена растительности. В этом исследовании рассматривается использование комбинации данных беспилотных летательных аппаратов со сверхвысоким разрешением вместе с данными спутников Sentinel-1 и Sentinel-2 для экстраполяции полевых измерений выбросов CH4 из набора типов растительности, фиксирующих местные различия в растительности. на деградирующих водно-болотных угодьях. Показано, что данные беспилотных летательных аппаратов со сверхвысоким разрешением могут отображать пространственные вариации растительности, связанные с вариациями выбросов CH4, и позволяют экстраполировать их на более широкий ландшафт. Выходное картирование растительности и последующая экстраполяция выбросов CH4 точно соответствовали данным, полученным с использованием данных беспилотных летательных аппаратов. Оценка оседания InSAR вместе с классификацией растительности позволила предположить, что высокие темпы оседания торфяных бугров водно-болотных угодий могут использоваться для количественной оценки зон, подверженных риску увеличения выбросов CH4. Переход области, в которой в настоящее время наблюдается оседание, к растительности болотного типа, по оценкам, увеличит выбросы со 116 кг CH4 за сезон с исследуемой территории площадью 50 га до выбросов от 6500 до 13000 кг CH4 за сезон. Ключевым результатом этого исследования является то, что объединение типов данных о наблюдении Земли даёт возможность оценить выбросы CH4 на больших территориях, покрытых тонкой смесью типов растительности и подверженных переходу к источникам выбросов CH4 в ближайшем будущем. Это указывает на возможность с уверенностью измерять и контролировать CH4 из Арктики в пространстве и времени.