으로 지구가 따뜻해 , 위성 사진은 북극 녹화의 강력한 표시를 보냅니다. 그러나 녹화 신호는 더 큰 복잡성에 있습니다. 기후 변화는 식물이 우세를 놓고 경쟁함에 따라 툰드라에 지상 전쟁을 가져옵니다. 많은 툰드라 지역에서 키가 큰 관목은 이끼와 같은 식물에서 한때 노출되었거나 짧은 덮개로 지역을 침범합니다. 북극 식생 변화를 이해하는 것은 기후 변화 모델을 개선하는 데 도움이 되는 탄소 저장 및 피드백 메커니즘을 이해하는 데 중요합니다 .
그러나 멀리 떨어져 있고 액세스하기 어렵고 인구가 희박한 환경에서는 세부적인 세부 정보를 공개하는 것이 어렵습니다. 수십 년 동안 원격 감지는 하늘에서 북극의 눈을 제공했지만 단점이 있습니다. 생태학자들은 거친 위성 관측에서 미세한 패턴을 외삽하는 데 어려움을 겪고 있습니다. 새로운 연구에 따르면 드론이 규모 불일치를 해소하는 데 도움이 될 수 있습니다.
북극 녹화에 대한 증거의 대부분은 1970년대 이후 지구 궤도를 도는 위성의 데이터에서 비롯됩니다. 위성 데이터는 대략적인 해상도를 제공합니다. 픽셀 크기는 24평방 마일(64평방 킬로미터)에 해당할 수 있다고 에든버러 대학의 식생 생태학자 Isla Myers-Smith는 설명합니다.
대조적으로, 캐나다 유콘 준주의 Qikiqtaruk에서 거의 20년 동안 Myers-Smith의 연구팀은 커피 테이블 크기에 대한 평방 미터 플롯에서 북극 식생 변화를 정량화했습니다. 해마다 그녀의 팀은 각 구획에 100개의 핀을 떨어뜨리고 모든 식물, 잎 및 줄기의 핀 접촉을 기록했습니다. 고된 작업입니다. 각 사각형을 평가하는 데 몇 시간이 걸립니다.
그러나 툰드라는 광대합니다. 아주 작은 북극 파편만이 그렇게 자세히 조사될 수 있습니다. 위성이 제공하는 전반적인 녹화 신호인 NDVI(정규화 차이 식생 지수)는 분명하지만 식물이 더 크게 자라고 있습니까? 다른 식물이 잠식하고 있습니까? 변경 사항이 균일합니까? 이러한 질문은 지상에서 무슨 일이 일어나고 있는지 알고 싶어하는 툰드라 생태학자들의 흥미를 끕니다.
평방 미터 플롯에서 위성이 넓은 공간 범위에서 보는 것으로 확장하는 것은 어렵습니다. 영국 엑서터 대학(University of Exeter)의 연구원인 앤드류 쿤리프(Andrew Cunliffe ) 는 "그 사이의 격차로 끝이 난다 "고 말했다 . 그는 환경 연구 레터(Environmental Research Letters)에 게재된 이 격차를 다루는 최근 연구를 주도했습니다 . Myers-Smith 외 3명과 공동 저술한 이 연구는 드론을 사용하여 규모의 격차를 해소하려는 광범위한 노력을 나타냅니다.
퍼지 렌즈 선명하게 하기
공동 저자인 덴마크 오르후스 대학의 제프 커비는 인공위성이 북극에 대해 "그러나 모호한 렌즈를 통해" 알려준다. 1970년대와 1980년대로 거슬러 올라가는 위성 데이터가 도움이 될 수 있지만 "픽셀은 아마도 맨해튼 크기일 것"이라고 그는 말합니다. "이 위성 데이터에서 우리는 변화의 증거를 가지고 있지만 변화를 이해하기 위한 정보는 없습니다."
높은 위도 드론 생태 네트워크 툰드라 식물 모니터링을위한 표준 프로토콜을 만듭니다. 툰드라는 기후 변수가 위성 데이터의 정확한 해석에 영향을 미치는 변동적이고 복잡한 생태계입니다. 북극의 적설은 일년 중 언제든지 발생할 수 있으며 아래 식물에서 무슨 일이 일어나고 있는지 불명확합니다. 종종 흐리고 북극도 반년 동안 어둡습니다. 존재할 때 북극 햇빛의 각도는 거대한 그림자를 만들 수 있습니다. "그림자는 재미로 풍경 사진을 찍을 때 훌륭하지만 컴퓨터로 식물을 이해하려는 경우에는 좋지 않습니다."라고 Kerby는 말합니다. 그림자 속의 녹색 식물은 녹색으로 보이지 않습니다.
드론을 입력합니다 . 매우 단순한 기성 디지털 카메라가 장착된 경우에도 드론은 지상에서 일어나는 일에 대한 명확한 그림을 생성할 수 있습니다. 서로 다른 각도에서 찍은 동일한 사진을 서로 연결하여 3D 모델을 생성할 수 있습니다. Kerby와 Myers-Smith는 고위도 드론 생태 네트워크를 구성하여 툰드라 식생 모니터링을 위한 표준화된 프로토콜을 만들었습니다.
처음에는 드론의 유용성에 대해 회의적이었지만 최근 연구에 참여하지 않은 Northern Arizona University의 Scott Goetz는 이제 드론의 가치를 확신합니다. NASA의 ABoVE( Arctic Boreal Vulnerability Experiment )의 과학 책임자이자 NASA의 글로벌 생태계 역학 조사(Global Ecosystem Dynamics Investigation) 과학 부주임 연구원인 Goetz는 "규모는 원격 감지의 주요 문제 중 하나입니다 .
현장 측정만으로는 완전한 그림을 그릴 수 없지만 위성 원격 감지를 현장 데이터와 연결하는 것은 길고 어려운 경로였다고 Goetz는 설명하며 원격 감지 해상도가 향상되고 있다고 언급합니다. "NDVI가 작동하지 않거나 체계적인 방식으로 [식물 성장]을 모니터링할 수 없다는 것이 아닙니다. 측정하려는 시스템 구성 요소의 문제입니다."
Cunliffe와 공동 연구자들이 발견한 NDVI 데이터는 식물 바이오매스를 표시할 때 저조한 성능을 보였습니다. 왜냐하면 이 광범위한 녹색 지표는 이끼나 이끼와 같은 작은 녹색 유기체와 관목과 같은 더 큰 형태를 구별하지 않기 때문입니다.
현재 연구에 참여하지 않은 캐나다 McMaster University의 원격 감지 식생 및 기후 변화 과학자인 Alemu Gonsamo는 무인 항공기에서 파생된 구조적 조치가 라이더 및 녹지 조치 와 적절하게 통합 된다면 "그들은 모니터링할 전례 없는 기회를 제공합니다. 툰드라 녹지와 캐노피 높이 및 지상 바이오매스와 같은 캐노피 구조의 변화."
NASA의 ABoVE 프로젝트 공동 작업자인 Northern Arizona University의 Logan Berner는 이러한 맥락에서 드론의 유용성에 관해서는 사람들이 이제 막 시작했다고 말합니다. 1980년대 이후 북극 툰드라 생물군계 전반에 걸쳐 Landsat NDVI 경향을 평가하는 연구를 이끌고 있는 Cunliffe의 연구에 대해 Berner는 "툰드라 녹지의 이러한 변화에 대한 우리의 이해를 향상시키기 위해 그들이 한 종류의 작업에는 엄청난 잠재력이 있습니다. 왜 그런 일이 일어나고 있으며 북극이 미래에 어떻게 바뀔 수 있는지를 의미합니다."
이 이야기는 원래 Eos에 등장했으며 기후 이야기의 보도를 강화하는 글로벌 저널리즘 협업 인 Covering Climate Now의 일부로 여기에서 다시 출판되었습니다 .
