À medida que a Terra se aquece , as imagens de satélite enviam fortes indícios do esverdeamento do Ártico. Mas um sinal verde desmente uma maior complexidade. A mudança climática traz uma guerra terrestre à tundra, à medida que as plantas competem pelo domínio. Em muitas regiões de tundra, arbustos mais altos estão invadindo áreas antes nuas - ou com cobertura curta - de plantas semelhantes, como o líquen. Compreender a mudança da vegetação do Ártico é vital para compreender o armazenamento de carbono e os mecanismos de feedback para ajudar a melhorar os modelos de mudança climática .
Mas revelar detalhes granulares é desafiador em um ambiente remoto, de difícil acesso e escassamente povoado. Por décadas, o sensoriamento remoto forneceu a visão do Ártico no céu, mas com desvantagens. Os ecologistas são desafiados a tentar extrapolar padrões de escala fina de observações de satélite de granulação grossa. Pesquisas emergentes sugerem que os drones podem ajudar a superar as incompatibilidades de escala.
Muitas das evidências do greening do Ártico vêm de dados de satélites orbitando a Terra desde os anos 1970. Os dados de satélite fornecem resolução em escala grosseira. Os tamanhos dos pixels podem corresponder a áreas de até 24 milhas quadradas (64 quilômetros quadrados), explica a ecologista de vegetação Isla Myers-Smith da Universidade de Edimburgo.
Em contraste, por quase duas décadas em Qikiqtaruk no Território Yukon do Canadá, a equipe de pesquisa de Myers-Smith quantificou a mudança na vegetação do Ártico em parcelas de metros quadrados do tamanho de uma mesa de centro. Ano após ano, sua equipe colocou 100 alfinetes em cada parcela, registrando cada planta, folha e caule com o contato dos alfinetes. É um trabalho árduo. Avaliar cada quadrado leva horas.
Mas a tundra é vasta. Apenas pequenos fragmentos do Ártico podem ser examinados com tantos detalhes. O sinal de esverdeamento geral fornecido pelos satélites - o índice de vegetação de diferença normalizada (NDVI) - é inconfundível, mas as plantas estão crescendo? As diferentes plantas estão invadindo? As mudanças são homogêneas? Essas questões intrigam os ecologistas da tundra que querem saber o que está acontecendo no local.
É difícil dimensionar de plotagens de metros quadrados até o que os satélites veem em grandes extensões espaciais. "Você acaba com essa lacuna no meio", diz Andrew Cunliffe , pesquisador da Universidade de Exeter, no Reino Unido. Ele liderou um estudo recente abordando essa lacuna, publicado na Environmental Research Letters. Com a co-autoria de Myers-Smith e três outros, o estudo representa um esforço mais amplo para preencher lacunas de escala usando drones.
Aumentando a nitidez da lente difusa
Os satélites nos falam sobre o Ártico, "mas através de lentes difusas", diz o co-autor do estudo, Jeff Kerby, da Universidade Aarhus, na Dinamarca. Dados de satélite que datam das décadas de 1970 e 1980 podem ser úteis, mas "os pixels são talvez do tamanho de Manhattan", diz ele. "A partir desses dados de satélite, temos evidências de mudança, mas não a informação para entender a mudança."
A Rede de Ecologia de Drones de Alta Latitude cria um protocolo padronizado para monitoramento da vegetação de tundra. A tundra é um ecossistema flutuante e complexo, com variáveis climáticas que afetam a interpretação precisa dos dados de satélite. A cobertura de neve do Ártico pode ocorrer em qualquer época do ano e obscurecer o que está acontecendo com as plantas abaixo. Freqüentemente nublado, o Ártico também fica escuro na metade do ano. Quando presente, o ângulo da luz solar do Ártico pode criar sombras enormes. “As sombras são ótimas se você está tirando fotos de paisagens para se divertir, mas são ruins se você está tentando entender as plantas com um computador”, diz Kerby. Uma planta verde na sombra não parece verde.
Digite o drone . Mesmo quando equipados com câmeras digitais bastante simples e prontas para uso, os drones podem criar uma imagem clara do que está acontecendo no solo. Fotos da mesma coisa em ângulos diferentes, costuradas juntas, podem produzir modelos 3D. Kerby e Myers-Smith formaram a High-Latitude Drone Ecology Network, criando um protocolo padronizado para o monitoramento da vegetação da tundra.
Inicialmente cético quanto à utilidade dos drones, Scott Goetz, da Northern Arizona University, que não participou do estudo recente, agora está convencido de seu valor. "A escala é um dos principais problemas do sensoriamento remoto", disse Goetz, líder científico do Arctic Boreal Vulnerability Experiment (ABoVE) da NASA e investigador principal adjunto para a ciência na Investigação de Dinâmica de Ecossistema Global da NASA .
Uma imagem completa não é possível apenas com as medições de campo, mas vincular o sensoriamento remoto por satélite aos dados de campo tem sido um caminho longo e desafiador, explica Goetz, observando também que a resolução do sensor remoto está melhorando. "Não é que o NDVI não funcione ou que não possamos monitorar [o crescimento das plantas] de forma sistemática. É mais uma questão do componente do sistema que você deseja medir."
Dados NDVI, encontrados Cunliffe e colaboradores, tiveram um desempenho ruim quando se tratou de indicar a biomassa vegetal porque este indicador em larga escala de verdura não discrimina entre minúsculos organismos verdes como musgo ou líquen e formas maiores como arbustos.
Alemu Gonsamo, um cientista de sensoriamento remoto de vegetação e mudança climática da Universidade McMaster, no Canadá, que não esteve envolvido no estudo atual, diz que se as medidas estruturais derivadas dos drones forem devidamente integradas com lidar e medidas ecológicas ", elas fornecem uma oportunidade sem precedentes de monitorar mudanças tanto no verde da tundra quanto na estrutura do dossel, como a altura do dossel e a biomassa acima do solo. "
Quando se trata da utilidade dos drones neste contexto, as pessoas estão apenas começando, diz Logan Berner da Northern Arizona University, um colaborador do projeto ABoVE da NASA. Sobre o estudo de Cunliffe, Berner, que lidera um estudo avaliando as tendências do NDVI do Landsat no bioma tundra ártico desde os anos 1980, diz: "Há um enorme potencial para o tipo de trabalho que eles têm feito para melhorar nossa compreensão sobre o que essas mudanças no verde da tundra quero dizer, por que estão acontecendo e como o Ártico pode mudar no futuro. "
Esta história apareceu originalmente no Eos e é republicada aqui como parte da Covering Climate Now , uma colaboração jornalística global que fortalece a cobertura da história do clima.
