ในขณะที่โลกอุ่นขึ้นภาพถ่ายจากดาวเทียมก็ส่งสัญญาณบ่งชี้อย่างชัดเจนถึงสภาพสีเขียวของอาร์กติก แต่สัญญาณสีเขียวปฏิเสธความซับซ้อนที่มากขึ้น การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศนำสงครามภาคพื้นดินมาสู่ทุ่งทุนดราเนื่องจากพืชแข่งขันกันเพื่อครอบครอง ในพื้นที่ทุนดราหลายแห่ง พุ่มไม้สูงจะบุกรุกพื้นที่เมื่อเปลือยหรือปกคลุมสั้น ๆ จากพืชเช่นไลเคน การทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงพืชอาร์กติกมีความสำคัญต่อการจัดเก็บข้อมูลและข้อเสนอแนะความเข้าใจคาร์บอนกลไกเพื่อช่วยในการปรับปรุงเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศรุ่น
แต่การเปิดเผยรายละเอียดปลีกย่อยเป็นสิ่งที่ท้าทายในสภาพแวดล้อมที่ห่างไกล เข้าถึงยาก และมีประชากรเบาบาง เป็นเวลาหลายทศวรรษแล้วที่การสำรวจระยะไกลได้ให้ดวงตาของอาร์กติกอยู่บนท้องฟ้า แต่มีข้อเสียอยู่ นักนิเวศวิทยาถูกท้าทายด้วยการพยายามคาดการณ์รูปแบบที่ละเอียดจากการสังเกตการณ์ดาวเทียมที่มีเนื้อหยาบ การวิจัยที่เกิดขึ้นใหม่ชี้ให้เห็นว่าโดรนสามารถช่วยลดขนาดที่ไม่ตรงกันได้
หลักฐานส่วนใหญ่ที่แสดงว่าอาร์กติกเป็นสีเขียวมาจากข้อมูลจากดาวเทียมที่โคจรรอบโลกตั้งแต่ปี 1970 ข้อมูลดาวเทียมให้ความละเอียดในระดับหยาบ ขนาดพิกเซลสามารถสอดคล้องกับพื้นที่ขนาดใหญ่ถึง 24 ตารางไมล์ (64 ตารางกิโลเมตร) Isla Myers-Smith นักนิเวศวิทยาด้านพืชพันธุ์แห่งมหาวิทยาลัยเอดินบะระอธิบาย
ในทางตรงกันข้าม เป็นเวลาเกือบสองทศวรรษที่ Qikiqtaruk ในเขต Yukon ของแคนาดา ทีมวิจัยของ Myers-Smith ได้วัดปริมาณการเปลี่ยนแปลงของพืชพรรณในแถบอาร์กติกในแปลงตารางเมตรเกี่ยวกับขนาดของโต๊ะกาแฟ ปีแล้วปีเล่า ทีมงานของเธอได้ปักหมุด 100 อันในแต่ละแปลง บันทึกทุกต้น ใบ และก้านของหมุดที่สัมผัสกัน มันเป็นงานที่เพียร การประเมินแต่ละตารางใช้เวลาหลายชั่วโมง
แต่ทุนดรานั้นกว้างใหญ่ มีเพียงเศษเล็กเศษน้อยของอาร์กติกเท่านั้นที่สามารถตรวจสอบได้ในรายละเอียดดังกล่าว สัญญาณสีเขียวโดยรวมจากดาวเทียม - ดัชนีความแตกต่างของพืชพันธุ์ (NDVI) - ไม่ผิดเพี้ยน แต่พืชจะโตขึ้นหรือไม่? พืชต่างรุกล้ำเข้ามาหรือไม่? การเปลี่ยนแปลงเป็นเนื้อเดียวกันหรือไม่? คำถามเหล่านี้ทำให้นักนิเวศวิทยาทุนดราสนใจอยากทราบว่าเกิดอะไรขึ้นบนพื้นดิน
เป็นการยากที่จะปรับขนาดจากแปลงตารางเมตรไปจนถึงสิ่งที่ดาวเทียมเห็นในพื้นที่กว้างใหญ่ "คุณจบลงด้วยช่องว่างระหว่างนั้น" แอนดรูว์ คันลิฟฟ์นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเอ็กซิเตอร์ในสหราชอาณาจักรกล่าว เขาเป็นผู้นำการศึกษาล่าสุดเกี่ยวกับช่องว่างนี้ ซึ่งตีพิมพ์ในจดหมายวิจัยด้านสิ่งแวดล้อม ผู้เขียนร่วมกับ Myers-Smith และอีกสามคนการศึกษาแสดงให้เห็นถึงความพยายามในวงกว้างในการเชื่อมโยงช่องว่างขนาดโดยใช้โดรน
การลับเลนส์ให้คมชัด
ดาวเทียมบอกเราเกี่ยวกับอาร์กติก "แต่ผ่านเลนส์ที่คลุมเครือ" เจฟฟ์ เคอร์บี ผู้เขียนร่วมการศึกษาจากมหาวิทยาลัยออร์ฮูสในเดนมาร์กกล่าว ข้อมูลดาวเทียมย้อนหลังไปถึงปี 1970 และ 1980 อาจมีประโยชน์ แต่ "พิกเซลอาจมีขนาดเท่าแมนฮัตตัน" เขากล่าว "จากข้อมูลดาวเทียมนี้ เรามีหลักฐานของการเปลี่ยนแปลง เพียงแต่ไม่ใช่ข้อมูลที่จะเข้าใจการเปลี่ยนแปลง"
สูงละติจูด Drone นิเวศวิทยาเครือข่ายสร้างโปรโตคอลมาตรฐานสำหรับการตรวจสอบพืชทุนดรา ทุนดราเป็นระบบนิเวศที่ผันผวนและซับซ้อน โดยตัวแปรสภาพอากาศส่งผลต่อการตีความข้อมูลดาวเทียมอย่างแม่นยำ หิมะที่ปกคลุมอาร์กติกสามารถเกิดขึ้นได้ทุกช่วงเวลาของปี และบดบังสิ่งที่เกิดขึ้นกับพืชด้านล่าง บ่อยครั้งที่มีเมฆมาก แถบอาร์กติกก็มืดไปครึ่งปีเช่นกัน ในปัจจุบัน มุมของแสงอาทิตย์ที่อาร์กติกสามารถสร้างเงาขนาดใหญ่ได้ Kerby กล่าวว่า "เงาจะดีมากหากคุณถ่ายภาพทิวทัศน์เพื่อความสนุกสนาน แต่อาจแย่หากคุณพยายามทำความเข้าใจต้นไม้ด้วยคอมพิวเตอร์ ต้นไม้สีเขียวในเงาดูไม่เขียว
เข้าไปในโดรน แม้จะติดตั้งกล้องดิจิตอลทั่วไปที่ค่อนข้างเรียบง่าย โดรนก็สามารถสร้างภาพที่ชัดเจนของสิ่งที่เกิดขึ้นบนพื้นดินได้ ภาพถ่ายของสิ่งเดียวกันจากมุมต่างๆ ที่นำมาต่อเข้าด้วยกัน สามารถสร้างแบบจำลอง 3 มิติได้ Kerby และ Myers-Smith ได้ก่อตั้งเครือข่าย Drone Ecology Network ที่มีละติจูดสูง โดยสร้างโปรโตคอลที่เป็นมาตรฐานสำหรับการตรวจสอบพืชทุ่งทุนดรา
ในขั้นต้นมีความสงสัยเกี่ยวกับประโยชน์ของโดรน ตอนนี้ Scott Goetz จากมหาวิทยาลัยนอร์เทิร์นแอริโซนาซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้เชื่อมั่นในคุณค่าของพวกเขา "ชั่งเป็นหนึ่งในประเด็นสำคัญที่มีการสำรวจระยะไกล" เก๊นำวิทยาศาสตร์ของนาซากล่าวว่าอาร์กติกเหนือช่องโหว่การทดลอง (ด้านบน) และรองผู้อำนวยการตรวจสอบหลักวิทยาศาสตร์ของนาซ่าในโลกระบบนิเวศ Dynamics สืบสวน
ภาพที่สมบูรณ์ไม่สามารถทำได้ด้วยการวัดภาคสนามเพียงอย่างเดียว แต่การเชื่อมโยงการสำรวจระยะไกลผ่านดาวเทียมกับข้อมูลภาคสนามเป็นเส้นทางที่ยาวนานและท้าทาย Goetz อธิบาย และสังเกตด้วยว่าความละเอียดในการตรวจจับระยะไกลกำลังดีขึ้น "ไม่ใช่ว่า NDVI ใช้งานไม่ได้หรือเราไม่สามารถตรวจสอบ [การเจริญเติบโตของพืช] อย่างเป็นระบบได้ เป็นปัญหาขององค์ประกอบของระบบที่คุณต้องการวัดมากกว่า"
ข้อมูล NDVI ที่พบว่า Cunliffe และผู้ทำงานร่วมกันนั้นทำงานได้ไม่ดีเมื่อต้องระบุชีวมวลของพืช เนื่องจากตัวบ่งชี้ความเขียวในวงกว้างนี้ไม่ได้แยกแยะระหว่างสิ่งมีชีวิตสีเขียวขนาดเล็ก เช่น ตะไคร่น้ำหรือไลเคน และรูปแบบที่ใหญ่กว่า เช่น ไม้พุ่ม
Alemu Gonsamo, พืชและนักวิทยาศาสตร์เปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศระยะไกลที่มหาวิทยาลัย McMaster ในแคนาดาที่ไม่ได้มีส่วนร่วมในการศึกษาในปัจจุบันกล่าวว่าหากมาตรการโครงสร้างทำเสียงขึ้นจมูกมามีการบูรณาการอย่างถูกต้องกับLIDARและมาตรการอ่อนหัด "พวกเขามีโอกาสที่ไม่เคยปรากฏมากับจอแสดงผล เปลี่ยนแปลงทั้งความเขียวขจีของทุนดราและโครงสร้างทรงพุ่ม เช่น ความสูงของทรงพุ่มและชีวมวลเหนือพื้นดิน”
Logan Berner จาก Northern Arizona University ผู้ร่วมงานในโครงการ ABoVE ของ NASA กล่าวถึงประโยชน์ของโดรนในบริบทนี้ ผู้คนเพิ่งเริ่มต้น จากการศึกษาของ Cunliffe Berner ซึ่งเป็นผู้นำการศึกษาเพื่อประเมินแนวโน้ม Landsat NDVI ทั่วไบโอมทุนดราของอาร์กติกตั้งแต่ช่วงทศวรรษ 1980 กล่าวว่า "มีศักยภาพมหาศาลสำหรับงานประเภทที่พวกเขาทำเพื่อปรับปรุงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ในความเขียวของทุนดรา หมายถึง เหตุใดจึงเกิดขึ้น และอาร์กติกจะเปลี่ยนไปอย่างไรในอนาคต"
เรื่องราวนี้เดิมปรากฏในEosและเผยแพร่ซ้ำที่นี่โดยเป็นส่วนหนึ่งของCovering Climate Nowซึ่งเป็นความร่วมมือด้านนักข่าวระดับโลกที่ช่วยเสริมความแข็งแกร่งในการรายงานข่าวเกี่ยวกับสภาพอากาศ
