Vorige lente, NASA-onderzoekers vlogen over de Everglades en Puerto Rico om te meten hoe mangroven en regenwouden in de loop van de tijd groeien en evolueren. Vijf maanden later, orkanen Irma en Maria scheurden door die studiegebieden - en creëerden een unieke kans om de verwoestende effecten van enorme stormen op deze ecosystemen te onderzoeken, evenals hun geleidelijke herstel.

Vliegen over dezelfde paden over de Everglades drie maanden na orkaan Irma, de voorlopige bevindingen van de wetenschappers onthullen dat 60 procent van de geanalyseerde mangrovebossen zwaar of ernstig beschadigd was. Volgende week, het team zal terugkeren naar Puerto Rico om daar een verkenning van het regenwoud in de lucht uit te voeren, de schade te kwantificeren en mogelijk locaties te identificeren die kwetsbaar zijn voor aardverschuivingen.

Het uitzicht op het zuidoosten van Florida, minder dan drie maanden nadat orkaan Irma toesloeg, onthulde zwaden van bladerloze bomen en gebroken takken, zelfs ontwortelde mangrovebomen.

"Het is onthutsend hoeveel er verloren is gegaan. De vraag is, welke gebieden zullen teruggroeien en welke gebieden niet, " zei Lola Fatoyinbo, een teledetectiewetenschapper bij NASA's Goddard Space Flight Center in Greenbelt, Maryland en de hoofdonderzoeker van het Florida-project. "Dit is een kans - met al deze gegevens, we kunnen echt een verschil maken door te begrijpen hoe orkanen de mangrove-ecosystemen van Florida beïnvloeden."

Het project in Zuid-Florida begon met een vraag over hoe zoetwaterecosystemen, zoals zaaggrasmoerassen van de Everglades, gaan over op zoutwaterecosystemen. Deze verandering, die het gevolg kunnen zijn van een stijgende zeespiegel en kusterosie, kan invloed hebben op de lokale bodemmicroben, vegetatie en zelfs de watervoerende lagen die Miami gebruikt voor zijn drinkwater.

De wetenschappers hebben gegevens van de Landsat-satellieten gebruikt om de omvang van de orkaanschade aan de bossen in de afgelopen 30 jaar te meten. De Landsat-beelden geven niet alleen informatie over de omvang van de schade, maar ook de tijd die het bos nodig heeft om te herstellen. Tegelijkertijd kunnen de satellietbeelden ook gebieden identificeren waar kwetsbare bossen zijn vervangen door open water.

"We willen weten hoe snel deze overgang plaatsvindt. Door de ruimtelijke veranderingen die per satelliet worden gemeten te combineren met de structurele informatie die we vanuit de lucht meten, kunnen we inschatten waar de belangrijkste habitats zijn die het meest kwetsbaar zijn voor orkanen en het binnendringen van zout water, " zei David Lagomasino, een teledetectiewetenschapper bij Goddard.

Een team van wetenschappers werkte samen met lokale landbeheerders, inclusief het Everglades National Park en Florida Fish and Wildlife, om in april 2017 gegevensverzamelingsvluchten te plannen en uit te voeren voor een wetenschappelijk instrument genaamd Goddard's Lidar, Hyperspectrale en warmtebeeldcamera, of G-LiHT. G-LiHT verzamelt meerdere metingen tegelijk, inclusief de hoogten van de vegetatie van een lidar-instrument, en foto's in hoge resolutie.

"We hadden deze geweldige dataset - toen ging de orkaan door, " zei Lagomasino. Orkaan Irma, met winden van meer dan 140 mijl per uur (225 kilometer per uur), geveegd door het Everglades National Park op 10 september, 2017. "Orkanen zijn een natuurlijk onderdeel van het ecosysteem, en we weten dat het ecosysteem na orkanen grotendeels terugkeert. Maar niet honderd procent." Gebieden zonder overlevende of hergroeiende mangrovebomen kunnen naburige ecosystemen het risico geven op extra effecten van stormvloeden en het binnendringen van zout water.

Nadat het team dezelfde paden had afgelegd over 500 vierkante mijl (1, 300 vierkante km) wetlands, een voorlopige analyse van de twee sets vluchten wees uit dat gaten in het bladerdak van afgebroken takken en ontwortelde bomen 40 procent van het gebied bedekten. In de gebieden die het hardst zijn getroffen, de hoogtemetingen van G-LiHT toonden aan dat de gemiddelde hoogte van het bladerdak door omgevallen takken en bomen met 3 tot 5 voet (1 tot 1,5 meter) werd verkort.

De onderzoekers sloten zich ook aan bij wetenschappers van lokale instanties en organisaties om de orkaanimpact vanaf de grond te meten. Wandelen in de wetlands, ze gebruikten laserscanners om driedimensionale beelden van de bomen te maken, takken en zelfs bladeren die de bosstructuur vormen.

"Het aantal omgevallen bomen, in sommige gevallen gewoon volledig versplinterd, indrukwekkend om te zien, ' zei Lagomasino.

Het team is nu van plan om datasets van voor en na de orkaan te vergelijken om te zien of de gebieden die vóór de storm onder druk stonden - of het nu gaat om aantasting door zout water, ontwikkelingen in de buurt, of andere redenen - corresponderen met de gebieden die niet zo snel herstellen, of helemaal niet herstellen. Lagomasino wil ook andere schadepatronen opzoeken en boomsterfte inschatten. collectief, de G-LiHT-gegevens zullen helpen om een ​​beter begrip te krijgen van de kwetsbaarheid van de kustecosystemen van Florida voor stormen.

"Er zijn zoveel gegevens, en we proberen nu te zien wat ons belangrijke informatie over het landschap kan geven voordat we het volgende orkaanseizoen ingaan, "Zei Lagomasino. "Er is veel te doen."

De opslag van gegevens na de orkaan - allemaal gratis en beschikbaar voor het publiek - staat op het punt te groeien. G-LiHT-vluchten boven Puerto Rico, die werd getroffen door zowel orkaan Irma als de categorie 4 orkaan Maria op 20 september, staan ​​gepland voor volgende week.

Het team zal dezelfde vliegroutes vliegen die ze in maart 2017 hebben onderzocht, met enkele extra routes die zijn ontworpen om gegevens te verzamelen over aardverschuivingen en andere interessante locaties. Zoals ze in Florida deden, ze zullen samenwerken met lokale ecologen en bosbeheerders om wat ze vanuit de lucht meten te verbinden met wat ze vanaf de grond meten.

"Het is een goede manier om te documenteren welke gebieden gevoeliger waren voor gebeurtenissen zoals orkaan Maria, " zei Bruce Cook, G-LiHT's hoofdwetenschapper bij NASA Goddard. "En het is ook een manier om het herstel te volgen. Veel mensen zijn geïnteresseerd in het herstel, en waar we het over zouden kunnen hebben als het gaat om het herstel van de bossen in de toekomst, en of het menselijke tussenkomst zal vereisen."