Wetenschappers hebben een nieuwe methode ontwikkeld om koolstoffluctuaties in bossen te meten; verwacht wordt dat het de nauwkeurigheid van wereldwijde koolstoframingen zal verbeteren.

grond gebruiken, in de lucht, en satellietgegevens, een divers team van internationale onderzoekers - waaronder NASA-wetenschappers - heeft een nieuwe methode ontwikkeld om te beoordelen hoe de veranderingen in bossen in de afgelopen twee decennia de koolstofconcentraties in de atmosfeer hebben beïnvloed.

Naast een beter begrip van de algemene rol van bossen in de wereldwijde koolstofcyclus, konden de wetenschappers ook onderscheid maken tussen de bijdragen van verschillende bostypes, bevestigend dat tussen de bossen, tropische bossen zijn verantwoordelijk voor de grootste component van wereldwijde koolstoffluctuaties - beide absorberen meer koolstof dan andere bostypen, en het vrijgeven van meer koolstof in de atmosfeer als gevolg van ontbossing en degradatie.

Bij het vrijmaken van land voor landbouw, industrie, en andere menselijke activiteiten verhogen kooldioxide in de atmosfeer, de voornaamste oorzaak van de wereldwijde toename van kooldioxide in de afgelopen eeuw is het gevolg van menselijke activiteiten waarbij fossiele brandstoffen zoals steenkool en olie worden verbrand. Per saldo, bomen en andere planten halen koolstofdioxide uit de atmosfeer.

De boskoolstoffluxkaart van de webapplicatie Global Forest Watch, en de bijbehorende studie gepubliceerd in Natuur Klimaatverandering op 21 januari tonen deze koolstoffluctuaties uit bossen in ongekend detail. Dit werd gepubliceerd slechts één dag nadat de Verenigde Staten zich weer hadden aangesloten bij het Klimaatakkoord van Parijs - een internationale inspanning om de wereldwijde temperatuurstijging te beperken, waarbij specifiek de nadruk wordt gelegd op het verminderen van emissies door ontbossing en bosdegradatie.

Door fotosynthese, bossen absorberen koolstofdioxide uit de atmosfeer om zuurstof te produceren, als aanvulling op de collectieve ademhaling van ander leven op aarde dat zuurstof inademt en kooldioxide verdrijft.

Volgens de onderzoekers is bossen hebben tussen 2001 en 2019 gezamenlijk ongeveer 15,6 miljard ton koolstofdioxide uit de atmosfeer van de aarde geabsorbeerd, terwijl ontbossing, branden, en andere verstoringen brachten gemiddeld 8,1 miljard ton koolstofdioxide per jaar vrij. Bossen over de hele wereld absorberen naar schatting ongeveer 7,6 miljard ton, fungeren als een netto koolstofput van ongeveer 1,5 keer de jaarlijkse uitstoot van de hele Verenigde Staten.

"Bossen fungeren als een tweebaans snelweg in het klimaatsysteem, " zei hoofdonderzoeker Nancy Harris, die fungeert als onderzoeksdirecteur voor het Forests-programma van het World Resources Institute (WRI). "Een gedetailleerd overzicht van waar beide partijen zich voordoen - bosemissies en bosverwijdering - voegt transparantie toe aan het monitoren van bosgerelateerd klimaatbeleid."

Deze nieuwe methodologie integreert datasets uit verschillende bronnen, inclusief rapporten ter plaatse, luchtgegevens, en satellietwaarnemingen, om het eerste consistente wereldwijde raamwerk te creëren voor het schatten van de koolstofflux specifiek voor bossen.

Dit is een verandering ten opzichte van de huidige jaarlijkse rapportage van nationale bosbouwgegevens, die nog steeds verschilt tussen landen, ondanks gestandaardiseerde richtlijnen van het Intergouvernementeel Panel over klimaatverandering (IPCC), vaak bepaald door de beschikbare middelen in die regio. Een dergelijk gebrek aan uniformiteit in de gegevens betekent dat wereldwijde koolstofschattingen een aanzienlijke mate van onzekerheid kunnen bevatten.

"Het goede is dat we weten dat er onzekerheid is en dat we die ook kunnen kwantificeren, " zegt co-auteur Lola Fatoyinbo, een wetenschapper van NASA Goddard's Space Flight Center in Greenbelt, Maryland. "Alle schattingen komen met een onzekerheid om hen heen, die steeds kleiner wordt naarmate we betere datasets krijgen."

De schattingen van de biomassa voor de studie waren gebaseerd op gegevens van NASA's Ice, Wolk, en land Elevation Satellite (ICESat), die voornamelijk is ontworpen om veranderingen in de dekking van de ijskap te volgen, maar biedt ook topografie- en vegetatiegegevens.

Vooruit gaan, NASA's Carbon Monitoring Systems Biomassa Pilot, die satelliet- en veldgegevens combineert om schattingen van vegetatie en koolstofvoorraden te verbeteren, NASA's ICESat-2, en het Global Ecosystem Dynamics Investigation (GEDI) - een met laser uitgerust instrument aan boord van het internationale ruimtestation dat de driedimensionale structuren van 's werelds gematigde en tropische bossen registreert - zal naar verwachting het inzicht in de koolstofverwijderingssnelheden in boslandschappen in de toekomst verder verbeteren . Als onderdeel van het GEDI-team, Fatoyinbo zegt dat ze meerdere relevante dataproducten zullen maken, zoals boomkruinprofielen en wereldkaarten van bovengrondse biomassa die nuttig zullen zijn voor het maken van toekomstige koolstofschattingen.

"Dit is een soort grote verschuiving in het paradigma van het monitoren van bossen, " zegt Sassan Saatchi, een wetenschapper bij NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië en een co-auteur van de studie. "Het bracht een nieuw beeld van waar de grote veranderingen plaatsvinden, in termen van zowel het landoppervlak dat koolstof aan de atmosfeer verliest als koolstof uit de atmosfeer absorbeert."

De nieuwe aanpak hielp ook te identificeren welke bostypes hogere onzekerheden hebben, aandacht voor tropische bossen, evenals gematigde bossen op het noordelijk halfrond. "Waar de onzekerheden groot zijn, dat is waar we ons op moeten concentreren en meer gegevens moeten verzamelen om beter te kwantificeren, ' zegt Saatchi.

Zodra er nieuwe gegevens beschikbaar zijn, het is relatief eenvoudig om de nieuwe cijfers te kraken.

"De manier waarop dit is opgezet, is in een cloud computing-platform, ", zegt Fatoyinbo. "Als er een nieuwe dataset uitkomt die veel beter is dan voorheen beschikbaar was, je kunt gewoon naar binnen gaan en het omwisselen. Dit was iets dat jaren duurde om te doen, en nu zou je het in een paar uur kunnen doen."

Hoewel de output naar verwachting niet significant zal veranderen, de onzekerheden zullen afnemen, wetenschappers een duidelijker beeld geven van de wereldwijde koolstofcyclus en beleidsmakers helpen informeren. Bijvoorbeeld, de studie toont aan dat 27% van 's werelds netto koolstofputten in bossen zich bevinden in beschermde gebieden, zoals nationale parken.

Overheden die hun uitstoot willen verminderen, hebben gegevens nodig die zo nauwkeurig en actueel mogelijk zijn. Fatoyinbo zegt dat "dit een raamwerk is dat daar echt bij kan helpen."