Műholdak dokumentálják a hőhullámok növényekre gyakorolt hatásait

Növények száraz földben.

Egy új tanulmány megmutatja hogyan hatnak a száraz peroódusok a fotoszintézisre a nap folyamán. A tanulmány azt találta, hőhullámok idején a tipikusan száraz régiókban a növények a reggeli órákban fokozzák szén-dioxid bevitelüket és csökkentik a fotoszintézist a nap közepén és délután. A kutatók elemezték az új generációs geostacionárius műholdaktól származó adatokat. - írja a Lipcsei Egyetem a phys.org -on.

Dr. Benjamin Dechant a Lipcsei Egyetem kutatótja, fizikus és ökológus, kutatását a térbeli-időbeli mintázatokra és a növények fotoszintézisének dinamikájára, valamint a növények és fatetők tulajdonságaira fókuszálja. Az adatokat részben egy az Amerikai Egyesült Államok egy 2020-as hőhullámában gyűjtötték.

Miért olyan fontos az hogy a növények fotoszintézis aktivitásukat a reggeli órákra tolják el forróság és szárazság idején? Bár ez az információ nem olyan új, de korábban csak növények, vagy ökoszisztémák egyes fajtáinak kis mértékű tanulmányain alapulnak, például egy erdő terület szintjén, és még történtek nagyobb mértékű megfigyelések műholdakkal. Az új tanulmány az első, ami kvantifikálja ezt a reggel felé való elmozdulást a kontinentális Amerikai Egyesült Államokban műhold mérések alapján. Az eredmények felhasználhatók például arra, hogy kiértékeljék és javítsák a növényzet modelljeinek szimulációs eredményeit, mivel ezek fontosak a globális szénciklus előrejelzéséhez.

A globális felmelegedés fokozódásával az elmozdult fotoszintézis aktivitás jelensége valószínűleg gyakoribbá válik. Milyen hatása van ennek a növény egyedekre és az egész ökoszisztémára?

A fotoszintézishez a növényeknek ki kell nyitni leveleiken lévő pórusaikat, és ez a víz evaporációját okozza. Szárazság és hőhullám idején a növény egyedeknek minimalizálniuk kell a vízveszteségüket, miközben fenn kell tartani egy minimális mennyiségű fotoszintézist.

Ha az ilyen körülmények hosszabb ideig fennállnak és a növények nem tudnak magukhoz venni elegendő mennyiségű vizet a gyökereiken keresztül, akkor nagyobb mértékű növény pusztuláshoz vezethet,

különösen azoknál a fajtáknál, amelyek nem alkalmazkodtak ilyen extrém környezeti feltételekhez.

Az ökoszisztémák szintjén a levelekből történő a drasztikusan lecsökkent vízpárolgás a nap későbbi szakaszában hatással lehet a hőmérsékletre is. Ez a vízpárolgás általában csökkenti a levegőt, és a hűsítő hatás csökkeni fog a normál körülményekhez képest.

Ennek negatív hatása lehet például az adott ökoszisztémákban élő állatokra, és persze kézzelfogható hatása lehet a városokban is. Visszacsatoláshoz is vezethet, amelyben a szárazság fokozódik a csökkent párolgás miatt.

Növények száraz földben. Forrás: https://phys.org/news/2023-08-satellites-document-effects.html

A kutatócsapat értékelte a geostacionárius műholdak adatait. Ezek a műholdak mindig a Föld felszínének ugyanazon helyszíne felett vannak. A geostacionárius műholdakat évtizedek óta kommunikációs célokra és időjárás előrejelzésre (például hurrikánok és ciklonok) használják, de a vegetáció kutatásban csak korlátozott haszna van. Az újabb fajta geostacionárius műholdak fel vannak szerelve érzékelőkkel, amik szintén lefedik az elektromágneses spektrum azon részét, amire szükség van a növényzet megfigyeléséhez.

Bár ezeknek a geostacionárius műholdaknak a térbeli felbontása nem olyan nagy, mint a hagyományosaké, megvan az a jelentős előnyük, hogy nagyon nagy az időbeli felbontásuk 5 perc és 1 óra között. Így a kutatók képesek folyamatosan olyan releváns méréseket végezni a nap folyamán, ami másként csak a Föld felszínén lévő mérőtornyokkal lehetséges. Ezzel a technológiával a kutatók messze több mérést tudnak végezni felhőtlen körülmények közt és fontos az olyan tanulmányokhoz is, amik szezonális időskálákkal dolgoznak, például a növény fenológia, és kulcsfontosságú az olyan régiókban, ahol nagyobb a felhborítás, mint például a trópusok, amelyek alapvető szerepet játszanak a globális szénciklusban.

A jövőben lesz egy sok geostacionárius műholdakból álló hálózat, ami majdnem az egész bolygót lefedő hasonló méréseket végez. Ezek egyike az ESA satellite Sentinel-4 lesz, melyet jövőre küldenek pályára a nagyon sikeres Copernicus program részeként.

(Forrás: https://phys.org/)