Um esforço liderado pela NASA para avançar nossa capacidade de monitorar a mudança dos ecossistemas árticos e boreais começou sua segunda temporada, com a primeira aeronave voando sobre o Alasca e o noroeste do Canadá este mês.

Cientistas com o Experimento de Vulnerabilidade Ártico-Boreal, ou acima, voará conjuntos de instrumentos científicos em nove aviões neste verão, além de trabalho de campo baseado em solo em florestas e tundra permafrost. Ao longo de seus planejados 10 anos, a campanha de campo ABoVE reunirá dados para entender melhor como as mudanças ambientais no extremo norte estão afetando o meio ambiente local, e como essas mudanças podem afetar pessoas e lugares além do Ártico.

“Estamos começando a abordar algumas das grandes questões sobre o sistema climático, por exemplo, como as mudanças nos ecossistemas árticos afetam a troca de carbono entre a terra e a superfície da água e a atmosfera, "disse Peter Griffith, Gerente de projeto ABoVE no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland.

A campanha de campo da ABoVE começou oficialmente em 2016, com centenas de pesquisadores de universidades, agências estatais, e agências federais dos EUA e do Canadá que realizam trabalho de campo sobre a estrutura florestal, degelo do permafrost, a troca de gases de carbono entre a atmosfera e a terra, habitat da vida selvagem e muito mais.

Este Verão, a campanha se expande para incluir a medição da região de aeronaves usando sensores de última geração que podem se tornar a base para a próxima geração de sensores espaciais para estudar ecossistemas terrestres. Entre o final de maio e outubro, haverá pelo menos uma aeronave em campo a qualquer momento. Os dados desses voos vinculam as medições detalhadas que os cientistas podem reunir em um local específico no solo com toda a região, mas menos detalhado, visualizações de satélites, Griffith disse.

"A campanha aerotransportada fornece a conexão científica entre as observações no solo e as observações do espaço, "disse ele." Isso nos permite dimensionar as medições intensivas em um local de estudo específico, para uma vasta paisagem de tamanho realmente intimidante. "

Instrumentos coletando dados para ABoVE neste verão, principalmente voando de Fairbanks, Alaska e Yellowknife, Canadá são:

• O instrumento Airborne Microwave Observatory of Subcanopy and Subsurface (AirMOSS), na aeronave G-III do Johnson Space Center da NASA, e o Radar de Abertura Sintética de Veículo Aéreo Desabitado (UAVSAR), na aeronave C-20A do Armstrong Flight Research Center da NASA. Ambos os instrumentos de radar irão estudar solos - medindo a umidade do solo, se o solo está congelado, e a profundidade do solo descongelado.
• A terra, Sensor de vegetação e gelo (LVIS) na aeronave B200T da Dynamic Aviation. LVIS é um instrumento lidar que mede a estrutura da vegetação e topografia do solo, e, junto com outros dados, permitirá que os cientistas estudem como o aquecimento das temperaturas altera a composição e a extensão das florestas, e como o degelo do permafrost altera as alturas da superfície.
• O espectrômetro aerotransportado de imagem visível / infravermelho (AVIRIS-NG) na aeronave B200 da Dynamic Aviation. AVIRIS é um espectrômetro de imagem que coleta informações em 224 comprimentos de onda, permitindo que os cientistas reúnam dados sobre a saúde da vegetação e características atmosféricas, incluindo plumas de metano.
• O instrumento de radar Airborne Surface Water and Ocean Topography (AirSWOT) na aeronave B-200 da NASA AFRC. AirSWOT, um instrumento de teste para a missão planejada de satélite SWOT, com lançamento previsto para 2021, irá medir a extensão da água superficial, inclusive nas regiões árticas, onde os lagos às vezes cobrem metade da paisagem.
• O conjunto de instrumentos Atmospheric Carbon (ATM-C), na aeronave Mooney da Scientific Aviation. ATM-C medirá gases de carbono - dióxido de carbono, metano e monóxido de carbono - no ar ao redor do avião, informando estudos em andamento sobre a troca de carbono entre a atmosfera e o solo.
• O espectrômetro de imagem de fluorescência de clorofila (CFIS) na aeronave DHC6 da Twin Otter International. O CFIS é um novo instrumento que usará um recurso da fisiologia vegetal - a clorofila nas folhas fica fluorescente quando captura energia da luz solar - para estimar a taxa de crescimento total das plantas em uma área.
• A detecção ativa de emissões de CO2 durante a noite, Dias, e Seasons (ASCENDS) conjunto de instrumentos na aeronave DC-8 da NASA AFRC. Vários instrumentos medirão o dióxido de carbono na coluna atmosférica, coleta de dados, bem como teste de novas abordagens que poderiam ser usadas em uma missão de satélite futura.

"Haverá uma grande quantidade de dados, "disse Scott Goetz, O líder científico da ABoVE é professor da Northern Arizona University em Flagstaff. "Depois de todos os esforços para coordenar essas medições, teremos dados que cobrem locais de campo intensamente estudados a partir de diversos instrumentos e perspectivas diferentes. "

Por exemplo, ele disse, equipes usando diferentes instrumentos serão capazes de fornecer uma imagem detalhada da variabilidade das paisagens sobre o permafrost em comparação com áreas sem o permafrost. Os cientistas irão analisar diferentes conjuntos de dados para determinar quanto solo descongelado está no topo do solo que está congelado ao longo do ano, examine como isso muda entre as estações, descreva como isso influencia quais árvores ou vegetação crescem acima e monitore como o degelo do solo influencia as emissões de carbono.

"Temos planejado os detalhes da campanha aerotransportada nos últimos seis meses, e toda a equipe está animada para chegar aos voos científicos, "disse Charles Miller, ABoVE, chefe de ciência e cientista pesquisador do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia. "Esta será a primeira vez que muitos dos sensores aerotransportados da NASA voarão no extremo norte, e esperamos que eles forneçam percepções novas e exclusivas. Isso é particularmente verdadeiro para o uso de combinações inovadoras de múltiplos sensores - como radar mais lidar - para estudar interações complexas entre permafrost, vegetação e água. "

Mais de 500 pesquisadores e equipe de apoio estão envolvidos no ABoVE, Goetz disse. Os dados coletados este ano também podem servir como base para futuros esforços aerotransportados.

"Veremos que tipo de mudanças ocorrem ao longo de uma temporada, mas também veremos isso entre os anos, "disse ele." Estas são medidas extremamente importantes, em um momento em que o Ártico está mudando rapidamente. "