پرتاب بزرگترین رادار جهان به فضا برای اندازهگیری زیستتوده جنگلهای زمین

آژانس فضایی اروپا با همکاری ایرباس، ماهواره بیومس را برای اندازهگیری دقیق زیستتوده جنگلهای جهان پرتاب کرده است؛ این ماهواره با نفوذ به زیر پوشش گیاهی، دادههای سهبعدی از ساختار داخلی جنگلها، از جمله ارتفاع درختان و توپوگرافی زمین را جمعآوری میکند. هدف اصلی آن، ارزیابی ذخایر و جریانهای کربن در خشکیها است که به درک بهتر تغییرات اقلیمی کمک میکند که نویدبخش اطلاعات جدیدی در مورد وضعیت جنگلها و تغییرات آنها است.
ماهواره بیومس برای دیدن عمق جنگلها از راداری با طول موج بلند بهره میگیرد
در تصاویر ماهوارهای، جنگلهای استوایی به صورت قالیهای سبز مخملی دیده میشوند؛ زیرا تنها نوک درختان از فضا قابل مشاهده است. این تصاویر اطلاعاتی در مورد ارتفاع یا ضخامت تنههای درختان ارائه نمیدهند. رادارهای نصب شده بر روی ماهوارههایی مانندسنتینل-۱ (Sentinel-1) از امواج رادیویی کوتاه مانند سی-باند (C-band) با طول موج بین ۳.۹ تا ۷.۵ سانتیمتر استفاده میکنند که برای نفوذ به پوشش گیاهی و جمعآوری دادههای مرتبط با ویژگیهای سطح زمین به کار میروند، اما مستقیما ارتفاع تنهها را اندازهگیری نمیکنند.
سایپال توضیح میدهد: «مقیاس سامانههای راداری متناسب با طول موج تغییر میکند؛ هرچه طول موج بلندتر باشد، آنتن بزرگتری نیاز است؛ بنابراین، در این پروژه به سازههای بزرگتری نیاز است.»
ممنوعیت استفاده از رادارهای باند P در مدار زمین
سایپال میگوید: «فرکانس اولیه در باند P معمولا به رادارهای ردیابی تکهدف (SOTR) بسیار بزرگ تخصیص مییابد که آمریکاییها از آن برای تشخیص موشکهای بالستیک قارهپیما استفاده میکنند و این موضوع طبیعتا برای ما مشکلساز بود. واقعا ناراحتکننده است؛ چون این ماموریتی اروپایی است و میخواستیم از جنگلهای اروپا هم داده جمعآوری کنیم، اما بهجز اروپا و آمریکای شمالی سایر نقاط جهان تحت پوشش کامل این ماموریت قرار خواهند گرفت.»

ماموریت بیومس برای ۵ سال برنامهریزی شده که ۵ ماه اول به کالیبراسیون رادار و سایر تجهیزات اختصاص دارد. پس از آن، ماهواره وارد فاز توموگرافی میشود تا دادههایی را برای ساخت نقشههای دقیق زیستتوده جنگلی در مناطقی مانند هند، استرالیا، سیبری، آمریکای جنوبی و آفریقا جمعآوری کند. سایپال توضیح میدهد: «توموگرافی مثل سیتیاسکن در بیمارستان عمل میکند. ما از هر منطقه از زوایای مختلف تصویر میگیریم و درنهایت نقشه سهبعدی از ساختار جنگلها تولید میکنیم.»
ماهواره بیومس قرار است نقشههای سهبعدی با وضوح یک هکتار از جنگلهای استوایی ارائه دهد؛ این نقشهها شامل اطلاعاتی از ارتفاع درختان گرفته تا ارتفاع زمین خواهند بود، دادههایی که تاکنون در اختیار نداشتیم. سایپال میگوید: «هدف علمی این ماموریت درک عمیق نقش جنگلها در چرخه جهانی کربن است. تمرکز اصلی ما روی مناطق استوایی است؛ چون این جنگلها هم انبوهترین پوشش گیاهی را دارند هم بیشترین خطر نابودی تهدیدشان میکند و هم کمترین شناخت را از آنها داریم.»
باوجود چشمانداز بلندپروازانه ماموریت بیومس، برخی محدودیتها همچنان باقی خواهند ماند. ایرنا هاینسک، استاد سنجش از دور در موسسه فناوری که در این پروژه مشارکتی ندارد، میگوید: «یکی از نقاط ضعف این ماموریت این است که بهدلیل زمانبر بودن پوشش جهانی زیستتوده، نمیتوانیم تغییرات فصلی در جنگلها را طی سال رصد کنیم و این ماموریت نمیتواند به تمام پرسشهای ما درباره چگونگی عملکرد منابع جذب کربن پاسخ دهد.»
هاینسک میگوید: «در تمام برآوردهایمان از تغییرات اقلیمی، میدانیم چه میزان کربن در جو وجود دارد، اما اطلاعات بسیار کمی درباره مقدار کربنی که در خشکی ذخیره شده، داریم.» به گفته او، ماموریت بیومس محدودیتهایی دارد؛ ازجمله اینکه نمیتواند کربن ذخیرهشده در خاک مناطق منجمد (Permafrost) را اندازهگیری کند، درحالیکه این نواحی بخش قابلتوجهی از کربن را در خود نگه میدارند.
هاینسک معتقد است دادههای بهدستآمده از این ماموریت، تحولی مهم در دانش ما از چرخه کربن ایجاد خواهند کرد، چه مقدار کربن در جنگلها ذخیره شده و چه مقدار از آن بهدلیل عواملی مانند جنگلزدایی یا آتشسوزی آزاد میشود و این دستاوردی بزرگ خواهد بود.