«Зеленые легкие» начали коптить? Почему леса Африки больше не спасают планету, а нагревают её

Долгое время в климатических моделях существовал баг,который никто не хотел замечать. Считалось, что тропические леса Африкиработают как безусловный буфер, поглощающий антропогенный CO2. Эта аксиомадержалась на данных пассивных оптических спутников (вроде Landsat), которыеотлично видят площадь «зеленого пятна», но слепы к тому, что происходит подкроной.

Новое исследование, опубликованное в Scientific Reports,основано на принципиально ином подходе — активном сканировании. СпециалистыNCEO (Национальный центр наблюдения Земли) объединили данные с лазерноговысотомера на МКС и японских радаров, чтобы получить волюметрическую (объемную)карту биомассы. Результат: с 2010 года углеродный баланс Африки ушел в минус.Континент больше не поглощает, а эмитирует.

Разберем, как именно пропустили этот сдвиг и почему оптикапроигрывает радарам в лесу.

Аппаратная часть: почему Landsat врал, а GEDI увидел

Проблема оптического мониторинга в том, что он работает в 2D. Для сенсоравидимого диапазона деградировавший лес (где вырубили подлесок и часть крупныхдеревьев) и здоровый лес выглядят почти одинаково — как набор зеленых пикселей.Индекс NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) здесь бесполезен.

Чтобы увидеть реальную плотность биомассы, авторы работыиспользовали мультимодальный стек:

• GEDI (Global Ecosystem Dynamics Investigation). Этополноценный лидар, установленный на модуле JEM-EF Международной космическойстанции. Он стреляет лазерными импульсами в ближнем ИК-диапазоне, получая навыходе «волновой профиль» (waveform). Это позволяет буквально измерить высотукаждого дерева и плотность кроны по вертикали.

• ALOS PALSAR. Японские спутники с радаром L-диапазона (длинаволны ~23 см). В отличие от коротковолновых радаров (X или C), L-band имеетпроникающую способность. Он проходит сквозь листву и отражается от стволов икрупных ветвей.

Скормив эти массивы нейросети для экстраполяции, ученыеполучили карту плотности биомассы с разрешением, недоступным ранее.

Математика потерь: 106 мегатонн в год

Данные показали четкую точку бифуркации — 2010 год. До этого момента системаработала в плюс. После — началась деградация. Сейчас чистая эмиссия (выбросыминус поглощение) составляет 106 мегатонн углерода ежегодно.

Важно понимать: это не всегда полная вырубка(deforestation), которую видно глазами. Это именно скрытая деградация. Лесстоит, но он «пустой» внутри. Выборочные рубки ценных пород и низовые пожарыснижают плотность биомассы, превращая джунгли из хранилища углерода в егоисточник.

Особенно сильно это ударило по бассейну Конго и Мадагаскару.Ранее существовала гипотеза, что потеря джунглей компенсируется разрастаниемкустарников в саваннах (эффект «озеленения»). Радарные данные ALOS похоронили этунадежду: плотность углерода в кустах саванны на порядок ниже, чем в стволовойдревесине тропиков. Математика не сходится.

Что это меняет для моделей

Большинство текущих прогнозов (в том числе IPCC) закладывают параметр LandCarbon Sink как отрицательную величину. Грубо говоря, мы рассчитываем, чтоприрода «спишет» нам часть долгов по выбросам. Данные GEDI показывают, что вслучае с Африкой этот кредит закрыт.

Это означает, что «природный буфер» истощаетсябыстрее расчетных значений. Если второй по величине массив дождевых лесовпланеты стал эмиттером, глобальный углеродный бюджет придется пересчитывать сдефицитом. Инициативы вроде AFR100 (восстановление 100 млн га) теперь выглядятне как улучшение экологии, а как попытка латания дыр в системе жизнеобеспечения.

Детальную методологию калибровки лидара GEDI и полные выкладки по углеродному балансу можно изучить в оригинальной публикации в журнале Nature Scientific Reports: Africas forests are no longer saving us from climate change.