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Institute im Acadia National Park in Maine.Nelson gehört zu den Wissenschaftlern, die die Region mittels Fernerkundung untersuchen.Die Beobachtung von Vegetationsverschiebungen in der Arktis kann Wissenschaftlern helfen zu verstehen, wie sich das Gebiet verändert, wenn sich die Welt erwärmt.Forscher haben bereits die Ausdehnung borealer Wälder in die Tundra dokumentiert.Und an vielen Orten in der Region wird die Tundra laut jüngsten Satellitenbeobachtungen grüner.NASA-Postdoktorand Andy Maguire sagt, dass diese Vegetationsveränderungen Einblicke in Schlüsselfragen geben, wie zum Beispiel herauszufinden, ob möglicherweise Kohlenstoff aus dem gefrorenen Lagerhaus der Region entweicht.„Dramatische Veränderungen in der Zusammensetzung und Produktivität von Pflanzengemeinschaften in von Permafrost dominierten Landschaften, die oft mit der Degradation und dem Auftauen des Permafrosts zusammenhängen, können auf einen Übergang der Arktis von einer Netto-Kohlenstoffsenke zu einer Netto-Kohlenstoffquelle hindeuten“, schrieb er in einer E-Mail.Aber es ist schwierig, Vegetationsveränderungen in der riesigen, abgelegenen, dünn besiedelten arktischen Tundra zu untersuchen, wo Forschungsexpeditionen oft kostspielig und ressourcenintensiv sind.Pflanzen in der Tundra können winzig sein – einige nur einen Bruchteil eines Zolls hoch – und ein kleines Gebiet kann eine beträchtliche Artenvielfalt beherbergen, was die Studienbemühungen weiter erschwert.Um mehr darüber zu erfahren, was in diesen abgelegenen Regionen passiert, verwenden Wissenschaftler eine Fernerkundungstechnologie namens bildgebende Spektroskopie, um reflektiertes Licht zu messen, Veränderungen in der arktischen Tundravegetation aufzuzeichnen und Datenlücken zu schließen.Die bildgebende Spektroskopie sammelt Daten über reflektiertes Licht, das sie in kleinen Farbbändern messen kann.Spektrometer können Daten von Türmen, Drohnen, Flugzeugen oder sogar Weltraumsatelliten sammeln.In den Jahren 2027-2028, wenn die NASA das Earth System Observatory starten will, soll die Satellitengruppe ein bildgebendes Spektrometer umfassen.Forscher sagen, dass das System wertvolle Daten liefern wird, da die neue Technologie weit mehr Lichtbänder sammeln kann als bisher möglich.„Dies hat viele, viele Bänder, sodass es wirklich nuancierte Farbänderungen im Licht messen kann, das von der Erdoberfläche reflektiert wird“, sagte Maguire.„Als Fernerkundungswissenschaftler versuchen wir, dieses reflektierte Licht in Informationen darüber zu übersetzen, welche Arten von Pflanzen sich dort unten befinden.Wie gut funktionieren sie?Betreiben sie effizient Photosynthese?Sind sie gestresst?Sind sie inaktiv?“Die Fernerkundung kann Einblicke in die Vegetation in der riesigen Arktis geben, bringt aber auch Herausforderungen mit sich.Licht, Bodenbedeckung und die Zusammensetzung der Pflanzenvegetation können die Interpretation der Daten erschweren.In einigen Pflanzengemeinschaften in der Arktis kann die vorherrschende Art winzig sein – weniger als einen halben Zoll groß – und sehr feine Messungen erfordern.Durchsetzt mit diesen winzigen Moosen und Flechten sind viel größere Pflanzen, was die Analyse erschwert.Darüber hinaus dauert die arktische Vegetationsperiode nur wenige Monate, mit durchgehendem Licht während der Sommermonate, was es schwierig macht, schnell auftretende Veränderungen wie Pflanzenwachstum und Blüte im Auge zu behalten.Im Winter wird die Region monatelang in Dunkelheit getaucht, was lichtbezogene Messungen weiter erschwert.Bei der Messung der Lichtreflexion kann alles auf dem Boden – wie Schnee, Eis und Wasserlachen – oder in der Luft – wie Waldbrandrauch, Wolken und Feuchtigkeit – die Bilderfassung stören und die reflektierende Signatur beeinträchtigen.Schnee bedeckt den Boden in dieser Region normalerweise zwischen acht und elf Monaten im Jahr, was die Datenerfassung weiter erschwert.Fernerkundung entscheidend … aber immer noch Bedarf an soliden BodenmessungenDiese Probleme unterstreichen, dass das Sammeln von Daten vor Ort entscheidend für die genaue Interpretation von aus der Ferne gesammelten Daten bleibt.Mithilfe von Rucksackscannern, Bodensonden und Beobachtungen vor Ort sammeln Forscher Bodenkerne, messen die Bodensättigung und Gasmessungen, um zu erfahren, was Pflanzen tun, z. B. Atmung und Zersetzung.Darüber hinaus zeichnen Forscher vor Ort vegetative Bedeckung, Artenprävalenz, Pflanzenattribute und eine Reihe von biogeochemischen Messungen auf.Sie messen auch die reflektierenden Signaturen verschiedener Pflanzen und Blätter und erhalten chemische Daten über sie.„Sie brauchen einige Bodenmessungen“, sagte Nelson.„Während die Fernerkundung nützlich sein wird, wird es Dinge geben, die wir nicht verstehen werden, was in den Daten enthalten ist, weil wir keine Referenzmessung haben, auf die wir verweisen können.“Mithilfe einer Kombination aus Fern- und Vor-Ort-Daten können die Forscher dann Beobachtungen darüber machen, welche Arten von Pflanzen sich an einem Ort befinden, von Moosen und Tussock-Gräsern bis hin zu Sträuchern und anderen Tundraarten.Diese Daten sollen neue Erkenntnisse darüber liefern, wie es den Anlagen geht – und entscheidende Hinweise auf die Zukunft der Region.Kristen Pope ist eine freiberufliche Autorin und Redakteurin, die häufig für eine Vielzahl von Publikationen über Klimawandel, Ökologie, Tierwelt, Naturschutz und viele andere Themen schreibt.Sie hat einen Master-Abschluss ... 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