Výzkum ekosystémů v souvislosti se změnou klimatu

Díky rychle se rozvíjejícímu programu pozorování Země se významným způsobem rozšířily možnosti studování různých ekosystémů v souvislosti se změnou klimatu. V návrhu programu se jedná především o městské ekosystémy a využití kombinace různých metod dálkového průzkumu Země (DPZ), které pomohou sledovat reakce městských ekosystémů na změny klimatu, na mitigační či adaptační opatření:

1. Kvantifikace emisí metanu z vybraných objektů lidské činnosti pomocí metod letecké a družicové spektroskopie;
2. Určování a analýza pocitové teploty ve městě na základě termálních dat.

Metan (CH₄) je skleníkový plyn, jehož koncentrace vzrostla 2,5krát od průmyslové revoluce (Hartmann et al., 2013), a je druhým nejvýznamnějším skleníkovým plynem po oxidu uhličitém (CO₂). Antropogenní emise metanu pocházejí z velkého množství bodových zdrojů, včetně zařízení pro těžbu ropy a plynu, uhelných dolů, skládek, čistíren odpadních vod a chovů hospodářských zvířat. Emise metanu může mít významný vliv na rychlost oteplování v blízké budoucnosti, a proto Evropská komise přijala strategie ke snížení emisí metanu v rámci plánu v oblasti klimatu (2030 Climate Target Plan). Snížení emisí metanu je důležité pro zpomalení změny klimatu i pro zlepšení kvality ovzduší.

Identifikace zdrojů a kvantifikace emisí metanu lze dosáhnout pomocí metod dálkového průzkumu Země. Kombinace satelitních GHGSat (https://www.ghgsat.com/en/) dat a leteckých hyperspektrálních dat v krátkovlnné infračervené oblasti elektromagnetického spektra (SWIR) (https://olc.czechglobe.cz/) přinese nové poznatky pro hodnocení a mapování koncentrace metanu na lokální úrovni a může vylepšit modelovací proces toků skleníkových plynů v modelech, zaměřených na vývoj scénářů změny klimatu.

Města vykazují specifický teplotní chod, tzv. efekt tepelného ostrova. Jedná se o komplexní jev, který souvisí se strukturou města, použitými materiály, ale i produkcí odpadního tepla. Metody dálkového průzkumu mohou sloužit k dokumentaci vývoje efektu, a to i desetiletí dozadu díky dlouhým řadám satelitních snímků. Spíše hrubozrnný pohled ze satelitu je možné doplnit o detailní mapování pomocí letecké laboratoře zobrazujících systémů (https://olc.czechglobe.cz/), protože unikátní synergie optického, termálního a laserového skeneru umožňuje vytvářet komplexní přehled o albedu, emisivitě, teplotě povrchů a 3D struktuře města s detailem na úrovni jednotlivých domů a ulic.

Syntézou dat je pak možné i odvodit očekávanou pocitovou teplotu, jako jeden z parametrů pro tzv. chodeckost (walkability) města, kdy se dá vyčíslit teplotní stres pro obyvatele při pohybu ve městě během vln veder. Další aplikací je vyhodnocování stavu městské zeleně a jejího potenciálu pro ovlivnění teplotního režimu na úrovni městských částí, mj. se jedná o výšku a stav trávníků. Zatím co se vynakládají nemalé prostředky na budování zelených střech, často dochází k nevhodnému způsobu obhospodařování trávníků (např. sečení během sucha), které by přitom přineslo obdobnou anebo lepší službu obyvatelům měst než zelené střechy. Často však chybí osvěta a daty podložené argumenty pro komunikaci s veřejností. Dílčím výstupem má být právě podpora této osvěty.

Ing. Olga Brovkina, CSc.
CzechGlobe - Ústav výzkumu globální změny AV ČR
e-mail: brovkina.o(at)czechglobe.cz