NASA captura carbono sequestrado de 9,9 bilhões de árvores com aprendizado profundo e imagens de satélite
Uma equipe de pesquisa liderada pela NASA usou imagens de satélite e métodos de inteligência artificial para mapear bilhões de copas de árvores discretas em uma escala de 50 cm. As imagens abrangeram uma grande faixa do árido norte da...

Madeira, folhagem e carbono radicular de 9.947.310.221 árvores com área de copa >3 m 2 em 9,7 milhões de km 2 foram mapeados. a, Nosso estudo cobriu o sul do Saara, o Sahel e a zona norte do Sudão da África e mostrou a densidade de carbono agregada (folhagem + madeira + raiz) por hectare para 9.947.310.221 copas de árvores da área média de precipitação de 0 a 1.000 mm ano -1 . As isoietas marcam os anos 150, 300, 600 e 1.000 mm -1zonas de precipitação (de norte a sul). b, Exemplo mostrando o estoque de carbono lenhoso de cada árvore para uma área agroflorestal no Senegal. c, Densidade média de carbono da árvore nos percentis 5, 25, 75 e 95 ao longo do gradiente de precipitação para madeira, folhagem e raiz de carbono. d, Estoque médio de carbono de árvores individuais nos percentis 5, 10, 25, 75, 90 e 95 ao longo do gradiente de chuva. Nossa definição de árvore é uma copa de folhas verdes >3 m 2 com uma sombra associada. Crédito: Natureza (2023). DOI: 10.1038/s41586-022-05653-6
Uma equipe de pesquisa liderada pela NASA usou imagens de satélite e métodos de inteligência artificial para mapear bilhões de copas de árvores discretas em uma escala de 50 cm. As imagens abrangeram uma grande faixa do árido norte da África, do Atlântico ao Mar Vermelho. Equações alométricas baseadas em amostragem prévia de árvores permitiram que os pesquisadores convertessem as imagens em estimativas de madeira, folhagem, tamanho da raiz e sequestro de carbono.
A nova estimativa da NASA, publicada na revista Nature , foi surpreendentemente baixa. Embora a estimativa típica do estoque de carbono de uma região possa depender da contagem de pequenas áreas e da extrapolação dos resultados para cima, a técnica demonstrada pela NASA conta apenas as árvores que realmente estão lá, até a árvore individual. Jules Bayala e Meine van Noordwijk publicaram um artigo News & Views no mesmo jornal comentando o trabalho da equipe da NASA.
A expectativa inicial de contar todas as árvores espalhadas, em áreas que os modelos anteriores frequentemente representavam por valores zero, foi apagada por grandes superestimativas em outras áreas das avaliações anteriores. Em tentativas anteriores de usar satélites, terras cultivadas e vegetação terrestre afetaram adversamente as imagens ópticas. Se o radar fosse usado, a topografia, as zonas úmidas e as áreas irrigadas afetariam o retroespalhamento do radar, prevendo estoques de carbono mais altos do que as estimativas atuais da NASA.
Mapeamento baseado em aprendizado profundo
Os pesquisadores aplicaram o mapeamento de árvores baseado em aprendizado profundo, treinado manualmente em cerca de 90.000 árvores, a um conjunto de dados de quase 300.000 imagens de satélite para medir mais de 9,9 bilhões de plantas lenhosas que exibiam uma sombra e uma área de copa superior a 3 metros quadrados. Apenas feições que mostravam uma área de copa distinta e uma sombra associada foram selecionadas, o que permitiu à equipe excluir pequenos arbustos, aglomerados de grama, pedras e outras feições enganosas.
As regiões fotografadas foram correlacionadas para refletir quatro zonas de chuva; hiperárido, árido, semi-árido e sub-úmido seco – pois a chuva afeta a absorção e o armazenamento de carbono. Enquanto a folhagem representa apenas 3% da massa seca total, ela foi utilizada como medida indireta para quantificar a massa total. A proporção da massa da raiz é, em média, 15-20% da massa total e também foi derivada com base na folhagem.
Deseja visualizar o grande conjunto de dados de mapeamento de árvore em um formato de navegador interativo? Os pesquisadores também, então eles criaram um visualizador bacana para trabalhar e o disponibilizaram publicamente aqui .
A capacidade de rastrear a eficácia do sequestro de carbono pode assumir importância global na luta contra as mudanças climáticas. O reflorestamento é um método líder pelo qual as nações do mundo se comprometeram a compensar sua pegada de carbono.
No entanto, a praticidade desses compromissos está sob escrutínio de uma equipe de 20 pesquisadores que trabalham com a iniciativa de pesquisa climática interdisciplinar da Universidade de Melbourne. Eles somaram as obrigações e descobriram que seria necessário plantar árvores em quase 1,2 bilhão de hectares, uma área maior que a Europa ou os Estados Unidos e aproximadamente a quantidade de terra atualmente usada para cultivos globalmente.
Mais informações: Compton Tucker et al, Estoques de carbono em escala subcontinental de árvores individuais em terras secas africanas, Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-022-05653-6
Jules Bayala et al, Estoques de carbono de bilhões de árvores africanas individuais estimadas, Nature (2023). DOI: 10.1038/d41586-023-00531-1
Informações da revista: Nature