Spektrikirjasto kertoo, miten pohjoisen puut heijastavat auringon säteilyä

Spektrikirjastossa on 25 eri puulajia. Kuva: Aarne Hovi

Ympäristöä havainnoivien kaukokartoitussatelliittien määrä kasvaa nopeasti. Uudet satelliitit pystyvät erottamaan yhä kapeampia aallonpituuskaistoja ja tekemään havaintoja maapallon metsistä yhä tiheämmin. Tämä avaa uusia mahdollisuuksia metsien tilan ja muutosten seurannassa.

Tulkinnan tueksi tarvitaan kuitenkin referenssiaineistoa eli maanpinnalla mitattua tietoa siitä, miten eri tyyppiset puut tai kasvit heijastavat auringon säteilyä. Referenssiaineistoja voidaan osin korvata fysikaalisilla malleilla, joita varten tarvitaan tietoa perusosasten eli lehtien ja neulasten heijastusominaisuuksista. Nyt Aalto-yliopiston spektrilaboratorion tutkijat ovat keränneet kansainvälisesti merkittävän spektrikirjaston boreaalisten eli pohjoisen havumetsävyöhykkeen puulajien heijastusominaisuuksista.

”Mittasimme yhteensä yli 1000 spektriä neulas- ja lehtinäytteistä, jotka olivat peräisin Helsingin seudulta Arboretumeista eli puulajipuistoista sekä kasvitieteellisistä puutarhoista. Kaikkiaan saimme spektrikirjastoon 25 puulajia. Mukana on monia taloudellisesti merkittäviä lajeja niin Pohjois-Amerikasta kuin Euraasiasta, kuten siperianlehtikuusi sekä Kanadassa yleiset musta- ja valkokuusi”, kertoo tutkijatohtori Aarne Hovi.

Heijastavilla puilla viilentäviä vaikutuksia

Tutkijat osoittivat, että puulajien spektriset erot ovat suurimmillaan lyhytaaltoisen infrapunan eli ihmissilmän erottamaa valoa pidempien aallonpituuksien loppupäässä. Tulos hyödyttää tutkimuksia, joissa kaukokartoitusaineistoista pyritään erottamaan eri puulajeja, sillä muutamat nykyisistä satelliiteista mittaavat jo lyhytaaltoisen infran loppupäätä.

Satelliittitulkinnan lisäksi mitattuja spektrejä voidaan hyödyntää metsien ilmastovaikutusten arvioinnissa. Esimerkiksi metsän albedon eli metsien heijastaman auringon kokonaissäteilyn mallinnukseen on ollut tähän saakka tarjolla vain vähän materiaalia. Uuden spektrikirjaston avulla voidaan esimerkiksi tarkastella eri puulajien merkitystä ilmastonmuutoksen hillitsemisessä tai kiihdyttämisessä. Käytännössä tämä tarkoittaa, että enemmän heijastavia puulajeja voitaisiin suosia ilmastoa viilentävien vaikutusten lisäämiseksi.

”Kehitämme parhaillaan spektrilaboratoriossa menetelmiä, joilla spektrimittauksia voidaan entisestään tarkentaa ja nopeuttaa. Tämä mahdollistaa esimerkiksi erilaisten ympäristötekijöiden tai kasvien terveydentilan seurannan avaruudesta käsin”, Aarne Hovi sanoo.

”Koko aineisto on myös julkaistu avoimesti, mikä lisää sen käyttömahdollisuuksia satelliittikuvien tulkintamenetelmien kehittämisessä.”

Lisätietoja:

Tutkijatohtori Aarne Hovi
p. 050 406 4147
aarne.hovi@aalto.fi

Apulaisprofessori, tutkimusryhmän johtaja Miina Rautainen
miina.a.rautiainen@aalto.fi  

Aineisto on saatavilla kansainvälisestä SPECCHIO -tietokannasta.

Aiheesta julkaistu tieteellinen artikkeli (silvafennica.fi)