Hoofdstuk 23 - Satelliet meting van plantengroei
 
 
Ons leven leunt sterk op planten. Ze zetten zonne-energie om in bouwmaterialen voor huizen, vezels voor kleding of papier, (bio)brandstoffen en voedsel en geneesmiddelen voor onszelf en het vee. Tegelijkertijd leveren ze zuurstof en slaan ze het broeikasgas koolstofdioxide op. Leveren die planten ook in de toekomst nog wel voldoende productie, gezien de huidige trends in groei van de wereldbevolking, de veranderingen in het consumptiepatroon en mogelijk ook de klimaatverandering? Op zoek naar een antwoord,  gebruiken wetenschappers onder andere meetgegevens
van weersatellieten. 
 
Foto-1 
 
Foto-2 
 

Foto-3 
 
1: Vegetatie-index in de zomer op het noordelijk halfrond, gebaseerd op MODIS-gegevens. Hoge waarden van de index duiden op veel vegetatie
    en zijngroen weergegeven.
2: Vegetatie-index in de winter op het noordelijk halfrond, gebaseerd op MODIS-gegevens.
3. Gemiddelde jaarlijkse productie van plantaardig materiaal, gebaseerd op satellietmetingen en modelberekeningen. De meest productieve
    gebieden zijn donkergroen,  de minst productieve beige.
Al meer dan 25 jaar vliegt op de Amerikaanse NOAA-satellieten het AVHRR-instrument mee. De letters AVHRR staan voor Advanced High Resolution Radiometer. Het instrument meet weerkaatste zonnestraling en door de aarde uitgezonden warmtestraling in verscheidene golflengtegebieden, waaronder die van het zichtbaar licht en het nabij-infrarood. Enkele malen per dag komt zo'n satelliet over en levert gegevens voor beelden met een oplossend vermogen van ongeveer 1 kilometer. Met waarnemingen in de genoemde golflengtegebieden kun je je een beeld vormen van de begroeiing op het aardoppervlak. Je kunt die in kaart brengen in vakjes van 1 bij 1 kilometer.

Dat gaat als volgt: Het chlorofyl in gezonde vegetatie absorbeert tijdens de fotosynthese veel zonlicht in het zichtbaar-lichtkanaal en reflecteert tegelijkertijd veel licht in het nabij-infrarood. Ongezonde en verdroogde planten gedragen zich juist andersom: ze kaatsten veel licht terug in het zichtbaar licht en weinig in het nabij-infrarood. Datzelfde is het geval als er weinig of geen begroeiing is. Uit de metingen in de beide golflengte gebieden kan daardoor een vegetatie-index worden afgeleid, die aangeeft of er groen aanwezig is en hoe het erbij staat. Hoge waarden voor de vegetatie-index komen voor in het tropisch regenwoud en andere bossen; lage waarden duiden op grasland, tundra's of woestijnen. Verder is er natuurlijk een afhankelijkheid van het seizoen: in de zomer is de vegetatie-index hoger dan in de winter, zoals de figuren 1 en 2 laten zien. Deze figuren zijn overigens gebaseerd op meetgegevens van de Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS). MODIS is de opvolger van de AVHRR en wordt meegevoerd op de nieuwere generatie satellieten van het Earth Observation System Terra en Aqua. De MODIS-vegetatie-index is beschikbaar in hogere resolutie en gecorrigeerd voor de effecten van de grond onder de vegetatie en van verstrooiing door deeltjes in de atmosfeer.
Productie
Als je beschikt over de waarden van de vegetatie-index in de afgelopen decennia, kun je een inschatting maken van de groen-productie van de aarde als geheel. Die gegevens heb je nodig om te onderzoeken of er in de toekomst voor de wereldbevolking ook nog voldoende plantaardig materiaal beschikbaar is. Zo'n schatting werd gemaakt door een groep onderzoekers van NASA, de Universiteit van Maryland, het Wereld Natuurfonds, en het International Food Policy Research Institute. Naast halfmaandelijkse gemiddelden van de vegetatie-index voor de periode 1982-1998 gebruikten ze weergegevens en informatie over landgebruik. Ze voedden daarmee een model dat plantengroei simuleert om zo een schatting te maken van de totale hoeveelheid plantaardig materiaal, zowel boven de grond als in de wortels eronder. De resultaten van hun modelberekeningen zijn weergegeven in figuur 3. Het patroon toont overeenkomsten met kaarten van de vegetatie-index: hoge waarden (donkergroen) vooral in het tropisch regenwoud, lage waarden in de woestijnen.
 
Verbruik 
 
Om te weten of er voldoende wordt geproduceerd, moet je ook het verbruik kennen. De onderzoeksgroep kwam tot schattingen hiervan op basis van statistische gegevens per land over het gebruik van voedsel en plantaardige vezels. De gegevens hadden betrekking op 1995 en kwamen van de voedsel- en landbouworganisatie van de Verenigde Naties FAO. Figuur 4 laat zien hoeveel plantaardig materiaal in diverse delen van de wereld wordt verbruikt. Grootverbruikers zijn landen met veel inwoners, ook al is het verbruik per inwoner er gering, zoals in India. Daarnaast zijn de westerse landen eveneens grootverbruikers, door de hoge consumptie per persoon. De gegevens over het verbruik van plantaardig materiaal in verschillende delen van de wereld werden tenslotte gecombineerd met statistieken van aantallen inwoners en bevolkingsdichtheid. Op die manier kun je achterhalen of een gebied in staat is in zijn eigen behoeften te voorzien, uitgaande van het huidige consumptiepatroon. Dan blijkt dat het verbruik in veel gebieden op aarde hoger ligt dan wat de natuurlijke omgeving kan opbrengen (rood weergegeven in figuur 5). Dat is niet alleen het geval in landen met grote aantallen inwoners, zoals China en India, en dichtbevolkte gebieden als Java, maar ook in landen als Saudi-Arabië, waar de groen-productie in de omgeving laag ligt. In westerse landen met hun hoge productie zijn er eveneens tekorten door het hoge verbruik per persoon. 
 
Kwetsbaarheid 
 
Vooral in stedelijke gebieden kan de omgeving de productie onmogelijk aan. Een stad als New York gebruikt driehonderd maal de eigen groen-productie. Daardoor is men er sterk afhankelijk van de agrarische infrastructuur en het transportnetwerk, wat de voedselvoorziening tot op zekere hoogte kwetsbaar maakt. De verhouding tussen gebruik en productie van 'groen materiaal' kan dan ook dienen als een maat voor de kwetsbaarheid van gebieden voor problemen met de aanvoer van voedsel, brandstoffen en bouwmaterialen, bijvoorbeeld als gevolg van natuurrampen of van politieke onstabiliteit. Samen met de resultaten van klimaatmodellen kan zo'n kwetsbaarheidsindicator landen helpen te bepalen of hun natuurlijke omgeving robuust genoeg is om het hoofd te bieden aan toenemend verbruik in de toekomst.   
 
Foto-4
 
Foto-5
 
4. Verbruik van plantaardig materiaal in verschillende delen van de wereld. Hoog verbruik komt zowel voor in arme landen met veel
    inwoners (India) als in rijke landen met een hoog verbruik per inwoner. 
5. Benodigde hoeveelheid plantaardig materiaal als percentage van de hoeveelheid in de omgeving geproduceerd materiaal.    
 
 
      Bron:  Kees Floor -  Het weer op satellietbeelden  
 
    Categorieën: Weer op satellietbeelden I Weer A tot Z
 
 
Web Design