J. Chen kutatása

mi a nettó elsődleges termelékenység (NPP)?

az atomerőmű olyan paraméter, amelyet az élő növények nettó szén-abszorpciós sebességének számszerűsítésére használnak. Az atomerőmű a növényi fotoszintézis és a légzés közötti különbség, amely felszabadítja az abszorbeált szén egy részét, azaz

atomerőmű = fotoszintézis sebessége – növényi légzési sebesség

(gramm szén/négyzetméter/év egységekben kifejezve)

miért fontos az atomerőmű?

1. az atomerőmű a növény növekedésének mértéke. Magasan szintetizált, kvantitatív információkat nyújt a fenntartható erőforrás-gazdálkodáshoz.
2. az atomerőmű a bioszféra szénciklusának fontos eleme, amely a globális éghajlatváltozási tanulmányok fontos szempontja, azaz

nettó Szénáramlás a szárazföldi ökoszisztémákba/onnan (NEP) = atomerőmű – Talajlégzés (gram szén/négyzetméter/év)

hogyan becsülik meg az atomerőművet CCRS-ben?

egy folyamatalapú számítógépes modellt, a boreális ökoszisztéma-Termelékenységi szimulátort (BEPS) fejlesztettek ki az 1.ábrán, hogy utánozzák a növények növekedését és becsléseket adjanak az atomerőműről. A BEPS napi lépésekben számítja ki: talajvíz-egyensúly, sztómavezetés, napfényes és árnyékos levélterület index, napfényes és árnyékos levél bruttó fotoszintézis, teljes bruttó lombkorona fotoszintézis, a levelek, szárak és gyökerek fenntartása és növekedése. Kibocsátja az atomerőművet, az evapotranszpirációt és más érdekes paramétereket.

Ezek az értékek kiszámíthatók az egyes állványokra vagy nagyobb területekre. A jelenlegi megvalósításban a BEPS eredményeket Kanada Minden 1 km2 (100 hektár) esetében a 2.ábrán mutatjuk be a műholdas adatok felbontása miatt. A jövőben arra számítunk, hogy Kanada egészére kiterjedő becsléseket számolunk jobb felbontással, 6-25 hektár között.

a BEPS Távérzékelési bemenetei a levélterület-index (Lai) (10 napos intervallumok) és a felszínborítás (évente). A meteorológiai bemenetek magukban foglalják a levegő maximális és minimális hőmérsékletének napi értékeit, a teljes napsugárzást, az átlagos páratartalmat és a teljes csapadékmennyiséget. A felhasznált talajadatok a rendelkezésre álló talajvízkapacitás (vagy talajszerkezet). Mind a meteorológiai, mind a talajadatok ugyanabban a felbontásban és térképvetítésben vannak rácsozva, mint a távérzékelő bemenetek.

milyen előnyei vannak a BEPS-nek?

1. lehetővé tette az első atomerőmű-térkép elkészítését Kanada felett 1 km felbontással a 2.ábrán.
2. a műholdas adatokat arra használják, hogy információt szolgáltassanak a talajtakaróról és a levélterület szezonális változásairól.
3. a lombkorona fotoszintézisét a Levélszintű Farquhar modell alapján számítják ki, miután a lombkorona térbeli méretezése és az időbeli integráció egy napra történt. A térbeli méretezést napsütötte árnyékolt levélszétválasztási módszerrel végezzük. A napi integrációt a meteorológiai körülmények napi változékonyságának figyelembevételével érik el. A Farquhar-modell egyszerűsített napi integrációjának analitikai megoldása származik és használatos a BEPS-ben. Ezeknek a körülményeknek a nemlineáris hatása a szén-dioxid felvételére megakadályozta, hogy számtani napi eszközöket használjunk. Az egyszerű nagylevelű fotoszintézis modellt a BEPS legújabb verziójában felhagyták, mivel képtelen volt figyelembe venni a meteorológiai körülmények fotoszintézisre gyakorolt nemlineáris hatásait.
4. az Evapotranszpirációt a Penman-Monteith modell, de a lombkorona vezetőképességének kiszámítását úgy módosítják, hogy figyelembe vegyék a sugárzás nemlineáris hatását a sztóma vezetőképességére a napi lépésszámításokban.
5. a különálló lombkorona-architektúra hatását a sugárzás abszorpciójára és a napfényes árnyékolt levélszétválásra egy egyszerű csomósodási index alkalmazásával vesszük figyelembe.

az index a TRAC méréseiből származik.

miért használja a műholdas adatokat?

1. nagy területek gyors lefedettsége
2. szezonális és évközi eltérések kimutatása
3. következetes adatminőség
4. nem károsítja a növényeket
5. költséghatékonyság

érvényesítjük-e az atomerőmű térképeit?

Igen. Az érvényesítést először QUEBECBŐL származó, ATOMERŐMŰVÉ átalakított biomassza-adatok felhasználásával hajtották végre. A közelmúltban részletes validálást végeztek a boreális ökoszisztéma-légköri vizsgálat (BOREAS) 3.és 4. ábráján szereplő adatok felhasználásával. Az erdei előtetők felett és alatt végzett egyidejű szén-dioxid-fluxus mérésekkel első alkalommal lehetett érvényesíteni az atomerőmű-számításokat óránkénti és napi időlépésekben. Ily módon a BEPS összetevői is validálhatók. Ezek közé tartozik a bruttó fotoszintézis, az autotróf légzés, a sugárzás abszorpciója, az evapotranspiráció, a csapadék lehallgatása stb. Az atomerőművet tájszinten tovább érvényesítik.

Cihlar, J., J. M. Chen, Z. Li. 1997. “Szezonális AVHRR többcsatornás adatkészletek és termékek a Bioszférikus folyamatok skálázásához”. Geofizikai kutatási folyóirat 102: 29625-29640.

Liu J., J. M. Chen, J. Cihlar és W. M. Park. 1997. “Folyamatalapú Boreális Ökoszisztéma Termelékenységi Szimulátor Távérzékelő Bemenetek Felhasználásával”. A környezet távérzékelése, 62,158-175.

futás, S. W. és J. C. Coughlan. 1988. “Az erdei ökoszisztéma folyamatainak általános modellje regionális alkalmazásokhoz I. hidrológiai egyensúly, lombkorona gázcsere és elsődleges termelési folyamatok”. Ökológiai Modellezés 42: 125-154.