Och det här skiftet har stora konsekvenser för hur kol, en huvudaktör i den globala klimatförändringen, cyklar genom ekosystemet.

Mark Friedl, professor i jord & miljö vid Boston University, och doktorand Minkyu Moon använde satellitbilder för att fastställa att träd under Harvard Forest, en mer än 3,700 hektar stor experimentell skog i Petersham, Massachusetts, har varit spirande löv tidigare på våren.

Forskarna analyserade också data om koldioxidupptagning på marken och fann att det datum då skogen börjar ta upp mer kol - en indikator på att träd är fotosyntetiserande - har också skiftats tidigare, och i ännu högre grad.

"Bara ungefär hälften av vad vi pumpar in i atmosfären är kvar i atmosfären. Den andra hälften absorberas av planeten. "

---

---

Det är ingen tvekan om att människor under det senaste århundradet har kollat ​​ut mer och mer koldioxidbelastade utsläpp från fossila bränslen. Men vad som händer med fossila bränslen när de lämnar våra bilar, hem eller fabriker är lite mer komplicerat.

"Bara ungefär hälften av vad vi pumpar in i atmosfären är kvar i atmosfären," förklarar Friedl. "Den andra hälften absorberas av planeten", en börda som är uppdelad mellan havet och de markbundna ekosystemen, nämligen skogar.

Men hur mycket kolskogar upptar och hur mycket de kommer att ta upp i framtiden är en öppen fråga som rör skogsproduktivitet, särskilt hur mycket träd är fotosyntetiserande och hur länge.

"Det är typ av den främsta motivationen för att göra det här, försöker hjälpa oss att förstå hur ekosystemen förändras och om klimatet fortsätter att värma, vad som kommer att göra för växtsäsongen i ekosystemen och hur förändringar under växtsäsongen kommer leda till ökningar eller minskningar av koldioxidbindning, och sedan, i förlängning, hur det kommer att påverka den långsiktiga balansen mellan koldioxid i atmosfären, säger Friedl.

För att undersöka tidpunkten för våren i Harvard Forest jämförde forskarna NASAs satellitbilder från två källor: The MODIS satellit, som har kretsat runt jorden varje dag sedan de tidiga 2000-erna, som fotograferar grova upplösningsbilder. och den Landsat satellit, som har kretsat i 30 år, men återkommer varje plats på jorden mindre ofta (en gång var tionde dag), samlar högupplösta bilder.

"Bildsensorerna på satelliterna är utformade för att fånga växtens egenskaper", förklarar Friedl och tillägger att bilderna samlas in vid våglängder utanför det synliga spektrat som är särskilt känsliga för närvaron av plantor som aktivt fotosyntesiserar, så att när blad dyker upp på våren, "vi kan se den tidpunkten ganska tydligt från satelliterna."

"... det mäter bokstavligen hur ekosystemet andas."

Forskarna parade satellitdata med en annan unik dataset: tre decennier av markmätningar av kolupptagning från ett virvelflödestorn i Harvard Forest som de använde för att bestämma tidpunkten för ökad kolupptagning som sker varje vår när träden börja fotosyntesera igen.

Skogar på bergen lagrar mer kol

"Vi utnyttjar det faktum att vi har i vår bakgård vid Harvard Forest den längsta kontinuerliga koldioxidutväxlingsmätningsplatsen på planeten, som har instrument som mäter upptag och utsläpp av olika spårgaser inklusive koldioxid från ekosystem , Säger Friedl. "Så det mäter bokstavligen hur ekosystemet andas."

Deras satellittdata för Landsat antyder att bladutvecklingen i Harvardskogen med tiden har skiftats tidigare (även om de inte såg ett skifte i MODIS-observationerna, vilket kan ha att göra med den kortare tidsramen och grovare upplösning). Deras mätningar på jorden berättar om en liknande historia: Under de senaste decennierna har den årliga ökningen av koldioxidupptagningen inträffat tidigare på våren.

Trenden mot tidigare våren var emellertid mer uttalad i mätningarna på marken än i satellitdata, en skillnad som laget kommer att undersöka i uppföljningsstudier. Laget skulle också vilja undersöka hur en längre växtsäsong påverkar den totala kolupptagningen av Harvard Forest, och utöka deras experimentella förhållningssätt till fler platser.

I slutändan planerar forskarna att använda data för att förbättra hur klimatmodeller representerar vårens tid, vilket Friedl hoppas kommer att leda till bättre förutsägelser om framtida klimatförändringar.

"Vi försöker använda denna information för att riva upp denna ganska komplicerade uppsättning frågor om hur planeten förändras och vad framtiden håller när det gäller ekosystem och ekosystempåverkan på klimatsystemet."

Moon presenterade de preliminära resultaten vid det amerikanska Geophysical Union fallmötet i New Orleans. NASAs Terrestrial Ecology Program finansierade arbetet.

Källa: Catherine Caruso för Boston University