Satellite remote sensing of primary production in semi-arid Africa

Sammanfattning: Popular Abstract in Swedish Ökningen av växthusgaser i atmosfären har orsakat en global temperaturhöjning. Afrika anses vara en av de kontinenter som kan komma att bli mest utsatta av effekterna kring ökande temperaturer med mer frekventa torkor som följd. Satellitdata ger oss möjligheten att uppskatta biomassa över stora områden vilket i sin tur kan leda till att öka vår förståelse kring hur utbytet utav koldioxid, den viktigaste växthusgasen, ter sig i tid och rum. I denna avhandling har satellitbaserade metoder för uppskattning av bruttoprimärutbyte utav koldioxid i Afrika utvecklats och utvärderats. Vidare studerades även drivkrafter bakom satellitobservationer som visar att växtligheten i Sahel, en region som sträcker sig från Senegal i väster till Sudan i öster, ökat sedan början av 1980-talet. Resultaten visade att en ökning i nederbörd var främsta orsaken till den ökade växtligheten observerad genom satellitbilder. Dessa resultat var dock baserade på lågupplöst data. En övergång till satellitdata med högre upplösning kan ge oss möjligheten att studera dessa förändringar och effekten utav dem i bättre detalj. Ett koncept kallat ”light use efficiency” användes som en teoretisk bas för att utvärdera och utveckla modeller för att uppskatta bruttoprimärutbytet utav koldioxid baserade på data från satellitsensorn Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS). På flera ställen i Afrika modellerades bruttoprimärutbytet av koldioxid relativt framgångsrikt genom vegetationsindex från MODIS. Dock förbättrades uppskattningarna av bruttoprimärproduktion när faktorer som tillgång till vatten, tillgång till ljus men även mängden bladyta per enhet markyta togs hänsyn till i modellen. En befintlig satellitbaserad modell utvärderades även över flera ekosystem i Afrika. Resultaten av denna utvärdering visade att modellen underskattade bruttoprimärproduktion över flera områden. Denna underskattning var främst påtaglig över torra områden och förklarades bland annat genom brister i parametersättningar som kontrollerar omvandlingen av mängden absorberat ljus till kol. För att förbättra uppskattningar av koldioxid från satellitdata krävs vidare utvärderingar bland annat med hjälp utav markbaserade spektrala mätningar.