חשיפת היער: כיצד הלוויין לביומסה של ESA ורדאר ה-P-Band משנים את חישוב הפחמן הגלובלי

• סקירת שוק: הנוף המשתנה של ניטור פחמן היער
• מגמות טכנולוגיות: התקדמות ברדאר P-Band ובחישה של ביומסה בלוויינים
• נוף תחרותי: שחקנים מרכזיים ומחדשים עולים
• תחזיות צמיחה: התרחבות הצפויה בפתרונות מדידת פחמן ביער
• ניתוח אזורי: אימוץ והשפעה בשווקים גלובליים
• מבט לעתיד: הגבול הבא בהערכה של ביומסה ביער
• אתגרים והזדמנויות: ניווט בחסמים ושחרור הפוטנציאל
• מקורות ונתוני התייחסות

“סורינם, מדינה קטנה על מגן גויאנה בדרום אמריקה, עוברת טרנספורמציה דיגיטלית לצד שכנותיה גיאנה וצרפת גיאנה.” (מקור)

סקירת שוק: הנוף המשתנה של ניטור פחמן היער

הנוף של ניטור פחמן היער עובר שינוי מהותי עם הופעת טכנולוגיות לוויין מתקדמות, במיוחד הלוויין לביומסה של סוכנות החלל האירופית (ESA). הלוויין לביומסה שוגר במאי 2024, והוא המשימה הראשונה שמשגרת רדאר סינתטי בעל פולרימטריה מלאה בפס ה-P אל החלל, ומציע מה שמון רבים מתארים כ"ראיית רנטגן" עבור היערות. טכנולוגיה זו מאפשרת חדירה חסרת תקדים דרך חופות יער צפופות, ומאפשרת מדידה ישירה של ביומסה עץ וכך גם הערכות מדויקות יותר למאגרי פחמן.

שיטות מסורתיות של ניטור פחמן יער הסתמכו רבות על נתוני אופטי ורדאר באורך פס L, שהיו מוגבלות ביכולתם לחדור צמחייה עבה ולעיתים מתקשות בתנאים מעוננים או גשומים. רדאר ה-P-Band, הפועל באורך גל של כ-70 סנטימטרים, יכול לחדור דרך עלים וענפים קטנים כדי להגיע לגזעים וענפים גדולים – מאגרי הפחמן הראשיים ביערות (ESA).

קפיצה טכנולוגית זו היא במיוחד משמעותית עבור יערות טרופיים, השומרים כ-40% מהפחמן הטרופי של העולם, אך היו notoriously קשים לניטור בשל מכסים מתמידים של עננים וצמחייה צפופה (Nature). הכיסוי הגלובלי של הלוויין לביומסה ונתוני הגבוהה ברזולוציה צפויים למלא פערים קריטיים בחישוב פחמן, ולתמוך גם במאגרי גזי החממה הלאומיים וגם בשווקי פחמן וולונטריים.

• הכיסוי העולמי: הלוויין לביומסה מיפה את יערות העולם כל שישה חודשים, מספק נתונים קבועים וחוזרים במשך יותר מ-8 שנים (סקירה של משימת ESA).
• דיוק משופר: הערכות מוקדמות מצביעות על כך ש-P-band SAR יכול להפחית אי-ודאות בהערכות ביומסה מעל האדמה עד 50% יחסית לשיטות קודמות (מדע).
• השפעה על השוק: ניטור משופר צפוי להגביר את האמון בקווי פחמן של יערות, ובכך לשחרר מיליארדים במימון אקלימי ולתמוך במאמצים הגלובליים להפסיק את הכריתה (Carbon Herald).

כעולם מתמקד יותר ויותר בפתרונות מבוססי טבע להפחתת האקלים, מהפכת רדאר ה-P-band בראשות הלוויין לביומסה של ESA מוכנה לקבוע תקן חדש לשקיפות, דיוק ויכולת סקלביליות בניטור פחמן יערות.

מגמות טכנולוגיות: התקדמות ברדאר P-Band ובחישה של ביומסה בלוויינים

הלוויין לביומסה של סוכנות החלל האירופית (ESA), שהושק בשנת 2024, מסמן קפיצה מהותית בניטור יערות ובחישוב פחמן באמצעות השימוש המתקדם של רדאר סינתטי ב-P-band (SAR). בניגוד לתדרי רדאר המסורתיים, ה-P-band (אורכי גל של 70 ס"מ) חודר עמוק לתוך חופות היער, ומאפשר ללוויין "לראות" דרך עלים וענפים כדי למדוד ישירות את הביומסה העץ של העצים. יכולת זו מתוארת לעיתים קרובות כ"ראיית רנטגן" ליערות, פריצת דרך עבור מדע האקלים והמדיניות הגלובלית.

לפני ביומסה, רוב הניטור היערתי המבוסס על לוויינים הסתמך על חיישנים אופטיים או רדאר באורך גל קצר יותר, שהיו מוגבלים על ידי שכבת עננים ויכולים להעריך רק את הצמחייה על פני השטח. הרדאר P-band, לעומת זאת, יכול לפעול יום ולילה, בכל תנאי מזג האוויר, וחשוב מכך, הוא יכול לזהות שינויים במבנה הגזע והענפים – אינדיקטורים מרכזיים לאחסון פחמן. דבר זה מאפשר דיוק חסר תקדים במיפוי ביומסה מעל האדמה, משתנה קריטי להבנת מחזור הפחמן הגלובלי וליידע את פעולות האקלים (ESA: הלוויין לביומסה).

• כיסוי עולמי: ביומסה תספק כיסוי קירות-לקירות של יערות העולם כל שישה חודשים, עם נתונים ברזולוציה מרחבית של 200 מטר. זה שיפור משמעותי על פני משימות קודמות, שסיפקו לעיתים קרובות רק נתונים מדגם או נתוני אזור (ESA Earth Online: ביומסה).
• חישוב פחמן: הנתונים של הלוויין יוכנסו ישירות למאגרי גזי החממה הלאומיים ויתמכו בתוכנית REDD+ של האומות המאוחדות, שמעודדת שמירה על היער על ידי כימות מאגרי פחמן ופליטות מכריתת יערות (UN-REDD Programme).
• חדשנות טכנולוגית: ביומסה היא המשימה הראשונה בחלל שמשתמשת ברדאר P-band לניטור יערות גלובליים, ומתגברת על אתגרים טכניים כמו הפרעות בתדר רדיו והצורך באנטנות פריסות גדולות (בעלת קוטר של 12 מטר) (Nature: הלוויין לביומסה של ESA).

עם היכולת למדוד מבנה יער וביומסה בקנה מידה, הלוויין לביומסה של ESA רשאי להפוך את חישוב הפחמן, לספק למדינאים, מדענים ושוחרי טבע את הנתונים המוצקים, המעשיים הנדרשים כדי להילחם בשינויי האקלים ולהגן על יערות העולם.

נוף תחרותי: שחקנים מרכזיים ומחדשים עולים

הנוף התחרותי לטכנולוגיות ראיית רנטגן ביערות, במיוחד אלה המשתמשות ברדאר P-band לחישוב פחמן, משתנה במהירות. הלוויין לביומסה של סוכנות החלל האירופית (ESA) שוגר במאי 2024, נמצא בחזית המהפכה הזו. זו המשימה הראשונה שמשגרת רדאר סינתטי בפולרימטריה מלאה בפס פ, המאפשר חדירה חסרת תקדים דרך חופות יערות למיפוי ביומסה ומאגרי פחמן ברחבי העולם.

שחקנים מרכזיים

• סוכנות החלל האירופית (ESA): הלוויין לביומסה של ESA הוא הפרויקט הדגל, המספק נתונים גלובליים ברזולוציה גבוהה על מבנה היער וביומסה מעל האדמה. רדאר ה-P-band שלו יכול לחדור יערות טרופיים צפופים, ומספק יתרון ייחודי על פני משימות L-band ו-C-band הקודמות (חדשות ESA).
• NASA: בעוד ש ה-GEDI (Global Ecosystem Dynamics Investigation) של NASA משתמש בלידר מהתחנה הבין-לאומית כדי למדוד את המבנה האנכי של היער, חסר לו את החדירה העמוקה של רדאר P-band. עם זאת, נתוני GEDI משולבים לעיתים קרובות עם רדאר לשיפור חישובי הפחמן.
• Airbus Defence and Space: כמבצע ראשי של הלוויין לביומסה של ESA, Airbus היא שחקן תעשייתי מרכזי, מפתחת הן את הפלטפורמה של הלוויין והן את הכלי המתקדם של רדאר P-band (Airbus).

מחדשים עולים

• Iceye: חברה פינית זו חדשנית במיקרו-לוויינים מסחריים SAR, אם כי כרגע מתמקדת ברדאר באורך גל X. יכולות החזרה המהירה שלה ותוכניות לכיסוי תדרים רחב עשויות לשבש את השוק (Iceye).
• Capella Space: מתמחה בס SAR ברזולוציה גבוהה, Capella בוחנת תדרי רדאר חדשים ואנליזות לניטור סביבתי, כולל יישומים אפשריים של ביומסה (Capella Space).
• סטארטאפים וקבוצות מחקר: מספר רב של סטארטאפים וקבוצות אקדמיות מפתחים אלגוריתמים למיזוג רדאר P-band עם לידר, אופטיקה ודאטה משימוש בכטב"מים, במטרה לספק חישוב פחמן בזמן קרוב למציאות ברמת דיוק גבוהה עבור שוקי פחמן ומימון שימור.

עם הלוויין לביומסה של ESA קובע תקן חדש, צפוי שהנוף התחרותי יתחתן כששחקנים מסחריים וחברות ניתוח נתונים ממהר לשחרר את הפוטנציאל המלא של רדאר P-band לניטור יערות גלובליים ואימות פחמן.

תחזיות צמיחה: התרחבות הצפויה בפתרונות מדידת פחמן ביער

הנוף של מדידת פחמן ביער עובר שינוי משמעותי עם הופעת טכנולוגיות חישה מרחוק מתקדמות, במיוחד הלוויין לביומסה של סוכנות החלל האירופית (ESA). הלוויין, שהושק בשנת 2024, הוא הראשון שמציב רדאר סינתטי בפס P (SAR) למסלול, המאפשר "ראיית רנטגן" חסרת תקדים דרך חופות יער צפופות כדי למדוד ישירות את הביומסה העץ וכך גם את מאגרי הפחמן (לוויין הביומסה של ESA).

רדאר ה-P-band פועל באורך גל של 70 סנטימטרים, דבר שמאפשר לו לחדור עלים וענפים קטנים ולקלוט את הסיגנלים מגזעים וענפים גדולים – מאגרי הפחמן הראשיים ביערות. יכולת זו פותרת פער קריטי במשימות לוויין קודמות, שאותן יש להן יתירות לבחינת הביומסה המעל לאדמה ביערות טרופיים ובוראליים בשל כיסוי העננים (Nature).

אנליסטי השוק צופים כי האינטגרציה של נתוני רדאר P-band תזרז צמיחה משמעותית בתחום פתרונות מדידת פחמן ביער. בהתאם לדו"ח של 2023 מאת MarketsandMarkets, השוק הפחמני הגלובלי צפוי לגדול מכ-1.3 מיליארד דולר בשנת 2023 ל-2.7 מיליארד דולר עד 2028, בקצב צמיחה שנתי מצטבר (CAGR) של 15.6%. הדו"ח מדגיש כי הדיוק המשופר במדידה, המאפשרת ומשודרגת בטכנולוגיות כמו הלוויין לביומסה של ESA, תגרום לביקוש גבוה עבור אשראי פחמן באיכות גבוהה ודיווח ברמת ציות.

• דיוק משופר: צפוי שרדאר P-band יפחית אי-ודאות בהערכות ביומסה עד 30%, דבר שישנה את המשחק בחישוב ואימות הפחמן (ESA).
• התרחבות השוק: היכולת לנטר יערות שהיו בלתי נגישים או לא נמדדים כראוי, במיוחד בטרופיים, פותחת הזדמנויות חדשות למפתחים ומשקיעים בפתרונות מבוססי טבע.
• השפעה פוליטית: ממשלות וגופים רגולטוריים דורשים יותר ויותר נתונים מבוססי לוויין מדויקים למאגרי גזי החממה הלאומיים ולתוכניות REDD+ (UNFCCC REDD+).

לסיכום, הפריסה של הלוויין לביומסה של ESA ומהפכת רדאר ה-P-band אמורות לתמוך בעידן חדש של שקיפות ויכולת סקלה בשוקי פחמן, ולתמוך גם במדיניות אקלימית וגם בהשקעות באקלים טבעי במגזר הפרטי.

ניתוח אזורי: אימוץ והשפעה בשווקים גלובליים

השקת הלוויין לביומסה של סוכנות החלל האירופית (ESA) במאי 2024 מסמנת רגע מהותי בניטור יערות ובחישוב פחמן גלובלי. מצויד ברדאר סינתטי פורץ דרך בפס P, הלוויין יכול "לראות" דרך חופות יער צפופות, ומספק נתונים חסרי תקדים ברזולוציה גבוהה על מבנה היער וביומסה מעל האדמה. קפיצה טכנולוגית זו צפויה לשנות באופן מהותי את האופן שבו אזורים ברחבי העולם מודדים, מנהלים ומזנקים את מאגרי הפחמן שלהם.

• אירופה: בית המשימה לביומסה, אירופה נמצאת בחזית האינטגרציה של נתוני רדאר P-band במדיניות האקלים והיער שלה. הסכם הירוק של האיחוד האירופי ומסד הנתונים LULUCF (שימוש באדמה, שינויי שימוש באדמה ויער) מתבססים על חישובי פחמן מדויקים, ונתוני הלוויין החדשים צפויים לשפר את הציות והדיווח. פרויקטים ניסיוניים מוקדמים בסקנדינביה ובאירופה الشرقية כבר מנצלים את הטכנולוגיה כדי לחדד את מאגרי גזי החממה הלאומיים (ESA).
• דרום אמריקה: אגני האמזונס, מאגר פחמן חשוב, סבלו מזה תקופה ארוכה מחסרונות נתונים בשל כיסוי עננים מתמשך וצמחייה צפופה. רדאר ה-P-band של הלוויין לביומסה עובר את המכשולים הללו, ומאפשר מיפוי של ביומסה ויער במהלך כל השנה. צפוי שזה יחזק את המאמצים של ברזיל לעצור את הכריתה הבלתי חוקית ולתמוך ביוזמות REDD+ (הפחתת פליטות מכריתת יערות ובצמצום הכחדה), potentially unlock new carbon finance streams (Nature).
• Africa: יערות טרופיים אפריקאיים, במיוחד באגן קונגו, הם בין המדודים ביותר ובמקביל החשובים ביותר למחזורי הפחמן העולמיים. משימת הביומסה אמורה למלא פערי נתונים קריטיים, לתמוך בניהול יערות בר קיימא ובמחויבויות האקלים הבינלאומיות. אגוניים אזוריים וממשלות נערכים לשלב נתונים אלו במערכות מוניטורינג לאומיות של יערות, עם תמיכה מהבנק העולמי ו-UN-REDD (UN-REDD).
• אסיה-פסיפיק: אדמות הביצה ויערות הגשם של דרום מזרח אסיה הם מאגרי פחמן גדולים אך עומדים בפני שינויי שימוש קרקע מהירים. היכולת של רדאר ה-P-band לחדור חופות עבות תשפר את ההערכות למאגרי הפחמן, ועוזרת למדינות כמו אינדונזיה ומלזיה לעמוד ב-NDCs (תרומות נקבעות לאומית) תחת הסכם פריז (ESA Earth Online).

ברמה העולמית, נתוני הלוויין לביומסה צפויים לקבוע תקנים חדשים לשקיפות ולדיוק בשווקי פחמן, לתמוך ביוזמות ציות ווולונטריות. ככל שמדינות וחברות מגבירות את מחויבויות שלהן לאפס נטו, מהפכת הרדאר P-band צפויה להפוך לאבן יסוד בחישוב פחמן אמין ומבוסס מדע בכל העולם.

מבט לעתיד: הגבול הבא בהערכה של ביומסה ביער

עתיד ההערכה של ביומסה ביער נערך לקפיצה מהותית עם הופעת טכנולוגיות הלוויין המתקדמות, במיוחד משימת הביומסה של סוכנות החלל האירופית (ESA). הלוויין לביומסה, שהושק במאי 2024, הוא הראשון שמביא רדאר סינתטי פולרימטרי ב-P-band למסלול, ומציע "ראיית רנטגן" חסרת תקדים לתוך היערות של העולם. טכנולוגיה זו מסמלת אבולוציה משמעותית בחישוב הפחמן, המאפשרת למדענים למדוד ישירות את מבנה היער וביומסה מעל האדמה בקנה מידה עולמי.

רדאר ה-P-band פועל באורך גל של 70 סנטימטרים, מה שמאפשר לו לחדור דרך חופת היער ולתקשר עם גזעים וענפים גדולים – חלקים מרכזיים של הביומסה שיכולים לא להיבדק כראוי אמצעות חיישנים באורך גל קצר יותר (כמו L-band או אופטיקה). יכולת זו היא קריטית להעריך נכון את הפחמן המאוכסן ביערות, במיוחד באזורים טרופיים צפופים שבהם שיטות חישה מרחוק מסורתיות נתקלות במגבלות משמעותיות (סקירה של הלוויין לביומסה של ESA).

עם משך משימה מתוכנן של לפחות חמש שנים, הלוויין לביומסה יספק מפות גלובליות של ביומסה ביער כל שישה חודשים, מספק תמונה דינמית של שינויים עקב כריתה, הרס ושיקום. הנתונים צפויים להפחית אי-ודאות בהערכות המאגרים הגלובליים בפחמן עד 50%, שיפור קריטי לד моделינג אקלימי ולמדינות מדווחות על פליטות והסרות תחת הסכם פריז (Nature News).

• כיסוי עולמי: ביומסה תיצור מפות של יערות בין 50°N ל-50°S, כיסוי למעלה מ-90% מהיערות של העולם.
• רזולוציה גבוהה: הרדאר של הלוויין יכול להבחין בפרטים קטנים כעד 200 מטר, ומאפשר הערכות אזוריות ולאומיות מפורטות.
• נתוני פתוחים: ESA התחייבה להפוך את נתוני ביומסה לזמינים בחינם, ולעודד חדשנות בניטור יערות ואימות שוקי פחמן (גישה לנתוני ESA).

בהביטים לעתיד, אינטגרציה של נתוני הרדאר P-band עם מקורות חישה מרחוק אחרים וניתוחים מבוססי AI תמשיך לשפר את הדיוק והזמינות של הערכות ביומסה. זו “ראיית רנטגן” עבור היערות מוכנה להיות אבן יסוד של המאמצים הגלובליים לניטור, הגנה וניהול בר קיימא של מאגרי הפחמן החיוניים של הפלנטה.

אתגרים והזדמנויות: ניווט בחסמים ושחרור הפוטנציאל

הלוויין לביומסה של סוכנות החלל האירופית (ESA), שהושק במארס 2024, מסמן קפיצה מהותית בניטור יערות ובהחזקת חישובי הפחמן. באמצעות רדאר סינתטי ב-P-band, הלוויין יכול "לראות" דרך חופות היער כדי למדוד את המסה של העצים והצמחיה שבסביבתם, ומספק תובנות חסרת תקדים על מאגרי הפחמן הגלובליים ביערות (ESA).

אתגרים

• חדירת סיגנל ומורכבות נתונים: בעוד שרדאר P-band יכול לחדור חופות צפופות, פרשנות של סיגנלים חזרה היא מורכבת. הבדלים בלחות, טופוגרפיה ומבנה יער יכולים להחמיר את אי הוודאות, דבר שדורש אלגוריתמים מתקדמים ואימות קרקעות לצורך הערכת ביומסה מדויקת (Nature).
• חסמים רגולטוריים: תדרי P-band הם רגישים ונתונים כי הם עלולים להפריע למערכות תקשורת אחרות. אבטחת הקצאות תדרים גלובליות וניהול שיתוף נתונים חוצה-גבול מהווים חסמים לוגיסטיים (SpaceNews).
• אינטגרציה עם מערכות קיימות: אינטגרציה של נתוני הביומסה עם מערכות ניטור חלליות וקרקעיות נוספות היא חיונית לצורך חישובי פחמן מקיפים. מובהקות ברזולוציה ובשיטות מדידה עשויה להקשות על מהלכי האינטגרציה.

הזדמנויות

• חישוב פחמן מוגבר: היכולת של ביומסה למדוד ישירות את הביומסה של היער מעל האדמה פותרת פערים קריטיים בניהול חריגים של פחמן, המתבסס לרוב על פרוקסיות עקיפות. זה מאפשר מפת סמינר להקנות חישובי גזי חממה לאומיים מדויקים ולתמוך בציות להסכמות אקלימיות בינלאומיות (Carbon Brief).
• גילוי כריתות והרס: הכיסוי הגלובלי והעקביות של הלוויין מאפשרים גילוי מהיר וקרוב לזמן אמת של כריתות יערות בלתי חוקיות וחדירות של יערות, ומספקים לגורמים הממשלה ו-NGOs את האפשרות לפעול במהירות (ESA).
• חדשנות בשוק ובמדיניות: נתונים מדויקים על ביומסה יכולים לשמש כבסיס לשווקי אשראי פחמן חדשים ולידע מדיניות על ניהול קרקעות בר קיימא. שקיפות זו מושכת השקעות ומעודדת מאמצי שימור.

לסיכום, הלוויין לביומסה של ESA וטכנולוגיית הרדאר P-band שלו מייצגים מהפכה בחישוב פחמן של יערות. בעוד שממשיכים להתקיים אתגרים טכניים ורגולטוריים, אפשרויות לפעולה האקלים, חדשנות מדינית ופיתוח שוק משמעותיות, ממקמות את המשימה הזו כאבן יסוד במעקב סביבתי גלובלי.

מקורות ונתוני התייחסות

• ראיית רנטגן עבור יערות: הלוויין לביומסה של ESA ומהפכת הרדאר P-Band בחישוב פחמן
• ESA
• Nature
• Carbon Herald
• ESA Earth Online
• UN-REDD
• GEDI
• Airbus
• Iceye
• Capella Space
• MarketsandMarkets
• UNFCCC REDD+
• SpaceNews
• Carbon Brief