Stora delar av jordens yta upplever stigande högsta temperaturer, som påverkar praktiskt taget alla ekosystem på planeten, inklusive isskivor och tropiska skogar som spelar stora roller för att reglera biosfären, forskare har rapporterat.

En analys av registreringar från NASA:s Aqua-satellit mellan 2003 och 2014 visar att toppar i maximal yttemperatur inträffade i de tropiska skogarna i Afrika och Sydamerika och över stora delar av Europa och Asien 2010 och på Grönland 2012. De högre temperaturextremerna sammanföll med störningar som drabbade miljontals människor:allvarliga torka i tropikerna och värmeböljor över stora delar av norra halvklotet. Extrema temperaturer var också förknippade med utbredd smältning av Grönlands inlandsis.

Den satellitbaserade registreringen av maximala temperaturer på landytan, forskare har funnit, ger en känslig global termometer som kopplar bulkförskjutningar i högsta temperatur med ekosystemförändringar och människors välbefinnande.

Det är bland slutsatserna som rapporteras i Journal of Applied Meteorology and Climatology av ett team av forskare från Oregon State University, University of Maryland, University of Montana och Pacific Northwest Research Station vid U.S. Forest Service.

Landytemperatur mäter värmen som utstrålas av mark och vegetation. Medan väderstationer vanligtvis mäter lufttemperaturer precis ovanför ytan, satelliter registrerar den värmeenergi som släpps ut från jorden, sten, trottoar, gräs, träd och andra särdrag i landskapet. Över skogar, till exempel, satelliten mäter temperaturen på löv och grenar på trädkronan.

"Tänk dig skillnaden mellan sandens temperatur och luften på stranden på en het, sommardag, sa David Mildrexler, huvudförfattaren som fick sin doktorsexamen från College of Forestry i Oregon State i juni förra året. "Luften kan vara varm, men om du går barfota över sanden, det är den svidande heta yttemperaturen som bränner dina fötter. Det är vad satelliterna mäter."

Forskarna tittade på årliga högsta landytemperaturer i genomsnitt över 8-dagarsperioder under året för varje 1 kvadratkilometer (247 hektar) pixel på jorden. NASA samlar in yttemperaturmätningar med ett instrument som kallas MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) på två satelliter (Aqua och Terra), som kretsar runt jorden från norr till söder varje dag. Mildrexler och hans team fokuserade på det årliga maxvärdet för varje år som registrerats av Aqua -satelliten, som passerar ekvatorn tidigt på eftermiddagen när temperaturen närmar sig sin dagliga topp. Aqua började registrera temperaturdata sommaren 2002.

"Som alla som uppmärksammar vädret vet, jordens temperatur har otrolig variation, " sa Mildrexler. Men över hela världen och över tid, planetens profil för höga temperaturer tenderar att vara ganska stabil från år till år. Faktiskt, han sa, jorden har en maximal temperaturprofil som är unik, eftersom det är starkt påverkat av närvaron av liv och den övergripande frekvensen och fördelningen av världens biomer. Det var upptäckten av en konsekvent år-till-år-profil som gjorde det möjligt för forskarna att gå längre än en tidigare analys, där de identifierade de hetaste platserna på jorden, till utvecklingen av en ny global förändringsindikator som använder hela planetens maximala landytatemperaturer.

I deras analys, forskarna kartlade stora förändringar i 8-dagars maximala landytemperaturer under året och undersökte möjligheten för sådana förändringar att upptäcka värmeböljor och torka, smältande inlandsisar och tropisk skog störning. I varje fall, de fann betydande temperaturavvikelser under de år då störningar inträffade. Till exempel, värmeböljor var särskilt allvarliga, torkan var omfattande i tropiska skogar, och smältningen av den grönländska isbanan accelererade i samband med förändringar i 8-dagars högsta temperatur.

År 2010, till exempel, en femtedel av den globala landytan upplevde extrema maxtemperaturavvikelser som sammanföll med värmeböljor och torka i Kanada, Förenta staterna, Norra Europa, Ryssland, Kazakstan, Mongoliet och Kina och oöverträffade torka i tropiska regnskogar. Dessa händelser åtföljdes av minskningar av ekosystemens produktivitet, forskarna skrev, förutom skogsbränder, luftföroreningar och jordbruksförluster.

"Den maximala yttemperaturprofilen är en grundläggande egenskap hos jordsystemet, och dessa temperaturer kan berätta mycket om förändringar i världen, ", sa Mildrexler. "Det är tydligt att de bulkskiften vi ser i dessa maximala temperaturer är korrelerade med stora förändringar i biosfären. Med globala temperaturer väntas fortsätta stiga, Att spåra förändringar i maximala temperaturmönster och konsekvenserna för jordens ekosystem varje år globalt är potentiellt ett viktigt nytt sätt att övervaka biosfäriska förändringar. "

Forskarna fokuserade på satellitposter för landytor i dagsljus. NASA producerar också satellitbaserade temperaturrekord för haven och för nattliga delar av världen.