Věda za barevnými barvami Peak Fall: Co očekávat v roce 2025

Kdy se listy otočí? Takto vědci najdou špičkové barvy podzimu

Podle Humberto Basilio editoval Andrea Thompson

Evan Fisher se nejprve zamiloval měnící se barvy pádu při pohledu na starý javorový strom na dvorku svého dětského domu v Severní Karolíně. O deset let později se meteorolog a geospatiální analytik rozhodli využít své profesní dovednosti k předpovědi, kde by mohl každý rok najít nejvýraznější červené, pomeranče, žluté a fialové.

Spolu s přítelem na vysoké škole začal Fisher používat údaje o teplotě, denních hodinách a sráženích k vytvoření modelu strojového učení, který by mohl předpovídat, kde by se objevily první známky podzimu a kdy by barvy dosáhly svého vrcholu po celé zemi. V roce 2023 byl tým spuštěn Prozkoumejte pádveřejná platforma, která je schopna předvídat progresi podzimních listů napříč kontinentálním USA

Fisher a další odborníci souhlasí s tím, že na začátku tohoto roku dorazí podzimní listy. Žluté, oranžové a načervenalé listy již lze vidět na severovýchodě, na severozápadě a v některých centrálních částech země. Barvy píku se postupně rozlévají z Nové Anglie a vyšší nadmořské výšky Skalistých výšek do nižších výšek a oblastí blíže k pobřeží. Podle sezónní prognózy od Accuweather se v Nové Anglii očekává nejlepší podzimní list v roce 2025, Colorado Rockies, Plains a Středozápad, zatímco regiony, jako jsou Appalachians a Pacific Northwest, mohou vidět tupější barvu nebo časný listový pokles.

O podpoře vědecké žurnalistiky

Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceněné žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a myšlenkách, které dnes formují náš svět.

Proč ponechává změnu barvy na podzim

Příchod podzimu není jen otázkou přírodní krásy – a miliardy dolarů v cestovním ruchu – také dává vědcům šanci studovat zdraví stromů a lesů, včetně toho, jak změna klimatu ovlivňuje stárnutí listů, známé jako stárnutí.

Během podzimu se tři hlavní faktory – denní délka, teplota a srážky – vlivu, když listy různých druhů stromů mění barvu, jak dlouho to trvá a trvá a Jak živé barvy jsou. Snížené sluneční světlo například zpomaluje fotosyntézu, která reorganizuje listové pigmenty a způsobuje jejich změnu barvy. Nižší teploty umožňují, aby se rostliny začaly vypínat. Srážky během léta zvyšují vlhkost půdy, což zvětšuje živější listy, když dorazí podzim, zatímco letní sucho může znamenat matné listy.

Každý druh stromu na tyto faktory reaguje odlišně. Například javorové listy získají své živé červené a hluboké fialové z antokyaninů, pigmenty, které se tvoří, když se cukry hromadí po zastavení růstu na podzim. Chladné noci zachycují tyto cukry, zvyšují barvu, zatímco teplé noci je vyčerpávají, což způsobuje, že antokyaniny vyblednou a listy ztratí svou charakteristickou podzimní brilanci. Výzkum ukázal, že teplejší podmínky zpožďují pokles listů v dubu a buku, zatímco jiné studie zjistí, že naopak je v břízách a náplar pravdivý.

Extrémní povětrnostní události, jako jsou časné mrazy, sucho a vysoké teplo nebo srážky, mají také silný vliv na jas a načasování barvy listů, říká fenolog rostlinných fenologů University of Arizona Theresa Crimmins. Stres na stromech může displej otupit a v některých případech způsobit, že listy klesly bez neustále se měnící barvy. „To je určitě bummer,“ říká.

Letos sucho a nízká vlhkost půdy zkrátí a matné špičkové listy v částech severovýchodu a kolem jižních velkých jezer a údolí Ohio, podle Accuweather. Na celém západě bude těžké sucho vyvolat včasné, méně živé listy.

Tým prozkoumáním Fall trénoval svůj model, aby tyto vzorce zachytil, pomocí hlubokého učení zpracovával desetiletí údajů o teplotě, denním světle a srážkách. Systém klasifikuje regiony do kategorií od „malé až žádné barvy“ až po „barvu vrcholu“ a může upravit předpovědi pomocí satelitních pozorování. Fisher říká, že model může předpovídat vrchol v rámci přesnosti tří dnů asi 80 procent času. „Jejich mapa vypadá opravdu skvěle,“ říká Crimmins.

Jak změna klimatu ovlivňuje barvu listů

Ačkoli změna barvy listů zůstala v posledních dvou letech stabilní, data, která se dále v čase vrací, ukazují, že barva vrcholu přichází dříve než dříve, což může být „známkou toho, co má ještě přijít,“ říká Fisher.

Výzkum nese toto pozorování: studie 2023, která používala satelitní data, pozemní pozorování, měření atmosférického uhlíku a kontrolované experimenty k oddělení rolí teploty, fotosyntézy a délky dne zjistila, že oteplování před letním slunovratem má sklon k tomu Udělejte stárnutí začít dříve. Na druhou stranu, oteplování po slunovratu jej zpomalí a prodlouží barevnou sezónu.

Ačkoli delší období stárnutí může znít pro podzimní nadšence vzrušující, nevýhodou je, že listy mají méně času na fotosyntetizující. „Jakmile listy na podzim ztratí svou zelenou barvu, přecházejí na produkci CO₂A pokud se toto období prodlouží, může to být problém, “protože to přispívá k globálnímu oteplování, říká ekolog Constantin Zohner ze švýcarského federálního technologického institutu v Curychu, který spoluautorem dokumentu 2023.

„Pádní barvy jsou ukazateli vitality našich lesů,“ říká lesní ekolog Andy Finton z přírody Conservancy. Vysvětluje drastická změna v listoví není dobrým znamením. „Lesy poskytují naši čistou pitnou vodu, čistý vzduch a dávají nám příležitosti pro rekreaci a pohodu.“