欧洲航天局（ESA）的土壤湿度与海洋盐度（SMOS）任务数据可用于估算森林中储存的碳含量。一项研究深化了我们对这一估算方式可靠性的理解，以及SMOS长期数据集在监测这一宝贵资源方面的作用。
森林在全球碳循环中起着核心作用，树木将碳储存在树干、树枝、根系和树叶中。然而，气候变化和人类活动会改变森林吸收碳的能力，全球范围内这些碳储量的年度变化在时空上差异巨大。因此，长期持续观测森林生物量的演变，对于监测这一关键气候变量至关重要。
今年早些时候发表于《地球系统科学数据》的研究，分析了一种利用SMOS的植被光学深度数据估算15年间森林生物量的方法。这一测量值简称VOD，用于量化植被层的不透明度，是地上生物量的可靠替代指标。基于2011年至2025年的观测，该研究增进了我们对如何利用SMOS得出的植被光学深度，监测森林生态系统中碳储存情况的理解。
SMOS于2009年发射，是ESA的地球探索者任务之一，属于该机构地球观测计划的科学研究部分。该任务搭载一台微波成像辐射计，工作于L波段微波范围。尽管SMOS旨在绘制全球土壤湿度和海洋盐度地图，但它远超最初科学设定，为其他用途提供数据，比如精确测量极地海域漂浮的薄冰，用于预测和船舶航线规划。其测量植被光学深度以增进对生物量了解的能力，近年来才得以开发利用，这再次证明该任务带来远超预期的成果。
植被光学深度用于衡量植被层（此处指森林）的不透明度，其不透明度取决于生物量、结构以及植被层储存的水分。它是一项关键测量指标，因其对地上生物量敏感，也是碳储存的指示指标。该研究着眼于分析森林生物量与植被光学深度测量值之间关系的方法。
ESA陆地表面首席科学家马蒂亚斯·德鲁施指出，SMOS能够探测仪器发出的微波辐射信号穿过植被时如何减弱，“这能让我们了解总质量：干生物量加上含水量。虽不直接，但非常有用。”
ESA的SMOS和生物量任务经理克劳斯·西帕尔解释了为何需分析并更好理解利用SMOS植被光学深度数据的方法。他表示，“在SMOS时间序列中，能发现主要趋势，如大旱、洪水或植被结构变化，但解读并不总是简单直接。因为信号包含生物量和水分，我们必须谨慎对待实际观测到的情况。”
不过，尽管SMOS和生物量等任务的卫星观测可大规模分析植被特性，仍需持续的地面参考观测来验证数据。荷兰屯特大学科学家保罗·弗蒙特作为ESA“地球生命奖学金”资助项目的一部分，从地面研究森林生物量。他强调地面数据和长期数据集的必要性，“需要长时间序列数据，也需要解读它们的方法。这就是为什么我们将卫星数据与地面测量相结合，目的是将太空观测与森林内部甚至单棵树木的实际情况联系起来。”
ESA的生物量任务于今年4月发射，也提供森林生物量数据。与SMOS一样，生物量任务也有雷达遥感仪器，但它能探测比SMOS更长波长的无线电频率。SMOS探测L波段波长，可穿透部分植被，而生物量任务探测P波段更长波长，能更深入森林，获取关于生物量构成及地面变形的更精确数据。
马蒂亚斯表示，“生物量任务为我们提供详细的结构数据，尤其是在热带地区。但它无法覆盖全球，且缺乏长期记录。如果想要无间隙的地图，我们必须结合多颗卫星数据，而这只有在我们了解每个数据的不确定性时才有可能。”
克劳斯补充道，“生物量任务的分辨率比SMOS精细得多，有助于我们聚焦结构细节。但要观测长期趋势，仍需SMOS。二者结合能提供比单一任务更多信息。”
SMOS得出的地上生物量数据与ESA气候变化倡议的生物量数据一致。生物量任务将在此基础上，未来提供关于地球有机物健康状况的更多细节。克劳斯指出，“SMOS让我们从全球尺度观察长期趋势，而生物量任务现在则聚焦空间细节，特别是树冠结构变化。”