Toamna în Cluj, văzută din satelit: când se îngălbenește fiecare pădure, parc și cartier

Ziua de mijloc a pădurilor, an cu an#

De la un an la altul, toate pădurile se mută împreună, mai devreme sau mai târziu. Ziua fiecărei toamne e citită direct din imagini: între ultima în care pădurile sunt mai mult de jumătate verzi și prima în care sunt sub jumătate se trage o linie dreaptă, iar ziua de mijloc e cea în care linia trece prin jumătate. Cu cât cele două imagini sunt mai apropiate, cu atât ziua e mai sigură.

Cât de sigure sunt datele#

Ce se măsoară. Indicele de vegetație NDVI (indicele normalizat de diferență a vegetației), calculat din lumina roșie și cea infraroșie reflectate de frunze. Pentru fiecare pătrat, nivelul de vară e mediana dintre 15 august și 19 septembrie, iar nivelul fără frunze, mediana dintre 11 și 30 noiembrie. Ziua de mijloc e ziua în care o curbă ajustată la toate măsurătorile făcute pe cer senin trece prin jumătatea dintre cele două niveluri (jumătate din distanța dintre ele, nu jumătate din valoarea de vară a indicelui).

Ce culoare are pădurea în ziua de mijloc. Culoarea a fost măsurată separat, din cele trei benzi de lumină vizibilă (albastru, verde, roșu), pe coroane: pătrate cu copaci înconjurate numai de pătrate cu copaci. Pe roata culorilor, verdele e la 120°, galbenul la 60°, iar portocaliul la 30°. Vara, pădurile sunt la 118°. În ziua de mijloc au fost, în cele șase toamne în care se poate citi, între 46° și 63°: de la galben spre portocaliu. Albastrul scade de la 26% din lumina vizibilă la 12–19%, iar pădurea reflectă mai multă lumină vizibilă decât vara, deci nu e nici cenușie, nici maro-închis. Roșul și verdele sunt atunci în părți aproape egale (104 la 100; vara, 61 la 100). În oraș, la același prag, coroanele din cartiere sunt între 53° și 67°, tot galbene, dar mai șterse; cele din Cimitirul Central, între 65° și 79°, bat încă spre verde. Ponderea roșului atinge maximul din octombrie cam la opt zile după ziua de mijloc: cine vrea pădurea ruginie o găsește cam la o săptămână după ea. În fotografii se vede la fel: pe 22 octombrie 2024, cu trei zile înaintea zilei de mijloc din acel an, pădurile sunt galben-verzui; pe 29 octombrie, la patru zile după ea, sunt portocalii. Culoarea dintr-o singură imagine depinde și de aerul din acea zi, de aceea sunt date intervale. Lumina roșie intră și în calculul NDVI, cea verde și cea albastră nu, așa că cele două măsuri sunt doar în parte independente. Spre sfârșitul lui noiembrie, pădurea desfrunzită, sub un soare jos, are o pondere a roșului și mai mare, fără să fie mai colorată.

Două ceasuri ale toamnei. Un al doilea indice, EVI, care ține seama și de lumina albastră, ajunge la jumătatea drumului său înaintea indicelui NDVI: în păduri cu una până la șapte zile (în medie trei, în șase toamne), la coroanele din cartiere cu până la opt zile. La pragul EVI, pădurile sunt încă galben-verzui (61°–71°). Wang și colaboratorii (2024) au comparat cei doi indici, din imagini MODIS cu pătrate de circa cinci kilometri, cu observații de la sol din Statele Unite: sfârșitul de sezon citit din NDVI (media dintre pragul de jumătate și ziua scăderii celei mai rapide) venea în medie la 16 zile după ziua în care jumătate din frunze erau colorate, iar cel citit din EVI, la o zi după ea. La Cluj, cu pătrate de 10 metri, cei doi indici sunt la câteva zile unul de altul, iar observații de la sol cu care să fie comparați nu există. Ziua de mijloc e deci ziua în care pădurea, văzută de sus, e galbenă spre portocaliu. Îngălbenirea începe înaintea ei: ponderea roșului e la jumătatea creșterii cu trei-patru zile mai devreme.

Al doilea satelit. Sateliții americani Landsat fotografiază același loc mai rar și cu detalii de 30 de metri. Pentru Landsat, curba a fost ajustată separat, pe pătratele acoperite complet de pădure. În șase toamne există o imagine Landsat în care pădurea e încă mai mult de jumătate verde și una, mai târzie, în care e mai puțin de jumătate. Ziua găsită aici cade între cele două imagini Landsat în patru din cele șase toamne; în celelalte două e în afara lor cu cel mult 3,1 zile. Cele două imagini Landsat sunt la 7 până la 24 de zile una de alta, deci aceasta e o verificare largă, nu una precisă la nivel de zi. Unde imaginile Landsat sunt la cel mult 16 zile una de alta (patru toamne), ziua calculată doar din Landsat e cu una până la patru zile mai devreme; cu altă alegere a nivelului de vară și a celui fără frunze, până la șapte. În zilele în care au trecut amândoi sateliții, Landsat a văzut pădurile, la mijlocul schimbării, cu circa 3 puncte procentuale mai puțin verzi decât Sentinel-2: cât pierde pădurea în mai puțin de o zi. Restul diferenței nu e explicat; cel mai probabil vine din numărul mic de imagini Landsat. Zilele de pe această pagină au deci o nesiguranță de câteva zile și, față de Landsat, tind să fie mai târzii.

Trei citiri ale zilei. Când două grupuri de copaci sunt comparate an cu an, ziua fiecăruia e citită în trei feluri: între ultima imagine peste jumătate și prima de după ea sub jumătate; între primele două imagini la rând care trec de la peste jumătate la sub jumătate; și dintr-o curbă ajustată la toate imaginile toamnei, pe care o singură imagine proastă n-o poate muta mult. Diferența dintr-un an e mediana celor trei, iar pagina spune „oricum ar fi citită ziua” numai când toate trei pun același grup în urmă, cu cel puțin o zi. O comparație se face doar dacă imaginile din jurul zilei sunt la cel mult 16 zile una de alta. Pentru pădurile luate împreună, cele trei citiri diferă cu cel mult 1,5 zile; pentru locurile mici, cu mult mai mult.

Alte metode. Curba ajustată la fiecare pătrat dă pentru fiecare an o zi care diferă cu cel mult 2,7 zile de cea citită direct între imagini. Calculate cu alte metode (curbă pe mediana pădurii, interpolare între imagini), zilele obișnuite ale pădurilor ies cu una sau două zile mai devreme, iar copacii din cartiere ies, în medie, cu trei până la patru zile în urma pădurilor (3,2 zile din curba ajustată, 3,1 din citirea an cu an).

Cât din scădere poate veni de la soarele mai jos. În aceleași imagini, pâlcurile de conifere trecute pe harta OpenStreetMap pierd între septembrie și sfârșitul lui octombrie mai puțin de o zecime din NDVI (0,03–0,07, după cum li se trasează marginile, care cuprind și foioase), în timp ce pădurea de foioase scade de la 0,86 la 0,56. Coniferele nu își pierd frunzele, așa că scăderea lor arată cam cât pot lumina și aerul de toamnă să mute indicele; comparația nu măsoară exact acest efect asupra foioaselor.

Limitele măsurătorii. Un pătrat de 10 metri dintr-un cartier cuprinde copac, iarbă și acoperiș; ziua lui e a amestecului. Un loc intră în listă dacă are cel puțin 120 de pătrate cu copaci măsurate, așa că scuarurile mici lipsesc. Pentru fiecare pădure, zilele din fiecare an sunt estimări: ziua ei obișnuită, mutată cu avansul sau întârzierea din acel an a tuturor pădurilor. O dată de pe hartă e media a opt toamne și are o nesiguranță de câteva zile: o zi sau două între două locuri nu înseamnă nimic. Fișa fiecărui loc arată cu cât a fost înaintea pădurilor sau în urma lor în toamnele în care ziua lui se poate citi direct; la locurile mici și la cartiere, intervalul e larg. Pătratele vecine seamănă între ele și sunt măsurate în aceleași zile, așa că cele aproape 910.000 de pătrate nu sunt tot atâtea măsurători independente; de aceea, pentru locuri, pagina dă intervale între ani, nu marje statistice. Opt toamne nu ajung pentru a spune dacă toamna vine mai târziu decât înainte: Landsat are imagini din 1984, dar în anii cu o imagine la 16 zile nu poate stabili ziua.

Imaginile. Toate fotografiile sunt redate cu aceeași curbă de contrast și aceeași saturație, mai puternice decât le-ar vedea ochiul din orbită, pentru ca o diferență de culoare între două zile să însemne o diferență pe teren.

Surse#

Conține date Copernicus Sentinel modificate (2017–2026).

• Imaginile: Copernicus Sentinel-2, nivel 2A (reflectanță la sol), Agenția Spațială Europeană, la dataspace.copernicus.eu
• Citite din arhiva deschisă Earth Search, din care au fost alese cele 263 de imagini (2 august 2017 – 12 octombrie 2026), la earth-search.aws.element84.com
• Al doilea satelit: Landsat 4–9, Collection 2 Level-2, U.S. Geological Survey, 520 de imagini din 1984–2026 în care cel puțin jumătate din pădure se vede, la usgs.gov
• Unde sunt copaci: ESA WorldCover 2021, 10 m (CC BY 4.0), la esa-worldcover.org
• Contururile și numele pădurilor, parcurilor și cartierelor: © colaboratorii OpenStreetMap (ODbL), la openstreetmap.org
• Altitudinea: Copernicus DEM GLO-30, la dataspace.copernicus.eu
• Copernicus publică și o hartă europeană a sfârșitului sezonului de vegetație, la 10 m, din aceleași imagini („End-of-season Date”). Acolo, sfârșitul sezonului e ziua în care alt indice (PPI) coboară la 15% din amplitudinea sezonului, deci mai târziu decât ziua de mijloc de aici. Zilele de pe această pagină nu au fost comparate cu ea: land.copernicus.eu
• Indicii din satelit comparați cu observații de la sol ale colorării și căderii frunzelor (imagini MODIS, păduri de foioase din Statele Unite): Wang și colab., „Divergence in Autumn Phenology Extracted From Different Satellite Proxies Reveals the Timetable of Leaf Senescence Over Deciduous Forests”, Geophysical Research Letters, 2024, la doi.org
• Specia copacului față de locul în care e plantat, la Washington: Alonzo și colab., „Canopy composition drives variability in urban growing season length more than the heat island effect”, Science of the Total Environment, 2023, la doi.org
• Lumina de noapte și frunzele care țin mai mult, în 452 de orașe: Chen și colab., „Increased artificial illumination delays urban autumnal foliar senescence”, Nature Communications, 2026, la doi.org

Despre același oraș, iarna: Clujul sub capac, nopțile în care e mai cald la munte decât în oraș.