Flodniveauer sporet fra rummet

De 4, 300 kilometer Mekong-floden er en livline for Sydøstasien. Hvis dette mægtige flodsystem sprænger sine bredder, oversvømmelser kan påvirke millioner af menneskers liv og levebrød. En ny metode udviklet af et team af forskere ved det tekniske universitet i München (TUM) gør det muligt at overvåge komplekse vandløbsoplande udelukkende ved hjælp af satellitdata.

Vandstanden i Mekong-bassinet, som strækker sig gennem seks lande i Sydøstasien, er udsat for betydelige sæsonudsving. En ny model gør det nu muligt at beregne, hvordan vandstanden påvirkes på forskellige dele af floden af ​​ekstreme vejrbegivenheder som f.eks. kraftig nedbør eller tørke over længere perioder.

Statistisk modellering af flodsystemet

For at modellere flodens strømningsmønstre, med sit komplekse netværk af distributører, Claudia Klüppelberg, professor i matematisk statistik ved TUM, brugte statistiske metoder til at sammenkæde satellitdata. Et hold ved det tyske geodætiske forskningsinstitut ved TUM anvendte specialudviklede algoritmer til rå måledata indsamlet fra satellitmissioner. Den nye model gør det muligt at ekstrapolere vandstandsdata for bestemte punkter for at bestemme niveauerne på næsten alle steder i hele åsystemet.

Beregning af vandstand med satellitdata

Højdemålingsinstrumenter sender radarbølger fra satellitter til Jorden. Disse signaler hopper tilbage fra vandoverfladen mod kilden. "Ved at måle den tid det tager radarbølgerne at rejse den afstand, vi kan beregne vandstanden, " siger Florian Seitz, professor i Geodætisk Geodynamik ved TUM. "Imidlertid, det er kun muligt, hvor satellittens spor krydser en vandmasse. Men af ​​hensyn til vandforsyningen, hydrologiske analyser og sikkerhedsspørgsmål såsom den potentielle risiko for oversvømmelser, det er lige så vigtigt at kende vandstanden på andre punkter."

Sammenkædning af data fra forskellige satellitmissioner

Højdemetrisatellitter på gentagne baner passerer normalt over de samme punkter i en gentagen cyklus på 10 til 35 dage. Som resultat, vandstandsdata indfanges for hvert af disse punkter med jævne mellemrum. Forskerne brugte også observationer indsamlet af en SAR-højdemetrisatellit. I stedet for at følge en gentagen bane, denne satellit indsamler data på et givet punkt på floden kun én gang. Imidlertid, de dækkede punkter er fordelt over hele åsystemet. SAR-højdemålingsmetoden er også overlegen i forhold til konventionelle systemer med hensyn til nøjagtighed.

Forskerne fra de involverede institutter kombinerede de forskellige typer satellitdata ved hjælp af en statistisk metode kendt som universal kriging. "At være i stand til at inkludere disse yderligere, meget nøjagtige målinger med en god rumlig fordeling i vores model forbedrede i høj grad kvaliteten af ​​resultaterne, " siger Claudia Klüppelberg.

En enkelt metode til alle større flodsystemer

"Sæsonbestemte udsving i vandstanden på Mekong, den mangfoldige topografi, og den regelmæssige oversvømmelse gjorde det muligt for os at teste mange forskellige scenarier, " siger Florian Seitz. "De metoder, vi har udviklet, er anvendelige til alle større flodsystemer - selv hvor der ikke er jordstationer til at måle vandstanden."