Mod kontinuerlig reservoirovervågning fra rummet

De fleste satellitter er placeret i kredsløb på 5-til-10-årige missioner for at udføre mange opgaver. En af satellitternes mange funktioner, der bærer et moderat opløsningsbilledspektroradiometer (MODIS) er at overvåge vandreservoirer rundt om i verden. En betydelig del af verdens ferskvand ligger i disse reservoirer.

Fjernmåling er vigtig i global vandovervågning, fordi ikke alle lande regelmæssigt registrerer deres vandstand eller vælger at dele disse data, hvis de gør det. Nøjagtige vandovervågningsdata hjælper ikke kun vandressourceforvaltningen, men også politisk beslutningstagning.

Satellitter med MODIS har tjent denne funktion i de sidste 24 år. Lanceret i 2011, satellitter med Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) bærer en nyere version af teknologien.

Med lidt forskellige teknologier på hver sensor er datakontinuitet fra MODIS til VIIRS afgørende vigtig, ikke kun for at verificere nye data, men også for at bevare historiske data.

Ph.D. studerende Deep Shah, forsker Dr. Shuai Zhang og deres fakultetsrådgiver Dr. Huilin Gao, professor i Texas A&M University's Department of Civil and Environmental Engineering, samarbejdede med NASA om forskning fokuseret på udviklingen af ​​et Global Water Reservoir (GWR) produkt vha. observationer fra VIIRS, der etablerer det som efterfølgeren til det ældre Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS). Det primære mål var at sikre datakontinuitet mellem MODIS og VIIRS. Deres arbejde blev for nylig offentliggjort i Nature-undertidsskriftet Scientific Data .

"Vi ønsker at bruge denne overlappende periode til at identificere, om vi kan bruge VIIRS efter MODIS er nedlagt," sagde Shah. "Fra 2000 til 2012 brugte vi MODIS-observationer, og fra 2012 til 2021 brugte vi VIIRS-observationer. Derefter slog vi data fra begge sensorer sammen og sammenlignede dem med MODIS-observationer fra 2000-2021 for at se, om tendenserne forblev konstante."

Tidligere målte satellitter kun søer og reservoirer efter deres størrelse og vandvolumen. Denne undersøgelse introducerer praksis med at måle vandtab gennem fordampning, hvilket giver et mere komplet billede af dynamikken forbundet med vandressourcer.

Gaos forskerhold har dedikeret mange år til at studere reservoirer - metodisk at udvide deres forskningsomfang ved at tilføje flere reservoirer og flere variabler for at udvide deres tidligere undersøgelser. Det seneste arbejde præsenterer et operationelt datasæt med åben adgang, der beskriver område, højde, lagring, fordampningshastighed og fordampningsvolumen for 164 store reservoirer globalt, herunder 151 menneskeskabte reservoirer og 13 regulerede naturlige søer. Deres forskning tilbyder værdifulde data til miljøforskning og vandforvaltning.

"Disse produktudviklinger var oprindeligt baseret på et papir, jeg skrev for over 10 år siden," sagde Gao. "For 10 år siden var der for eksempel 34 reservoirer, men vi fortsatte med at øge antallet, variablerne og nøjagtigheden i dette produkt."

Zhang, som hjalp Deep Shah med at udvikle datasættet, sagde:"Der er omkring 7000+ reservoirer globalt, inklusive små til store reservoirer. De 151 menneskeskabte reservoirer, vi indsamlede data til at fange omkring 45-46 procent af den globale kapacitet."

Shah sagde, at dette var det første mål for hans ph.d. afhandling. Hans næste skridt omfatter udvikling af et tørkeovervågningssystem ved hjælp af disse data og undersøgelse af, hvordan menneskelige aktiviteter påvirker tørke i reservoirer.

Flere oplysninger: Deep Shah et al., Overgang fra MODIS til VIIRS Global Water Reservoir Product, Videnskabelige data (2024). DOI:10.1038/s41597-024-03028-2

Journaloplysninger: Videnskabelige data

Leveret af Texas A&M University College of Engineering