Ειδικό θέμα τηλεπισκόπισης για το χιόνι και εφαρμογές της
Από RemoteSensing Wiki
Ειδικό θέμα τηλεπισκόπισης για το χιόνι και εφαρμογές της
Πρωτότυπος τίτλος: Special Issue on Remote Sensing of Snow and Its Applications
Συγγραφείς: Ali Nadir Arslan, Zuhal Akyürek
Δημοσιεύθηκε: Ιούνιος 2019 (Geosciences)
Σύνδεσμος πρωτότυπου κειμένου: https://doi.org/10.3390/geosciences9060277
Εισαγωγή
Η χιονοκάλυψη είναι μια βασική κλιματική μεταβλητή που επηρεάζει άμεσα την ενεργειακή ισορροπία της Γης και έχει μια σειρά από σημαντικές φυσικές ιδιότητες που επηρεάζουν τους κύκλους ενέργειας, νερού και άνθρακα. Η επιφανειακή θερμοκρασία εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την παρουσία ή την απουσία χιονοκάλυψης και έχει αποδειχθεί ότι οι τάσεις της θερμοκρασίας σχετίζονται με τις μεταβολές της χιονοκάλυψης. Με την τεχνολογία της τηλεπισκόπησης επιτρέπεται η αφομοίωση των πληροφοριών για τη χιονοκάλυψη σε υδρολογικά, επιφανειακά, μετεωρολογικά και κλιματικά μοντέλα για την πρόβλεψη της τήξη, των υδάτινων πόρων και την προειδοποίηση για φυσικούς κινδύνους που σχετίζονται με το χιόνι. Στην παρούσα ανασκόπηση παρουσιάζεται ένα ευρύ φάσμα θεμάτων όπως (1) τεχνικές και μέθοδοι τηλεπισκόπησης για το χιόνι, (2) μοντελοποίηση, αλγόριθμοι ανάκτησης και επιτόπιες (in-situ) μετρήσεις παραμέτρων του χιονιού, (3) τηλεπισκόπηση του χιονιού με πολλές πηγές και πολλούς αισθητήρες, (4) ολοκληρωμένες προσεγγίσεις τηλεπισκόπησης και μοντέλων για το χιόνι, και (5) εφαρμογές όπου οι πληροφορίες που λαμβάνονται με τηλεπισκόπηση για το χιόνι χρησιμοποιούνται για την πρόγνωση του καιρού, τις πλημμύρες, τις χιονοστιβάδες, τη διαχείριση των υδάτων, την ιχνηλασιμότητα, την υγεία και τον αθλητισμό, τη γεωργία και τη δασοκομία, τα κλιματικά σενάρια κ.λπ. Είναι πολύ σημαντικό να κατανοήσουμε (α) τις διαφορές και τις ομοιότητες, (β) την αντιπροσωπευτικότητα και την εφαρμοσιμότητα, (γ) την ακρίβεια και τις πηγές σφαλμάτων στη μέτρηση του χιονιού τόσο in-situ όσο και με τηλεπισκόπηση σε υδρολογικά, επιφανειακά, μετεωρολογικά και κλιματικά μοντέλα.
Τηλεπισκόπηση του χιονιού και εφαρμογές της
Το Copernicus είναι το πρόγραμμα παρατήρησης της Γης (EO, Earth Observation) της Ευρωπαϊκής Ένωσης (ΕΕ), το οποίο προσφέρει δωρεάν και ανοικτές υπηρεσίες πληροφοριών που βασίζονται σε δορυφορικά δεδομένα παρατήρησης της Γης και σε δεδομένα in situ (μη διαστημικά). Για την κατανόηση της κατάστασης της χρήσης των Copernicus Sentinels στο χιόνι γενικά, εξετάστηκαν δημοσιευμένες εργασίες στο Web of Science από το 2015 έως το 2019. Σύμφωνα με την ανάλυση που πραγματοποιήθηκε, το MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) και το PMW (Passive Microwave) ήταν τα πιο συχνά χρησιμοποιούμενα σε τηλεπισκοπικές μελέτες χιονιού. Τα Copernicus Sentinels και οι αναδυόμενες τεχνολογίες χρησιμοποιούνται επίσης στις μελέτες χιονιού με τηλεπισκόπηση. Οι εικόνες που ελήφθησαν για μια περίοδο δέκα ετών αναλύθηκαν με τη χρήση ενός αυτοματοποιημένου αλγορίθμου ανίχνευσης χιονιού-μη χιονιού που βασίζεται στη φασματική ομοιότητα. Τα δορυφορικά προϊόντα χιονιού μεσαίας χωρικής ανάλυσης είναι καλά για την παρακολούθηση της δυναμικής του χιονιού, αλλά απαιτείται καλύτερη χωρική ανάλυση για την κατανόηση της χωρικής διακύμανσης, ιδίως σε ανώμαλο έδαφος. Η παρακολούθηση της χιονοκάλυψης και των συνιστωσών της σε μεσο-, περιφερειακή και παγκόσμια κλίμακα είναι σημαντική για την υποστήριξη της επιστήμης του καιρού, της υδρολογίας και του κλίματος, καθώς και για την παρακολούθηση των φυσικών κινδύνων, τη λήψη αποφάσεων και τη διαμόρφωση περιβαλλοντικής πολιτικής. Η ικανότητα αυτή θα παρέχει πληροφορίες βασισμένες στη γνώση σχετικά με τις πιθανές επιπτώσεις στην κοινωνία, την οικονομία και την ασφάλεια (π.χ. υδροηλεκτρική ενέργεια, διαθεσιμότητα νερού, μεταφορές, τουρισμός, πλημμύρες, χιονοστιβάδες κ.λπ.) Το χιόνι είναι ένα πολύπλοκο μέσο και γι' αυτό είναι σημαντικό να κατανοηθούν όλες οι πτυχές, όπως ο χαρακτηρισμός, η ανίχνευση και η μοντελοποίηση. Στόχος της συγκεκριμένης ανασκόπησης ήταν να συνδυαστούν αυτές οι τρεις πτυχές μαζί, καθώς πιστεύεται ότι αυτό θα είναι χρήσιμο για όλους τους κλάδους που ασχολούνται με κάποιο μέρος της επιστήμης του χιονιού.
