Μεταβλητότητα της Χιονοκάλυψης στην Κανταβρική Οροσειρά: Μελέτη σε Επίπεδο Λεκάνης Απορροής με Χρήση Δορυφορικών Δεδομένων (2000–2024)

''' <span style="color:#006400"> Άρθρο: Μεταβλητότητα της Χιονοκάλυψης στην Κανταβρική Οροσειρά (Ισπανία): Μελέτη σε Επίπεδο Λεκάνης Απορροής με Χρήση Δορυφορικών Δεδομένων (2000–2024)''' <br/>
'''Συγγραφείς: Adrián Melón-Nava, Amelia Gómez-Villar ''' <br/>
'''Πηγή: https://doi.org/10.18172/cig.6543'''  <br/>
'''Ημερομηνία: 30 Ιουνίου 2025''' <br/>

[[Αρχείο: 6_1.jpg | thumb | '''Εικόνα 1.''' Περιοχή μελέτης: Η Κανταβρική Οροσειρά και η οριοθέτηση των 36 υδρογραφικών λεκανών απορροής]]


[[Αρχείο: 6_2.jpg | thumb | '''Εικόνα 2.''' Ροή εργασιών (Workflow) για την παραγωγή χρονοσειρών Κλάσματος Χιονοκάλυψης (SCF) στο Google Earth Engine από δορυφορικές εικόνες. Το παράδειγμα πλήρωσης κενών (gap-filling) δείχνει την αποκατάσταση δεδομένων σε κενό 4 ημερών.]]

[[Αρχείο: 6_3.jpg | thumb | '''Εικόνα 3.''' . Χρονοσειρές της εξέλιξης του Ποσοστού Χιονοκάλυψης (SCF) (2000-2024) και χάρτες των σχετικών τάσεων ανά λεκάνη απορροής και ανά εποχή ]]

[[Αρχείο: 6_4.jpg | thumb |  '''Πίνακας 1.''' Στατιστικά τάσεων (Mann-Kendall) για το Ποσοστό Χιονοκάλυψης (SCF) ανά υψομετρική ζώνη. ]]

'''Περίληψη''' <br/>

Η παρούσα μελέτη εστιάζει στο αντικείμενο της Υδρολογίας και της Κλιματολογίας, και συγκεκριμένα στην παρακολούθηση των κρυοσφαιρικών μεταβολών. Κύριος στόχος της εφαρμογής είναι η λεπτομερής ανάλυση της δυναμικής της χιονοκάλυψης στην Κανταβρική Οροσειρά της βόρειας Ισπανίας για μια περίοδο 24 ετών (2000–2024), προκειμένου να κατανοηθούν οι επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στη διαθεσιμότητα υδάτινων πόρων. Πριν από την ανάπτυξη και την ευρεία χρήση της Τηλεπισκόπησης, η παρακολούθηση τέτοιων φαινομένων σε ορεινούς όγκους γινόταν σχεδόν αποκλειστικά μέσω δικτύων επίγειων μετεωρολογικών σταθμών. Η μέθοδος αυτή παρουσίαζε σημαντικούς περιορισμούς, καθώς οι σταθμοί ήταν χωρικά αραιοί, βρίσκονταν κυρίως σε χαμηλά ή μέσα υψόμετρα και αδυνατούσαν να καταγράψουν τη χωρική ετερογένεια του χιονιού στις δυσπρόσιτες κορυφογραμμές, οδηγώντας σε ελλιπή κατανόηση του υδρολογικού κύκλου.



'''Μέθοδοι''' <br/>

Για την υλοποίηση της μελέτης χρησιμοποιήθηκε ένας συνδυασμός διαφορετικών ειδών δορυφορικών συστημάτων και αισθητήρων. Συγκεκριμένα, αξιοποιήθηκαν εικόνες από τον φασματοραδιόμετρο MODIS (στους δορυφόρους Terra και Aqua) για την υψηλή χρονική του ανάλυση, καθώς και δεδομένα από τη σειρά δορυφόρων Landsat (Landsat 5 TM, Landsat 7 ETM+, Landsat 8 OLI, Landsat 9 OLI-2) και τους δορυφόρους Sentinel-2 (MSI) του προγράμματος Copernicus για την υψηλή χωρική τους διακριτική ικανότητα. Η επεξεργασία αυτού του τεράστιου όγκου δεδομένων πραγματοποιήθηκε εξ ολοκλήρου στην πλατφόρμα νέφους Google Earth Engine (GEE), η οποία επιτρέπει την ταχεία ανάλυση χρονοσειρών "μεγάλων δεδομένων" (big data).

Από τους παραπάνω δέκτες έγινε χρήση συγκεκριμένων φασματικών καναλιών, κυρίως του ορατού φάσματος (Πράσινο κανάλι) και του Βραχέος Υπέρυθρου (SWIR). Η χρησιμότητα του συνδυασμού αυτών των καναλιών έγκειται στην ικανότητά τους να διαχωρίζουν αποτελεσματικά το χιόνι (που ανακλά έντονα στο ορατό και απορροφά στο SWIR) από τα σύννεφα (που ανακλούν και στα δύο), επιτρέποντας τον υπολογισμό του Κανονικοποιημένου Δείκτη Διαφοράς Χιονιού (NDSI). Οι απαραίτητες προεπεξεργασίες περιλάμβαναν την ατμοσφαιρική διόρθωση μέσω της χρήσης προϊόντων Επιφανειακής Ανακλαστικότητας (Surface Reflectance), τη γεωαναφορά και, κρισίμως, τη δημιουργία μασκών νεφών για την εξάλειψη των ατμοσφαιρικών παρεμβολών. Ως κύριος ψηφιακός αλγόριθμος χρησιμοποιήθηκε η κατωφλίωση του δείκτη NDSI (με τιμή > 0.4) για την ταξινόμηση των εικονοστοιχείων. Για τη βελτίωση της ακρίβειας, εφαρμόστηκαν τεχνικές συγχώνευσης δεδομένων (data fusion) και χρονικής παρεμβολής για την πλήρωση κενών λόγω νέφωσης. Επιπρόσθετα, έγινε χρήση του Ψηφιακού Μοντέλου Υψομέτρου (DEM) της αποστολής SRTM της NASA. Η αναγκαιότητα του DEM ήταν καθοριστική για τις ειδικές επεξεργασίες GIS, καθώς επέτρεψε την υψομετρική διαστρωμάτωση της ανάλυσης ανά 500 μέτρα και την εξαγωγή στατιστικών ανά υδρολογική λεκάνη.

Για την εγκυρότητα των αποτελεσμάτων, πραγματοποιήθηκε αξιολόγηση με χρήση δεδομένων αναφοράς από επίγειες ψηφιακές κάμερες time-lapse (π.χ. στην περιοχή Campoo). Η σύγκριση έδειξε ότι σε συνθήκες καθαρής ατμόσφαιρας η συμφωνία ταξινόμησης (classification agreement) υπερβαίνει το 85%, ενώ οι αλγόριθμοι πλήρωσης κενών (gap-filling) μείωσαν σημαντικά τα σφάλματα υποτίμησης της χιονοκάλυψης, καθιστώντας τα προϊόντα αξιόπιστα.



'''Αποτελέσματα''' <br/>

Η εφαρμογή προηγμένων στατιστικών αλγορίθμων (Mann-Kendall) αποκάλυψε μεταβολές στο καθεστώς χιονοκάλυψης, με τα πιο ισχυρά στατιστικά ευρήματα να εντοπίζονται στην ανάλυση της έκτασης. Συγκεκριμένα, για το Ποσοστό Χιονοκάλυψης (SCF), καταγράφηκαν στατιστικά σημαντικές (p<0.05) πτωτικές τάσεις, ιδιαίτερα κατά τη διάρκεια του χειμώνα στις λεκάνες που προσανατολίζονται προς το Νότο (μείωση που αγγίζει το 10-16% ανά δεκαετία).

Πέρα από την έκταση (SCF), η μελέτη εξέτασε αναλυτικά και τη φαινολογία του χιονιού μέσω δεικτών όπως η Τελευταία Ημέρα Χιονοκάλυψης (LSCD), 
η Πρώτη Ημέρα (FESD) και η έναρξη της σταθερής χιονόπτωσης (SOD). Παρόλο που οι μεμονωμένες τάσεις διάρκειας δεν ήταν πάντα στατιστικά σημαντικές 
(λόγω της μεγάλης ετήσιας μεταβλητότητας), η συνοχή τους υποδεικνύει μια σαφή στροφή του καθεστώτος. 
Ειδικότερα, παρατηρήθηκε συρρίκνωση της εποχής του χιονιού και από τα δύο άκρα: Αφενός, η Τελευταία Ημέρα (LSCD) και η ημέρα τήξης (SMOD) εμφανίζουν αρνητική τάση, μετατοπιζόμενες σταθερά νωρίτερα μέσα στο έτος. 
Αφετέρου, η έναρξη της χιονόπτωσης τείνει να καθυστερεί ή να γίνεται πιο ασταθής (επηρεάζοντας το FESD/SOD). 
Η μείωση αυτή της συνολικής διάρκειας (SCD) υπολογίστηκε κατά μέσο όρο σε 1 ημέρα ανά δεκαετία, φτάνοντας όμως τις 5,8 ημέρες ανά δεκαετία στις υψηλότερες ζώνες. Ο συνδυασμός της σημαντικής μείωσης της χειμερινής έκτασης (SCF) με τη συνεπή τάση πρόωρης τήξης συνθέτει την εικόνα της σταδιακής αποσταθεροποίησης της κρυόσφαιρας. <br/>



'''Συμπεράσματα''' <br/>

Η μελέτη κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η Κανταβρική Οροσειρά παρουσιάζει σαφείς ενδείξεις υποχώρησης της κρυόσφαιρας. Η μεθοδολογία που αναπτύχθηκε, βασισμένη στην Τηλεπισκόπηση και την επεξεργασία στο νέφος (Cloud Computing), αποδείχθηκε ένα ισχυρό εργαλείο για την εξαγωγή περιβαλλοντικών πληροφοριών σε μεγάλη κλίμακα. Αν και ορισμένοι φαινολογικοί δείκτες διάρκειας εμφανίζουν κυρίως τάσεις (tendencies) λόγω της έντονης κλιματικής διακύμανσης, η στατιστικά επιβεβαιωμένη μείωση της χειμερινής έκτασης (SCF) είναι κρίσιμη για την προσαρμογή των μοντέλων διαχείρισης υδάτινων πόρων. Τα ευρήματα αυτά υπογραμμίζουν την ανάγκη για συνέχιση της παρακολούθησης ώστε να επιβεβαιωθούν οι μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στη βιοποικιλότητα και τα υδατικά αποθέματα της περιοχής.



 [[category:Υδατικοί Πόροι]]