Παρακολούθηση παγκόσμιας κατακρήμνισης με χρήση δορυφόρων
Από RemoteSensing Wiki
Πηγή: http://spie.org/newsroom/technical-articles/4475-monitoring-global-precipitation-using-satellites?highlight=x2420&ArticleID=x90833 (πρόσβαση 23/12/2015)
Αρχικό άρθρο: Kuolin Hsu, Soroosh Sorooshian, Xiaogang Gao, Dan Braithwaite and Amir AghaKouchak. A multisatellite image-processing system can improve near-real-time precipitation measurement in remote, ungauged areas. October 2012, SPIE Newsroom. DOI: 10.1117/2.1201210.004475.
Οι πλημμύρες που προκαλούνται από ακραία κατακρήμνιση είναι από τους πιο συχνές και εκτεταμένες φυσικές καταστροφές. Είναι όλο και πιο επικίνδυνες και κοστοβόρες στην αντιμετώπισή τους, καθώς ο πληθυσμός των αστικών περιοχών αυξάνεται διαρκώς και το παγκόσμιο κλίμα αλλάζει απότομα και απρόβλεπτα. Τα στοιχεία καταδεικνύουν ότι κάθε χρόνο παραπάνω από 100 εκατομμύρια άνθρωποι επηρεάζονται από πλημμύρες με κόστος πάνω από 100 δισεκατομμύρια δολάρια. Καθώς η ακριβής παρακολούθηση της κατακρήμνισης είναι βασική προϋπόθεση για την πρόβλεψη των πλημμυρών, τα παραδοσιακά μέσα παρακολούθησης όπως επίγειοι μετρητές και ραντάρ έχουν περιορισμένη χωρική κάλυψη. Οι πρόσφατες εξελίξεις στις τεχνικές δορυφορικής τηλεπισκόπισης έχουν βοηθήσει τους υδρολόγους στην πρόβλεψη πλημμυρών και στη διαχείριση υδάτινων πόρων, καθώς έχουν επιτρέψει την παρακολούθηση της κατακρήμνισης σε απομακρυσμένες περιοχές όπου δεν υπάρχουν οι απαραίτητοι μετρητές. Οι δορυφορικοί αλγόριθμοι για την κατακρήμνιση χρησιμοποιούν πληροφορίες από το ορατό έως το υπέρυθρο φάσμα από τους δορυφόρους του Γεωστατικής Τροχιάς (παρέχουν παρατηρήσεις κάθε 15-30 λεπτά και η πληροφορία τους είναι έμμεσα συσχετιζόμενη με τις επιφανειακές βροχοπτώσεις) και τις παθητικές / ενεργές εικόνες μικροκυμάτων από τους δορυφόρους Χαμηλής Τροχιάς (οι παθητικοί δέκτες δίνουν άμεση ανίχνευση των νεφών). Η αποδοτική χρήση και των δύο ειδών δορυφόρων είναι απαραίτητη για τη βελτίωση των μετρήσεων των βροχοπτώσεων σε βραχυπρόθεσμες περιόδους. Ο αλγόριθμος της ομάδας εργασίας, Εκτίμηση Κατακρήμνισης με Τηλεπισκοπική Πληροφόρηση χρησιμοποιώντας Τεχνητά Νευρωνικά Δίκτυα (PERSIANN), παρέχει παγκόσμιες προβλέψεις κατακρήμνισης συνδυάζοντας δεδομένα από δορυφόρους Γεωστατικής και Χαμηλής Τροχιάς. Στόχος της ομάδας εργασίας είναι η βελτίωση της ποιότητας των δεδομένων του αλγορίθμου πολλαπλών δορυφόρων για την εκτίμηση της κατακρήμνισης. Αυτά τα βελτιωμένα χαρακτηριστικά συμπεριλαμβάνουν πολυφασματικές εικόνες για ταξινόμηση, παρακολούθηση κατακρήμνισης και προσαρμογή προβλέψεων σε σχεδόν πραγματικό χρόνο. Το πρόσφατα διαμορφωμένο σύστημα ταξινόμησης του νέφους PERSIANN ενσωματώνει την επεξεργασία εικόνων και τεχνικές ταξινόμησης προτύπων βασιζόμενο στην ανάλυση των υπέρυθρων εικόνων της νεφοκάλυψης των δορυφόρων Γεωστατικής Τροχιάς.
Το Κέντρο Υδρομετεωρολογίας και Τηλεπισκόπισης του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνια, διαμορφώνει την ικανότητα για πρόβλεψη και πρόληψη υδρολογικών καταστροφών. Ένας δίσκος καταγραφής της παγκόσμιας κατακρήμνισης σε σχεδόν πραγματικό χρόνο παρέχει απεικόνιση και χαρτογράφηση των εκτιμήσεων της κατακρήμνισης βάσει των δορυφόρων σε χωρική ανάλυση γεωγραφικό πλάτος και μήκος 0,04*0,04, χρησιμοποιώντας το PERSIANN-CCS. Το PERSIANN-CCS παράγει δεδομένα κατακρήμνισης σε σχεδόν πραγματικό χρόνο, το οποίο είναι χρήσιμο για τη λειτουργική πρόβλεψη πλημμύρων και υδρολογικές εξομοιώσεις δεδομένων. Τα προϊόντα του αλγορίθμου ήδη έχουν χρησιμοποιηθεί σε εφαρμοσμένες μελέτες (επί παραδείγματι επαλήθευση καθημερινής βροχόπτωσης και ημερήσια πρότυπα βροχόπτωσης σε αντίθεση με τις παρατηρήσεις που παρέχονται από επίγειες μετρήσεις στην περιοχή του Αμαζονίου). Οι μελλοντικές κινήσεις αφορούν την επέκταση των ικανοτήτων των αλγορίθμων που βασίζονται σε δορυφόρους για να συλλαμβάνουν θερμότερες βροχοπτώσεις, να χρησιμοποιούν πολυφασματικές εικόνες και να συμπεριλαμβάνουν πρόσφατες εξελίξεις στην ανάπτυξη μοντέλων νεφοποίησης, στη δορυφορική εξαγωγή χαρακτηριστικών νέφους, εικόνες ανίχνευσης νέφους, γεωστατιστική και διαδοχική θεωρία φιλτραρίσματος για τη μέτρηση του νέφους.
Συμβολή τηλεπισκόπισης
Η παραπάνω χρήση τηλεπισκοπικών μεθόδων δύναται να δημιουργήσει τις προϋποθέσεις για την βέλτιστη πρόβλεψη και πρόληψη επικίνδυνων φυσικών καταστροφών, όπως οι έντονες κατακρημνίσεις που οδηγούν σε απειλητικές πλημμύρες. Αυτή η εκ των προτέρων γνώση μπορεί να εξομαλύνει την κατάσταση λαμβάνοντας αποφάσεις που θα αποτρέψουν τις έντονες επιπτώσεις που πιθανόν να κοστίσουν ακόμα και ζωές. Συνεπώς, η τηλεπισκόπιση δύναται να αποτελέσει ζωτικό εργαλείο, που μπορεί να λειτουργήσει ως το κλειδί για την προστασία πολλών ανθρώπων.
