Обнаружение наводнений — неожиданная способность миссии микроспутников
Ураганы приносят в прибрежные районы сильные дожди и ветер, что может привести к катастрофическим последствиям. В 2016 году NASA запустило группу из восьми спутников CYGNSS (Cyclone Global Navigation Satellite System) для сбора данных о ветрах в тропических циклонах с целью улучшения прогнозов. При анализе первых данных выявилась новая, неожиданная возможность: способность «видеть» сквозь облака и дождь затопленные территории.
Создание карт наводнений стало возможным благодаря инновационному подходу миссии. Спутники CYGNSS используют для измерения скорости ветра (по ряби на океане) не собственные сигналы, а постоянные сигналы системы GPS. Эти сигналы также чувствительны к отражениям от стоячей воды и влажности почвы.
«До 2015 года были предположения, что данные отражений GPS над сушей можно использовать для изучения различных явлений, но наблюдений для подтверждения было мало, — сказала Клара Чью, исследователь из University Corporation for Atmospheric Research. — Запуск CYGNSS позволил доказать, что эти сигналы действительно очень чувствительны к количеству воды в почве или на поверхности».
Чью создала карты затопления побережья Техаса после урагана «Харви», Кубы после урагана «Ирма», а также сезонных разливов реки Амазонки в Бразилии.
«Когда мы сделали первую полную карту Амазонки, все были поражены, потому что видны даже мельчайшие реки по всему бассейну. Никто не ожидал, что мы сможем разглядеть реки шириной около ста метров», — отметила Чью. При этом разрешение данных над океаном составляет 10–15 км и усредняется до 25 км.
Ключевое преимущество CYGNSS перед другими спутниковыми системами — способность видеть сквозь облака, дождь и растительность, которые обычно скрывают паводковые воды. Оптические датчики спутников Landsat (USGS–NASA) не видят сквозь облака, а микроволновые датчики спутников ESA Sentinel — сквозь растительность. Использование восьми спутников также уменьшает время между наблюдениями, обеспечивая более быстрое покрытие тропических регионов.
Однако эта технология ещё развивается: учёные исследуют, как определять количество воды и другие параметры, дополняя данные других спутников. В настоящее время обработка данных CYGNSS занимает два дня.
«Очень символично, что одна из новых, неожиданных способностей CYGNSS — определение масштабов затопления — часто является прямым следствием явления, для изучения которого он был создан, а именно ураганов, — сказал Крис Руф, главный исследователь миссии. — Теперь мы сможем не только наблюдать ураганы над океаном, но и картировать причиняемый ими ущерб от наводнений после выхода на сушу».