Передовой спутник отслеживает уровень воды в озерах бассейна реки Огайо
Бассейн реки Огайо простирается от Пенсильвании до Иллинойса и содержит систему водохранилищ, озер и рек, дренирующих территорию почти размером с Францию. Исследователи миссии SWOT (Surface Water and Ocean Topography), совместного проекта NASA (Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства США) и французского космического агентства CNES, теперь имеют новый инструмент для измерения уровня воды не только в этом регионе, где проживает более 25 миллионов человек, но и в других водосборных бассейнах по всему миру.
С начала 2023 года SWOT измеряет высоту почти всей воды на поверхности Земли, включая океаны, озера, водохранилища и реки, покрывая почти весь земной шар не реже одного раза в 21 день. Спутник также измеряет горизонтальную протяженность водных объектов. В этом году миссия начала публиковать проверенные данные.
"Иметь эти две перспективы — площадь водной поверхности и уровень — одновременно, наряду с детальным и частым покрытием больших территорий, беспрецедентно", — заявил Джида Ван, гидролог из Университета Иллинойса в Урбане-Шампейне и член научной команды SWOT. "Это новаторский, захватывающий аспект SWOT".
Исследователи могут использовать данные миссии об уровне и площади воды для расчета изменений объема воды, хранящейся в озере или водохранилище, с течением времени. Это, в свою очередь, дает гидрологам более точную картину речного стока — количества воды, проходящего через определенный участок реки.
Визуализация, основанная на данных SWOT с июля 2023 по ноябрь 2024 года, показывает средний уровень воды над уровнем моря в озерах и водохранилищах бассейна реки Огайо, которая впадает в Миссисипи. Желтый цвет указывает на значения выше 1600 футов (500 метров), а темно-фиолетовый — на уровни воды менее 330 футов (100 метров). Сравнение изменений этих уровней помогает гидрологам измерять доступность воды с течением времени в локальной зоне или во всем водосборном бассейне.
Дополнение мозаики данных
Исторически оценка доступности пресной воды для сообществ в пределах речного бассейна была сложной задачей. Исследователи собирают информацию с датчиков, установленных на определенных озерах и водохранилищах, с помощью аэрофотосъемки и других спутников, которые измеряют либо уровень, либо площадь воды. Но для наземных и воздушных инструментов покрытие может быть ограничено в пространстве и времени. Гидрологи могут собрать часть необходимой информации с разных спутников, но данные могли быть получены не одновременно, или исследователям все равно может потребоваться дополнить информацию измерениями с наземных датчиков.
Даже в этом случае расчет доступности пресной воды может быть сложным. Большая часть работы опирается на компьютерные модели.
"Традиционные водные модели часто работают не очень хорошо в сильно регулируемых бассейнах, таких как Огайо, потому что им трудно предсказать непредсказуемое поведение работы плотин", — сказал Джордж Аллен, исследователь пресной воды из Технологического университета Вирджинии и член научной команды SWOT.
Многие речные бассейны в США включают плотины и водохранилища, управляемые множеством различных организаций. В то время как управляющие водохранилищем могут знать, как ведет себя их участок воды, планирование доступности воды по всей длине реки может быть проблемой. Поскольку SWOT наблюдает и за реками, и за озерами, его данные могут помочь обеспечить более единую картину.
"Эти данные позволяют водным менеджерам действительно знать, что делают другие участники этих пресноводных систем", — отметил член научной команды SWOT Колин Глисон, гидролог из Массачусетского университета в Амхерсте.
Хотя исследователи SWOT воодушевлены открывающимися возможностями, предстоит еще много работы. Высокое разрешение спутниковых данных об уровне и площади воды означает, что исследователям предстоит обработать огромный массив информации, и потребуется время для обработки и анализа измерений.