Kan én satellitt holde tritt med verdens oversvømmelser?

Klimaendringer øker både hyppigheten og intensiteten av oversvømmelser verden over. For å kunne varsle og håndtere slike hendelser effektivt, er det avgjørende med nøyaktig overvåking av overflatevann og flomfare. En ny artikkel i tidsskriftet Reviews of Geophysics presenterer en omfattende analyse av ulike satellittbaserte sensorer som overvåker flomfare på global skala.

Vi har snakket med hovedforfatteren bak studien for å få innsikt i hvordan satellitter kan bidra til flomovervåking, hvilke fordeler og utfordringer dette medfører, samt hvilke fremtidige prosjekter som planlegges innen rombasert overvåking.

Hvorfor er overvåking av overflatevann så viktig?

Over halvparten av verdens befolkning bor innen tre kilometer fra en ferskvannskilde. Når sesongmessige oversvømmelser oppfører seg som forventet, bidrar de til næringsrik jord og bedre avlinger. Men ekstreme flommer forstyrrer dette balanserte systemet og kan føre til ødeleggende oversvømmelser som truer levebrød og samfunn.

Klimaendringene gjør slike ekstreme hendelser både hyppigere og mindre forutsigbare, samtidig som befolkningsveksten i flomutsatte områder øker de menneskelige kostnadene. Kontinuerlig overvåking av overflatevann er derfor avgjørende for å kunne forutse farer, evaluere risiko og iverksette tiltak som beskytter mennesker og steder mest utsatt for hydrologiske farer.

Fordelene med satellittovervåking av flom

Overvåking av flom fra verdensrommet har flere klare fordeler sammenlignet med tradisjonelle metoder. Satellitter gir en bred global dekning og kan samle inn kritisk informasjon over store områder på kort tid. In-situ-sensorer, som for eksempel elvemålere, gir verdifull data, men er begrenset i omfang og kan svikte under ekstreme flomforhold.

En enkelt satellittpassering kan dekke hele et vassdrag, noe som gjør det mulig for beredskapsaktører å se hvor vannet har spredt seg, hvilke samfunn som er berørt, og hvordan situasjonen utvikler seg. Dette gir avgjørende tid til å iverksette tiltak og redde liv.

Historien bak satellittovervåking av flom

Verdien av å overvåke overflatevann fra verdensrommet ble først erkjent tidlig på 1970-tallet, etter oppskytningen av Landsat 1. Allerede i 1973 tok satellitten bilder av de ødeleggende oversvømmelsene langs Mississippi-elven, noe som resulterte i et av de første flomkartene laget fra rommet (se figur 1).

På begynnelsen av 2000-tallet begynte NASA med MODIS-sensorene å levere global dekning med daglig frekvens. I dag finnes det flere globale flomovervåkningssystemer, blant annet Copernicus Emergency Management Service fra Den europeiske union, som bruker Sentinel-1s syntetiske aperturradar (SAR), og NOAA’s VIIRS Flood Mapping-system.

«Den første Landsat-satellitten, opprinnelig kalt ERTS-1, ble omdøpt til Landsat 1 i 1975.»

Figur 1: Bilder fra starten av Landsat 1-oppdraget som illustrerer omfanget av Mississippi-elvens oversvømmelser i 1973. Kilde: EROS History Project, USGS.

Tre typer satellittsensorer for flomovervåking

Studien analyserer tre hovedkategorier av satellittsensorer:

• Multispektrale sensorer (optiske og termiske): Måler reflektert sollys eller utsendt varme.
• Mikrobølgesensorer: Inkluderer SAR, passive mikrobølgeradiometre og GNSS-reflektometri (GNSS-R). Disse kan observere gjennom skyer og om natten, men har avveininger mellom oppløsning og dekning.
• Altimetrisensorer: Måler vannoverflaters høyde med høy presisjon, men bare langs smale baner.

Hver sensorfamilie har sine egne styrker og svakheter, noe som gjør dem egnet til å brukes i kombinasjon for å oppnå best mulig overvåking.