【遥感应用】水面上涨:美国国家航空航天局提高防洪安全
来源: http://www.eurekalert.org/pub_releases/2014-03/nsfc-wwr032014.php
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2015-01-05

洪水是最频繁发生的与天气有关的自然灾害,每年造成巨大的生命财产损失。美国国家航空航天局(NASA)地球观测卫星和航空任务为应急管理者、救援组织和天气预报部门提供了洪水监测和预报的重要信息,并提高我们对洪水这一自然灾害的更全面的认知。

NASA地球观测卫星提供的详细洪灾地区影像对测量洪水范围至关重要。例如Terra和Aqua卫星上搭载的中分辨率成像光谱仪(MODIS)能够对地球进行大范围的监测, 每天为科学家和应急管理者提供可见光图像、红外信息和其他类型的数据。

与美国地质调查局(USGS)合作的地球资源卫星(Landsat)提供了更高分辨率的影像,可用于测量灾害前后的地表情况。

Landsat提供了评估洪水风险和为灾后恢复测量受灾范围的重要工具。地球观测1号任务(EO-1)是包括3个先进陆地成像工具和5个革命性航天器技术的陆地成像任务。

联合国世界粮食计划署在为洪水淹没区域提供食品救济时,利用NASA地球科学卫星定位洪水区域并绘制灾区物资运送路线图。美国联邦应急管理署(FEMA)的承包商也利用Landsat影像跟踪受城市发展对区域洪水风险的影响情况。

这些地图不仅显示了洪水范围和持续时间,还可以构建更精确的洪水预测模型。已记录过去14年中全世界洪水事件的,位于Boulder的科罗拉多大学洪水观测站主任Bob Brakenridge表明,他们可以通过洪水测量对预测未来洪水建模。如果一个区域年复一年出现洪水,科学家可以预测其周边区洪水出现的可能性和严重性。

NASA还提供在洪水监测中发挥重要作用的降水测量。新泽西州普林斯顿大学水文学家Eric Wood指出,如果某些地区降雨率非常高,这些信息就能够放进(洪水)模型。NASA的热带降雨测量任务(TRMM)数据,使科学家可以对地表径流和河道流量进行建模,帮助预测洪水和山体滑坡。

2月底,NASA和日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)发射了全球降水观测计划(GPM)核心观测站,这将为洪水研究提供前所未有的降雨和降雪数据。GPM将允许科学家评估水滴大小和探测大范围的降水率。Wood认为,GPM将大大提高降水量观测的准确性。

GPM核心观测站将收集信息,用以统一和改善几乎覆盖整个地球的由现有卫星和未来发射卫星组成的卫星系每3小时观测一次降水和降雪的信息。

今年11月,NASA将发射一颗有助于通过直接测量全球土壤湿度,帮助改善洪水模型的卫星。美国土壤湿度环境研究卫星(SMAP)任务是将土壤湿度数据用于指导绘制突发洪水地图,天气预报人员和气象学家用来进行每天的洪水预测。测量地表土壤湿度数据对于一般天气预报和降水预测至关重要。它们对于开发洪水预测模型至关重要,因为土壤湿度是预测多少降水被土壤吸收、多少水流入湖泊、河流和海洋的一个决定因素。

麻省理工学院SMAP项目组负责人Dara Entekhabi 指出,SMAP可以很容易的发现一个地表是否有水覆盖,这将非常有助于区分淹没区域和非淹没区域。卫星也将可以区分冻结和解冻的土地。

研究人员在土壤湿度降水数据支持下,配以NASA卫星获取的光学和红外影像,能够在现有洪水监测和预测系统基础上改善对洪水的了解。

研究人员关注NASA的卫星,如:Landsat、TRMM、Suomi-NPP、CloudSat、CALIPSO、Aqua、Terra、GPM和SMAP卫星等等。这些卫星已经帮助或将会帮助推进突发洪水管理系统、洪水测绘、滑坡研究、洪灾作物损失评估以及国家和地方灾害防范与应对工作。

 

(王化编译,殷永元审核)