La NASA pot millorar els futurs satèl·lits d'observació de rius

Les inundacions fluvials són un dels desastres naturals més comuns i devastadors de la Terra. En l'última dècada, els rius han matat milers de persones cada any al món i causen pèrdues per ordre de desenes de milers de milions de dòlars anuals. El canvi climàtic, que es preveu augmentarà la precipitació a determinades zones del planeta, podria fer que les inundacions fluvials en aquests llocs siguin més freqüents i severes en les properes dècades.

Ara, un nou estudi liderat per investigadors del Laboratori de Propulsió Jet de la NASA a Pasadena, Califòrnia, analitza el que suposaria que el satèl·lit d'observació de rius es converteixi en una eina encara més útil per mitigar els danys a les inundacions i millorar la gestió de l'embassament a nivell mundial en gairebé temps real.
Els primers sistemes d'alerta d'inundacions tradicionals depenen de les xarxes de mesura que detecten inundacions més lluny del riu, però les dades que cal mesurar són cada vegada més escasses. L’estudi demostra que hi ha espai per a satèl lits que ajuden a omplir el buit, però per als satèl·lits que informen de la mitigació de les inundacions en temps real, han de proporcionar dades als gestors de l'aigua en un temps de retard suficientment curt.
Les inundacions fluvials es produeixen quan un canal s'omple d'aigua més enllà de la seva capacitat, normalment a causa de les fortes pluges. La inundació recorre el curs del riu com una onada. Diverses missions de satèl·lit han estat capaces de detectar inundacions com a canvis bruscos en l'altura o l'amplada de les aigües del riu. Una vegada que s'observa una inundació, és relativament fàcil predir amb precisió com es desplaçarà pel riu. Aquesta informació és summament útil en els sistemes d'alerta d'inundacions inicials i en altres aplicacions de gestió de rius en temps real.

Per estudiar la velocitat en què les inundacions es propaguen a través dels rius del planeta, cal executar un model numèric senzill d'ones de flux que utilitzen informació com l'ample, el pendent, la profunditat i la rugositat, entre d’altres. Després d'analitzar les velocitats d'ona a través dels 11,7 milions de quilòmetres de rius de tot el planeta, els investigadors van descobrir que les ones d'inundació que viatjaven a la seva màxima velocitat prenien una mitjana de tres dies per arribar a la presa següent, quatre dies per arribar a la propera ciutat aigues avall i sis dies per sortir del sistema del riu completament.
L'equip va comparar els resultats del seu model amb registres de descàrrega de més de 20.000 estacions geològiques dels Estats Units a unes 40.000 milles (64.400 quilòmetres) de diversos sistemes fluvials als Estats Units. Van trobar que el model va estimar velocitats d'ona més ràpides que les dades rebudes per sensors.

Els científics van utilitzar la seva velocitat d'ona i les troballes per calcular la latència de les dades: la rapidesa amb què s'han de baixar, processar i posar a disposició del públic per a sistemes d'alerta primerenca d'inundacions i altres estratègies de mitigació d'inundacions en temps real, així com la gestió de l'embassament. En concret, es van centrar en dades futures de la propera missió de Surface Water and Ocean Topography (SWOT). El SWOT, programat per al seu llançament el 2021, està específicament dissenyat per observar els rius. Això és degut a que té una òrbita de 21 dies i pot detectar ones d'inundació, especialment en rius grans de latitud superior. Els investigadors van trobar que fer que les dades SWOT estiguessin disponibles pocs dies després de ser adquirits per la nau espacial podria ser útil per a la mitigació de les inundacions en temps real. En comparació amb els satèl·lits passats o actuals que proporcionen informació sobre els rius i les inundacions.
Si les dades es processessin en dos dies o menys, podrien estar disponibles per als administradors d'emergències abans que almenys dos terços de les ones observades arribessin a la següent ciutat aigues avall. Per a les preses, la ràpida resposta de les mesures de satèl·lit donaria avís previ als embassaments situats a la part inferior de la meitat dels casos quan SWOT detecta una ona d'inundació.

Hi ha una compensació entre la latència de les dades i la qualitat d'aquestes per tant, es vol obtenir les millors dades possibles, o es vol obtenir una versió aproximada del que està passant ara, per la qual cosa es pot proporcionar informació per actuar? A mesura que es preparen noves missions de satèl·lit com el SWOT, és quan es comencen a fer aquest tipus de preguntes.
Les dades dels satèl·lits que podrien informar els sistemes d'alerta de les inundacions serien especialment útils per als països en desenvolupament, on hi ha insuficients països que no comparteixen dades amb els seus veïns aigües avall.


Font: NASA