Die meisten Satelliten werden im Rahmen von 5- bis 10-jährigen Missionen in die Umlaufbahn gebracht, um viele Aufgaben zu erfüllen. Eine der vielen Funktionen der Satelliten, die ein Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) tragen, ist die Überwachung von Wasserreservoirs auf der ganzen Welt. In diesen Stauseen befindet sich ein erheblicher Teil des weltweiten Süßwassers.
Die Fernerkundung ist für die globale Wasserüberwachung wichtig, da nicht alle Länder regelmäßig ihre Wasserstände aufzeichnen oder diese Daten gegebenenfalls weitergeben. Genaue Wasserüberwachungsdaten unterstützen nicht nur das Wasserressourcenmanagement, sondern auch die politische Entscheidungsfindung.
Satelliten mit MODIS erfüllen diese Funktion seit 24 Jahren. Die 2011 gestarteten Satelliten mit der Visible Infrarot Imaging Radiometer Suite (VIIRS) verfügen über eine neuere Version der Technologie.
Da die Technologien auf jedem Sensor leicht unterschiedlich sind, ist die Datenkontinuität von MODIS bis VIIRS nicht nur für die Überprüfung neuer Daten, sondern auch für die Erhaltung historischer Daten von entscheidender Bedeutung.
Ph.D. Der Student Deep Shah, der Forschungswissenschaftler Dr Beobachtungen von VIIRS, die es als Nachfolger des älteren Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) etablieren. Das Hauptziel bestand darin, die Datenkontinuität zwischen MODIS und VIIRS sicherzustellen. Ihre Arbeit wurde kürzlich in der Unterzeitschrift „Nature“ veröffentlicht. Wissenschaftliche Daten.
„Wir wollen diesen Überschneidungszeitraum nutzen, um herauszufinden, ob wir VIIRS nach der Stilllegung von MODIS nutzen können“, sagte Shah. „Von 2000 bis 2012 verwendeten wir MODIS-Beobachtungen und von 2012 bis 2021 VIIRS-Beobachtungen. Dann führten wir die Daten beider Sensoren zusammen und verglichen sie mit MODIS-Beobachtungen von 2000 bis 2021, um zu sehen, ob die Trends konstant blieben.“
Bisher haben Satelliten Seen und Stauseen nur anhand ihrer Größe und ihres Wasservolumens gemessen. Diese Studie stellt die Praxis der Messung des Wasserverlusts durch Verdunstung vor und bietet ein umfassenderes Bild der Dynamik im Zusammenhang mit Wasserressourcen.
Gaos Forschungsteam widmet sich seit vielen Jahren der Untersuchung von Stauseen und hat seinen Forschungsumfang methodisch erweitert, indem es weitere Stauseen und mehr Variablen hinzugefügt hat, um seine bisherigen Studien zu erweitern. Die aktuelle Arbeit präsentiert einen frei zugänglichen, operativen Datensatz mit detaillierten Angaben zu Fläche, Höhe, Speicherung, Verdunstungsrate und Verdunstungsvolumen für 164 große Stauseen weltweit, darunter 151 künstliche Stauseen und 13 regulierte natürliche Seen. Ihre Forschung liefert wertvolle Daten für die Umweltforschung und das Wassermanagement.
„Diese Produktentwicklungen basierten ursprünglich auf einer Arbeit, die ich vor über zehn Jahren geschrieben habe“, sagte Gao. „Vor 10 Jahren gab es beispielsweise 34 Reservoirs, aber wir haben die Anzahl, Variablen und Genauigkeit dieses Produkts weiter erhöht.“
Zhang, der Deep Shah bei der Entwicklung des Datensatzes unterstützte, sagte: „Weltweit gibt es mehr als 7.000 Stauseen, darunter kleine bis große Stauseen. Die 151 künstlichen Stauseen, für die wir Daten gesammelt haben, decken etwa 45 bis 46 Prozent der globalen Kapazität ab.“
Shah sagte, dies sei das erste Ziel seiner Doktorarbeit gewesen. Dissertation. Zu seinen nächsten Schritten gehört die Entwicklung eines Dürreüberwachungssystems anhand dieser Daten und die Untersuchung, wie menschliche Aktivitäten Dürren in Stauseen beeinflussen.
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Deep Shah et al., Übergang von MODIS zu VIIRS Global Water Reservoir Product, Wissenschaftliche Daten (2024). DOI: 10.1038/s41597-024-03028-2