Floder, sjöar och reservoarer är som vår planets artärer och bär livsuppehållande vatten i sammankopplade nätverk. När jordens vattenkretslopp går för snabbt kan översvämningar uppstå som hotar liv och egendom. Den risken ökar när klimatförändringarna förändrar nederbördsmönster och fler människor bor i översvämningsutsatta områden över hela världen.
Forskare och vattenförvaltare använder många typer av data för att förutsäga översvämningar. I år har de ett nytt verktyg till sitt förfogande:sötvattendata från satelliten Surface Water and Ocean Topography (SWOT). Observatoriet, ett samarbete mellan NASA och den franska rymdorganisationen, CNES (Center National d'Études Spatiales), mäter höjden på nästan alla vattenytor på jorden. SWOT utformades för att mäta varje större flod bredare än cirka 300 fot (100 meter), och preliminära resultat tyder på att den kanske kan observera mycket mindre floder.
Strömmätare kan noggrant mäta vattennivåer i floder, men bara på enskilda platser, ofta långt ifrån varandra. Många floder har inga strömmätare alls, särskilt i länder utan resurser för att underhålla och övervaka dem. Mätare kan också inaktiveras av översvämningar och är otillförlitliga när vatten överskrider flodstranden och rinner in i områden som de inte kan mäta.
SWOT ger en mer omfattande 3D-blick på översvämningar, som mäter deras höjd, bredd och lutning. Forskare kan använda dessa data för att bättre spåra hur översvämningsvatten pulserar över ett landskap, vilket förbättrar förutsägelser om var översvämningar kommer att inträffa och hur ofta.
Ett försök att införliva SWOT-data i översvämningsmodeller leds av J. Toby Minear från Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) i Boulder, Colorado. Minear undersöker hur man kan införliva SWOT-data i National Oceanic and Atmospheric Administrations National Water Model, som förutsäger potentialen för översvämningar och dess tidpunkt längs amerikanska floder. SWOT sötvattensdata kommer att fylla i rumsliga luckor mellan mätare och hjälpa forskare som Minear att fastställa vattennivåerna (höjderna) vid vilka översvämningar inträffar på specifika platser längs floder.
Han förväntar sig att SWOT ska förbättra data från National Water Model på flera sätt. Till exempel kommer det att ge mer exakta uppskattningar av flodsluttningar och hur de förändras med strömflödet. Generellt sett gäller att ju brantare en flods sluttning, desto snabbare rinner dess vatten. Hydrologiska modellerare använder lutningsdata för att förutsäga hastigheten som vattnet rör sig genom en flod och utanför ett landskap.
SWOT kommer också att hjälpa forskare och vattenförvaltare att kvantifiera hur mycket vatten sjöar och reservoarer kan lagra. Medan det finns cirka 90 000 relativt stora amerikanska reservoarer, har bara några tusen av dem vattennivådata som är inkorporerade i National Water Model. Detta begränsar forskarnas förmåga att veta hur reservoarnivåer relaterar till omgivande landhöjder och potentiella översvämningar. SWOT mäter tiotusentals amerikanska reservoarer, tillsammans med nästan alla naturliga amerikanska sjöar större än cirka två fotbollsplaner tillsammans.
Vissa länder, inklusive USA, har gjort betydande investeringar i flodmätningsnätverk och detaljerade lokala översvämningsmodeller. Men i Afrika, Sydasien, delar av Sydamerika och Arktis finns det lite data för sjöar och floder. På sådana platser bygger översvämningsriskbedömningar ofta på grova uppskattningar. En del av SWOT:s potential är att det kommer att tillåta hydrologer att fylla dessa luckor, ge information om var vatten lagras i landskap och hur mycket som rinner genom floder.
Tamlin Pavelsky, NASA:s forskningsledare för SWOT sötvatten och en forskare vid University of North Carolina vid Chapel Hill, säger att SWOT kan hjälpa till att hantera det växande hotet om översvämningar från extrema stormar som drivs av klimatförändringar. "Tänk på Houston och orkanen Harvey 2017", sa han. "Det är mycket osannolikt att vi skulle ha sett 60 tum regn från en storm utan klimatförändringar. Samhällen kommer att behöva uppdatera tekniska designstandarder och översvämningskartor när intensiva nederbördshändelser blir vanligare."
Pavelsky säger att dessa förändringar i jordens vattenkretslopp förändrar samhällets antaganden om översvämningar och vad en översvämningsslätt är. "Hundratals miljoner människor världen över kommer att löpa ökad risk för översvämningar i framtiden eftersom nederbörden blir allt intensivare och befolkningstillväxten sker i översvämningsutsatta områden", tillade han.
SWOT översvämningsdata kommer att ha andra praktiska tillämpningar. Till exempel kan försäkringsgivare använda modeller som är informerade av SWOT-data för att förbättra kartor över översvämningsrisker för att bättre uppskatta ett områdes potentiella skade- och förlustrisker. Ett stort återförsäkringsbolag, FM Global, är bland SWOTs 40 nuvarande early adopters – en global grupp av organisationer som arbetar med att införliva SWOT-data i sina beslutsfattande aktiviteter.
"Företag som FM Global och statliga myndigheter som U.S. Federal Emergency Management Agency kan finjustera sina översvämningsmodeller genom att jämföra dem med SWOT-data," sa Pavelsky. "De här bättre modellerna kommer att ge oss en mer exakt bild av var och hur ofta översvämningar kan inträffa."
Tillhandahålls av NASA
