De flesta satelliter placeras i omloppsbana på 5-till-10-åriga uppdrag för att utföra många uppgifter. En av de många funktionerna hos satelliterna som bär en Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) är att övervaka vattenreservoarer runt om i världen. En betydande del av världens sötvatten finns i dessa reservoarer.

Fjärranalys är viktigt i global vattenövervakning eftersom inte alla länder regelbundet registrerar sina vattennivåer eller väljer att dela den informationen om de gör det. Korrekt vattenövervakningsdata underlättar inte bara förvaltningen av vattenresurser utan också beslutsfattande i policy.

Satelliter som bär MODIS har tjänat denna funktion under de senaste 24 åren. Lanserades 2011, satelliter som bär Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) bär en nyare version av tekniken.

Med lite olika teknologier på varje sensor är datakontinuitet från MODIS till VIIRS mycket viktigt, inte bara för att verifiera ny data utan också för att bevara historisk data.

Ph.D. student Deep Shah, forskaren Dr. Shuai Zhang och deras fakultetsrådgivare Dr. Huilin Gao, professor vid Texas A&M Universitys avdelning för civil- och miljöteknik, samarbetade med NASA om forskning fokuserad på utvecklingen av en Global Water Reservoir-produkt (GWR) med hjälp av observationer från VIIRS, som etablerar den som efterföljaren till den äldre Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS). Det primära målet var att säkerställa datakontinuitet mellan MODIS och VIIRS. Deras arbete publicerades nyligen i undertidskriften Nature, Scientific Data .

"Vi vill använda denna överlappande period för att identifiera om vi kan använda VIIRS efter att MODIS har avvecklats," sa Shah. "Från 2000 till 2012 använde vi MODIS-observationer, och från 2012 till 2021 använde vi VIIRS-observationer. Sedan slog vi samman data från båda sensorerna och jämförde dem med MODIS-observationer från 2000-2021 för att se om trenderna förblev konstanta."

Tidigare mätte satelliter sjöar och reservoarer endast efter deras storlek och vattenvolym. Denna studie introducerar metoden att mäta vattenförlust genom avdunstning, vilket ger en mer komplett bild av dynamiken i samband med vattenresurser.

Gaos forskargrupp har ägnat många år åt att studera reservoarer – metodiskt utvidga deras forskningsomfång genom att lägga till fler reservoarer och fler variabler för att utöka sina tidigare studier. Det senaste arbetet presenterar en öppen åtkomst, operativ datauppsättning som beskriver område, höjd, lagring, avdunstningshastighet och förångningsvolym för 164 stora reservoarer globalt, inklusive 151 konstgjorda reservoarer och 13 reglerade naturliga sjöar. Deras forskning erbjuder värdefull data för miljöforskning och vattenförvaltning.

"Dessa produktutvecklingar baserades ursprungligen på en artikel jag skrev för över 10 år sedan," sa Gao. "Till exempel, för 10 år sedan fanns det 34 reservoarer, men vi fortsatte att öka antalet, variablerna och noggrannheten i den här produkten."

Zhang, som hjälpte Deep Shah med att utveckla datamängden, sa:"Det finns runt 7000+ reservoarer globalt, inklusive små till stora reservoarer. De 151 konstgjorda reservoarerna vi samlade in data för att fånga upp cirka 45-46 procent av den globala kapaciteten."

Shah sa att detta var det första målet för hans doktorsexamen. avhandling. Hans nästa steg inkluderar att utveckla ett torkaövervakningssystem med hjälp av dessa data och studera hur mänskliga aktiviteter påverkar torka i reservoarer.

Mer information: Deep Shah et al, Transitioning from MODIS to VIIRS Global Water Reservoir Product, Scientific Data (2024). DOI:10.1038/s41597-024-03028-2

Journalinformation: Vetenskapliga data

Tillhandahålls av Texas A&M University College of Engineering