Уровень воды в бассейне Меконга, который простирается на территории шести стран Юго-Восточной Азии, подвержен значительным сезонным колебаниям. Новая модель теперь позволяет рассчитать, как экстремальные погодные явления, такие как проливные дожди или засуха, влияют на уровень воды на различных участках реки в течение продолжительных периодов.
Статистическое моделирование речной системы
Для моделирования режима течения реки с ее сложной сетью рукавов Клаудия Клюппельберг, профессор математической статистики ТУМ, использовала статистические методы для увязки спутниковых данных. Команда Немецкого института геодезических исследований при ТУМ применила специально разработанные алгоритмы к необработанным данным измерений, собранным во время спутниковых миссий. Новая модель позволяет экстраполировать данные об уровне воды в определенных точках, чтобы определить уровни практически в любом месте всей речной системы.
Расчет уровня воды по спутниковым данным
Альтиметрические приборы передают радиолокационные волны со спутников на Землю. Эти сигналы отражаются от поверхности воды к источнику. «Измеряя время, необходимое радиолокационным волнам для прохождения этого расстояния, мы можем рассчитать уровень воды», - говорит Флориан Зейтц, профессор геодезической геодинамики в ТУМ. «Однако это возможно только там, где траектория спутника пересекает водоем. Но для целей водоснабжения, гидрологического анализа и вопросов безопасности, таких как потенциальный риск затопления, не менее важно знать уровни воды в других точках.."
Связывание данных разных спутниковых миссий
Спутники альтиметрии на повторяющихся орбитах обычно проходят над одними и теми же точками в повторяющемся цикле от 10 до 35 дней. В результате данные об уровне воды фиксируются для каждой из этих точек через равные промежутки времени. Исследователи также использовали наблюдения, собранные альтиметрическим спутником SAR. Вместо того, чтобы следовать по повторяющейся орбите, этот спутник собирает данные в заданной точке реки только один раз. Однако охваченные точки распределены по всей речной системе. Метод альтиметрии SAR также превосходит обычные системы с точки зрения точности.
Исследователи вовлеченных институтов объединили различные типы спутниковых данных, используя статистический метод, известный как универсальный кригинг. «Возможность включения этих дополнительных высокоточных измерений с хорошим пространственным распределением в нашу модель значительно улучшила качество результатов», - говорит Клаудия Клюппельберг.
Единый метод для всех основных речных систем
«Сезонные колебания уровня воды в Меконге, разнообразная топография и регулярные наводнения позволили нам протестировать множество различных сценариев», - говорит Флориан Зейтц. «Разработанные нами методы применимы ко всем основным речным системам, даже там, где нет наземных станций для измерения уровня воды».