Crédito de imagem: ESA
A Agência Espacial Européia demonstrou a capacidade de seu satélite de monitoramento Envisat Earth para rastrear os níveis de água de lagos e rios interiores; pontos na Terra que eram anteriormente invisíveis à altimetria de radar anterior. O altímetro de radar 2 a bordo do Envisat envia 1800 pulsos de radar por segundo a 800 km de altitude e depois calcula quanto tempo leva para retornar - isso indica ao dispositivo sua distância exata ao planeta. Uma equipe examinou os dados brutos do Envisat e descobriu uma maneira de extrair os níveis de água dos rios detectando tipos específicos de ecos de radar. A ESA lançará 12 anos de níveis dos rios para os cientistas estudarem.
Por mais de uma década, a ESA usou satélites para emitir pulsos de radar da Terra e medir com precisão a altura do oceano e das superfícies terrestres. Mas lagos e rios do interior têm sido pontos cegos eficazes para a altimetria de radar? pelo menos até agora.
Na próxima semana, a ESA visualiza uma nova linha de produtos chamada Nível de rios e lagos da Altimetria, que fornece informações anteriormente inacessíveis sobre os níveis de água dos principais lagos e rios na superfície da Terra, derivadas das medições do altímetro do radar Envisat e ERS.
Os hidrologistas podem usar esses novos dados para monitorar as alturas dos rios ao redor do planeta, avaliar o impacto do aquecimento global e ajudar no gerenciamento de recursos hídricos. Os corpos d'água interiores são importantes como fontes-chave de água e alimento para as pessoas que os rodeiam. Eles também são frequentemente regiões de biodiversidade máxima e representam indicadores iniciais de mudanças climáticas regionais.
Um novo algoritmo de processamento foi desenvolvido para extrair resultados de níveis de rios e lagos a partir de dados brutos do altímetro do radar. O esforço de desenvolvimento foi liderado pelo professor Philippa Berry, da Universidade De Montfort, no Reino Unido: “O novo produto de altímetro por radar é um grande avanço para os hidrologistas. Ela fornece uma nova ferramenta para estudar as mudanças históricas nos níveis do lençol freático e dados criticamente importantes para usar nos modelos de previsão de disponibilidade de água, produção de energia hidrelétrica, eventos de enchentes e secas e mudanças climáticas gerais. ”
O altímetro de radar 2 (RA-2) voado a bordo do satélite ambiental Envisat da ESA é a continuação aprimorada dos altímetros de radar anteriores nas espaçonaves ERS-1 e ERS-2. De sua órbita polar de 800 km de altura, envia 1800 pulsos de radar separados para a Terra por segundo e depois registra quanto tempo seus ecos demoram para retornar? cronometrando sua jornada para menos de um nanossegundo para calcular a distância exata do planeta abaixo.
Os altímetros de radar foram lançados no espaço pela primeira vez na década de 1970, a bordo do Skylab e Seasat da NASA. Esses esforços iniciais permaneceram focados firmemente nos oceanos, à medida que superfícies menos lisas da terra retornavam sinais indecifráveis. Porém, com o aprimoramento da tecnologia, dados confiáveis sobre a altura da terra foram disponibilizados. O RA-2 da Envisat possui um inovador sistema de rastreamento de 'tração nas quatro rodas', permitindo manter o contrato do radar, mesmo quando o terreno abaixo muda do oceano para o gelo ou para a terra seca.
Mas rios e lagos se mostraram alvos mais difíceis. Grandes lagos e rios largos, como a Amazônia, muitas vezes retornavam sinais de radar "úmidos" tentadores, mas ecos da terra seca próxima distorciam a maioria desses sinais.
Acreditando que o monitoramento completo do nível dos rios e lagos era possível, a ESA firmou um contrato com a De Montfort University para desenvolver um produto de software adequado, com a Lancaster University aconselhando sobre hidrologia de campo.
A equipe da Universidade De Montfort procedeu vasculhando meticulosamente muitos gigabytes de dados brutos adquiridos sobre rios e lagos, observando o tipo de eco que ocorreu. Eles classificaram diferentes formas de eco em categorias distintas e, em seguida, criaram um processo automatizado para reconhecer essas formas nos sinais "úmidos" e, eventualmente, extrair deles dados utilizáveis.
"Para fazer isso, a forma de cada eco individual deve ser analisada e o tempo exato correspondente ao componente de eco do lago ou rio deve ser calculado", explicou o professor Berry. “Além de identificar e remover o eco da terra circundante, esse processo é complicado pela ocorrência frequente de ilhas e bancos de areia, principalmente nos sistemas fluviais. Mas, no final, essa abordagem mostrou-se muito eficaz, com recuperação bem-sucedida de alturas da maioria dos principais sistemas fluviais e lagos da Terra. ”
Na próxima semana, será lançado o primeiro produto de demonstração usando esse novo algoritmo, contendo dados representativos dos últimos sete anos para rios e lagos na África e na América do Sul. O plano é que os dados do altímetro global dos últimos 12 anos sejam reprocessados para fornecer aos hidrologistas informações históricas, valiosas para avaliar tendências de longo prazo.
A ESA também pretende instalar software operacional em seu segmento terrestre para que, eventualmente, o produto possa ser entregue aos usuários em tempo quase real, dentro de três horas ou menos de sua aquisição do espaço.
Os hidrologistas não precisam de conhecimento prévio de altimetria de radar para usar os novos dados, com um produto conhecido como River Lake Hydrology fornecendo dados correspondentes aos pontos de travessia do rio, como se houvesse medidores de rio reais no local.
Esses medidores são a maneira tradicional de obter medições de nível de rios e lagos, mas seu número in situ diminuiu acentuadamente nas últimas duas décadas. O novo produto compensará essa crescente falta de dados no solo.
O outro produto é chamado Altimetria de River Lake, destinado a especialistas em altimetria, e fornece todos os pontos de passagem para um corpo d'água, juntamente com informações detalhadas sobre todas as correções instrumentais e geofísicas.
As visualizações dos dois produtos podem ser acessadas através de um site dedicado (consulte a barra à direita) ou em um CD grátis? email [email protected] para solicitar uma cópia. Ambos os produtos estão sendo anunciados formalmente na conferência Hydrology from Space, a partir de segunda-feira, 29 de setembro em Toulouse.
Fonte original: comunicado de imprensa da ESA
