Satelita SWOT pomaga badać rzeki na Ziemi
Należący do NASA i CNES satelita SWOT pomógł badaczom lepiej poznać rzeki płynące na Ziemi. Za jego pomocą naukowcy mogli śledzić, jak zmieniała się ich objętość w ciągu roku.
.W ramach nowego badania, naukowcy z NASA i Centre National d’Études Spatiales, po raz pierwszy śledzili, jak rzeki na Ziemi zwiększają i zmniejszają swoją objętość z miesiąca na miesiąc w ciągu roku. Odkryli, że wahania są znacznie mniejsze niż wskazywały to wcześniejsze szacunki oparte na modelach. Jednak zdaniem badaczy to rekordowa susza w Amazonii prawdopodobnie wpłynęła na uzyskane wyniki. Analizy pozwoliły również poznać nowe szczegóły dotyczące podwodnej topografii koryt rzek na świecie. Badanie zostało opublikowane w czasopiśmie Nature.
Wystrzelony w 2022 roku satelita SWOT (Surface Water and Ocean Topography) jest wspólnym projektem NASA i francuskiej agencji kosmicznej CNES (Centre National d’Études Spatiales). Jak opisują astronomowie, jest to pierwsze urządzenie zdolne do badania nie tylko oceanu, lecz także niemal wszystkich jezior i rzek na świecie z niezwykłą precyzją. Choć SWOT nie mierzy bezwzględnej objętości rzek, potrafi śledzić zmiany ich szerokości, wysokości powierzchni wody oraz nachylenia w czasie.
Do tej pory hydrolodzy polegali na modelach do obliczania zmian ilości wody w rzekach lub wykorzystywali szacunki dotyczące stanu wody (głębokości) i szerokości uzyskane za pomocą urządzeń optycznych lub radarowych. Natomiast SWOT mierzy jednocześnie oba te wymiary – głębokość i szerokość, wykorzystując instrument Ka-band Radar Interferometer (KaRIn), który odbija mikrofale od powierzchni wody i mierzy czas powrotu sygnału. W ramach nowego badania, naukowcy przeanalizowali prawie 1,6 miliona takich obserwacji.
Analiza pozwoliła lepiej poznać około 127 tysięcy odcinków rzek, których poziom podnosił się i opadał między październikiem 2023 a wrześniem 2024 roku. Łącznie objętość wody w rzekach zmieniała się o niemal 313 kilometrów sześciennych. To około 28 proc. mniejsza zmienność niż najniższe wcześniejsze szacunki, zdaniem naukowców na ten wynik prawdopodobnie wpłynęły wyjątkowo suche warunki w tym okresie w dorzeczu Amazonki, gdzie znajduje się największa pod względem objętości rzeka na Ziemi.
Nawet podczas suszy Amazonka zmieniała swoją objętość bardziej niż jakakolwiek inna rzeka w ciągu roku, zyskując i tracąc ponad 72 kilometry sześcienne wody. Jednak jak podkreślają badacze, bardziej zaskakujące było to, że najdłuższa rzeka świata, Nil, zmieniała swoją objętość mniej, niż oczekiwano, tylko o 8,5 kilometra sześciennego. Mogły za to odpowiadać zapory w górnym biegu rzeki oraz poważna susza, a także trudności związane z odczytywaniem i analizą danych z instrumentu satelitarnego.
„Badanie to jest pierwszym spojrzeniem na tego rodzaju dane, a rola dużych terenów zalewowych nie została jeszcze w pełni określona. Mimo to takie zestawienie było dotąd trudne do uzyskania. Stacje pomiarowe na rzekach są rzadko rozmieszczone w wielu regionach, a niektóre kanały są zbyt odległe, aby badać je łodzią lub z lądu. A dodatkowe informacje, na przykład jak szybko płyną rzeki i ile wody z opadów oraz topniejącego śniegu trafia do nich – zwiększały niepewność” – mówi Cedric David z Jet Propulsion Laboratory NASA.
Śledzenie zmian poziomu rzek pomaga naukowcom wizualizować rzeczywisty kształt brzegów i dna rzek. co jest trudno zbadać bezpośrednio na Ziemi. Zdaniem badaczy kontury cieków wpływają na wszystko, od żeglugi, po możliwe powodzie, ale w wielu miejscach pozostawały dotąd w dużej mierze niezmapowane.
Nowe dane SWOT umożliwiły lepsze poznanie wglądu koryt rzek, oraz dzięki nim odkryto, że w rzekach takich jak Amazonka, Mississippi, Orinoco, Ganges czy Mekong zaobserwowane poziomy wody różniły się o ponad 10 metrów między maksimum a minimum.
.„Dane te wykraczają daleko poza hydrologię i pomogą nam zrozumieć, jak woda przemieszcza się w globalnym systemie Ziemi” – podsumowuje Arnaud Cerbelaud z Jet Propulsion Laboratory NASA.
Emil Gołoś
