de 4, De 300 kilometer lange Mekong rivier is een levensader voor Zuidoost-Azië. Als dit machtige riviersysteem buiten haar oevers treedt, overstromingen kunnen het leven en het levensonderhoud van miljoenen mensen beïnvloeden. Een nieuwe methode ontwikkeld door een team van onderzoekers van de Technische Universiteit van München (TUM) maakt het mogelijk om complexe stroomgebieden te monitoren met alleen satellietgegevens.

Waterstanden in het Mekong-bekken, die zich uitstrekt door zes landen in Zuidoost-Azië, zijn onderhevig aan grote seizoensschommelingen. Een nieuw model maakt het nu mogelijk om te berekenen hoe de waterstanden op verschillende delen van de rivier worden beïnvloed door extreme weersomstandigheden zoals hevige regenval of droogte gedurende langere perioden.

Statistische modellering van het riviersysteem

Om de stromingspatronen van de rivier te modelleren, met zijn complexe netwerk van distributeurs, Claudia Klüppelberg, een professor in wiskundige statistiek aan de TUM, gebruikte statistische methoden om satellietgegevens te koppelen. Een team van het Duitse Geodetic Research Institute van TUM paste speciaal ontwikkelde algoritmen toe op onbewerkte meetgegevens die waren verzameld van satellietmissies. Het nieuwe model maakt het mogelijk om voor bepaalde punten waterstandgegevens te extrapoleren om de peilen op vrijwel elke locatie in het gehele riviersysteem te bepalen.

Waterstanden berekenen met satellietgegevens

Altimetrie-instrumenten zenden radargolven van satellieten naar de aarde. Deze signalen kaatsen terug van het wateroppervlak naar de bron. "Door de tijd te meten die de radargolven nodig hebben om die afstand af te leggen, we kunnen de waterstanden berekenen, " zegt Florian Seitz, hoogleraar Geodetische Geodynamica aan de TUM. "Echter, dat is alleen mogelijk waar het spoor van de satelliet een watermassa kruist. Maar voor de watervoorziening, hydrologische analyse en veiligheidskwesties zoals het potentiële risico van overstromingen, het is net zo belangrijk om de waterstanden op andere punten te kennen."

Gegevens van verschillende satellietmissies koppelen

Altimetrie-satellieten in herhaalde banen passeren meestal dezelfde punten in een zich herhalende cyclus van 10 tot 35 dagen. Als resultaat, Voor elk van deze punten worden met regelmatige tussenpozen waterstandgegevens verzameld. De onderzoekers gebruikten ook waarnemingen verzameld door een SAR-altimetriesatelliet. In plaats van een zich herhalende baan te volgen, deze satelliet verzamelt maar één keer gegevens op een bepaald punt op de rivier. Echter, de behandelde punten zijn verdeeld over het hele riviersysteem. De SAR-altimetriemethode is ook superieur aan conventionele systemen in termen van nauwkeurigheid.

De onderzoekers van de betrokken instituten combineerden de verschillende soorten satellietgegevens met behulp van een statistische methode die bekend staat als universele kriging. "Om deze extra, zeer nauwkeurige metingen met een goede ruimtelijke verdeling in ons model hebben de kwaliteit van de resultaten aanzienlijk verbeterd, ', zegt Claudia Klüppelberg.

Eén enkele methode voor alle grote riviersystemen

"De seizoensschommelingen in de waterstanden op de Mekong, de diverse topografie, en de regelmatige overstromingen stelden ons in staat om veel verschillende scenario's te testen, ", zegt Florian Seitz. "De methoden die we hebben ontwikkeld, zijn toepasbaar op alle grote riviersystemen, zelfs als er geen grondstations zijn om het waterpeil te meten."