La maggior parte dei satelliti viene messa in orbita per missioni della durata di 5-10 anni per svolgere molti compiti. Una delle tante funzioni dei satelliti che trasportano uno spettroradiometro per immagini a risoluzione moderata (MODIS) è quella di monitorare i serbatoi d'acqua in tutto il mondo. Una parte significativa dell'acqua dolce mondiale si trova in questi bacini artificiali.
Il telerilevamento è importante nel monitoraggio globale dell’acqua perché non tutti i paesi registrano regolarmente i propri livelli d’acqua o scelgono di condividere tali dati se lo fanno. Dati accurati sul monitoraggio dell'acqua non solo aiutano la gestione delle risorse idriche ma anche il processo decisionale politico.
I satelliti che trasportano MODIS hanno svolto questa funzione negli ultimi 24 anni. Lanciati nel 2011, i satelliti che trasportano Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) trasportano una versione più recente della tecnologia.
Con tecnologie leggermente diverse su ciascun sensore, la continuità dei dati da MODIS a VIIRS è di vitale importanza non solo per verificare nuovi dati ma anche per preservare i dati storici.
Dottorato di ricerca lo studente Deep Shah, il ricercatore Dr. Shuai Zhang e il loro consulente di facoltà Dr. Huilin Gao, professore presso il Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale della Texas A&M University, hanno collaborato con la NASA su una ricerca incentrata sullo sviluppo di un prodotto Global Water Reservoir (GWR) utilizzando osservazioni del VIIRS, stabilendolo come il successore del vecchio spettroradiometro per immagini a risoluzione moderata (MODIS). L'obiettivo principale era garantire la continuità dei dati tra MODIS e VIIRS. Il loro lavoro è stato recentemente pubblicato nella rivista Nature, Scientific Data .
"Vogliamo utilizzare questo periodo di sovrapposizione per identificare se possiamo utilizzare VIIRS dopo la disattivazione di MODIS", ha affermato Shah. "Dal 2000 al 2012 abbiamo utilizzato le osservazioni MODIS e dal 2012 al 2021 abbiamo utilizzato le osservazioni VIIRS. Quindi abbiamo unito i dati di entrambi i sensori e li abbiamo confrontati con le osservazioni MODIS del periodo 2000-2021 per vedere se le tendenze rimanevano costanti."
In precedenza, i satelliti misuravano laghi e bacini idrici solo in base alle loro dimensioni e al volume dell’acqua. Questo studio introduce la pratica della misurazione della perdita d'acqua per evaporazione, offrendo un quadro più completo delle dinamiche legate alle risorse idriche.
Il gruppo di ricerca di Gao ha dedicato molti anni allo studio dei serbatoi, ampliando metodicamente il proprio ambito di ricerca aggiungendo più serbatoi e più variabili per espandere gli studi precedenti. Il recente lavoro presenta un set di dati operativi ad accesso aperto che dettaglia l’area, l’elevazione, lo stoccaggio, il tasso di evaporazione e il volume di evaporazione per 164 grandi bacini idrici a livello globale, inclusi 151 bacini artificiali e 13 laghi naturali regolamentati. La loro ricerca offre dati preziosi per la ricerca ambientale e la gestione delle acque.
"Questi sviluppi di prodotto erano originariamente basati su un articolo che ho scritto più di 10 anni fa", ha detto Gao. "Ad esempio, 10 anni fa c'erano 34 serbatoi, ma abbiamo continuato ad aumentare i numeri, le variabili e la precisione di questo prodotto."
Zhang, che ha assistito Deep Shah nello sviluppo del set di dati, ha affermato:"Ci sono circa 7000+ bacini idrici a livello globale, inclusi bacini artificiali di piccole e grandi dimensioni. Dei 151 bacini artificiali che abbiamo raccolto dati per catturare circa il 45-46% della capacità globale."
Shah ha detto che questo era il primo obiettivo per il suo dottorato. tesi. I suoi prossimi passi includono lo sviluppo di un sistema di monitoraggio della siccità utilizzando questi dati e lo studio di come le attività umane influenzano la siccità nei bacini idrici.