Odczytywanie zmienionego krajobrazu
Gdy dochodzi do zagrożeń naturalnych, drogi, sieci komórkowe i regionalne sieci energetyczne są często przerwane. W takich chwilach obserwacja z kosmosu zapewnia niezależną, całościową świadomość sytuacyjną obejmującą całe pasma górskie i dorzecza.
1. InSAR: pomiar przemieszczeń po trzęsieniu ziemi z dokładnością do milimetrów
Interferometryczny radar z syntetyczną aperturą (InSAR) porównuje fazę dwóch sygnałów radarowych zarejestrowanych nad tym samym obszarem w odstępie kilku dni lub tygodni. Jeśli grunt przesunął się w stronę satelity lub od niego choćby o kilka milimetrów, faza fali ulega przesunięciu.
Po zwizualizowaniu te różnice fazy tworzą wielokolorowe, tęczowe pierścienie zwane prążkami interferometrycznymi. Każdy pełny cykl barwny odpowiada przemieszczeniu gruntu równemu połowie długości fali radarowej (około 2,8 cm dla Sentinel-1). Po trzęsieniach ziemi w Kahramanmaraş w Turcji w 2023 roku mapy InSAR precyzyjnie wyznaczyły 300-kilometrowe pęknięcie wzdłuż Wschodnioanatolijskiego Uskoku, mierząc przesunięcia powierzchni przekraczające 6 metrów.
2. Zalanie powodziowe a odbicie lustrzane fal radarowych
Mapowanie katastrofalnych powodzi jest priorytetem operacyjnym zgodnie z Międzynarodową Kartą Kosmos i Wielkie Katastrofy. Podczas gdy obrazy optyczne są zasłonięte przez ciągłe zachmurzenie i gwałtowne fronty burzowe, sygnały radarowe łatwo przenikają przez chmury.
Spokojna, stojąca woda działa na fale radarowe jak płaskie lustro. Impuls uderza w jezioro lub zalaną równinę i odbija się w przestrzeń, zamiast rozpraszać się z powrotem do anteny satelity. W rezultacie obszary zalane pojawiają się na obrazach amplitudy radarowej jako charakterystyczne, czarne plamy.
Niejednoznaczność radaru na terenach zabudowanych
Mapowanie powodzi za pomocą radaru staje się niejednoznaczne w miastach. Ściany budynków i ulice tworzą odbicia typu „podwójnego odbicia”, przez które zalane ulice mogą wyglądać na intensywnie jasne zamiast ciemnych. Służby ratunkowe muszą łączyć dane z rozpraszania wstecznego radaru z cyfrowymi modelami powierzchni i hydrodynamicznymi mapami odpływu.
3. Wypiętrzanie wulkanu przed erupcją
Na długo przed tym, zanim magma przebije krater stratowulkanu, wznosząca się płynna skała wywiera ciśnienie hydrauliczne na otaczające komory skalne. Satelity rejestrują subtelne wypiętrzenie topograficzne – górę wulkaniczną fizycznie unoszącą się w górę jak powolny balon.
Monitorując wulkany takie jak islandzki Fagradalsfjall czy hawajska Kīlauea za pomocą satelitarnej altimetrii i czujników podczerwieni termicznej, wulkanolodzy wykrywają anomalie termiczne i wypiętrzenie gruntu na tygodnie przed pojawieniem się widocznych szczelin na powierzchni.
4. Ocena stopnia spalenia po pożarach i odrastanie roślinności
Satelity optyczne wyznaczają granice pożarów, obliczając Znormalizowany wskaźnik wypalenia (NBR):
Zdrowa, zielona roślinność silnie odbija promieniowanie NIR i pochłania SWIR, dając wysokie dodatnie wartości NBR. Spalona gleba i popiół pochłaniają NIR i odbijają SWIR, co daje niskie lub ujemne wartości. Odejmując NBR po pożarze od wyjściowego NBR sprzed pożaru (delta NBR), agencje leśne przypisują glebie kategorie stopnia wypalenia, aby dobrać środki przeciwerozyjne i zapobiec osuwiskom błotnym po pożarze.