VÚGTK 48 212

[Remote Sensing and Climate Change]

Kristin Kalian, Katharina Spannraft. - In: Geo-EGEOInformatics - ISSN 1387-0858 - Roč.13, Sept. 2010, s.20-23 : 4 obr.

Abstrakt: Postupující klimatické změny ve velehorských oblastech Alp a zvýšený zájem o možnosti jejich sledování a analýzy. Případ Alp, sledování značného vzrůstu teplot za posledních několik desetiletí vyvolávající zájem geografů o nasazení optických prostředků DPZ a studium získaných informací a dat. Průběh a závěry Západního regionálního kongresu EGEA (European Geography Association for Students and Young Geographers) v Steinach am Brenner v Rakousku.

Alpy jsou jedním z nejcitlivějších ekosystémů v Evropě a proto jsou zároveň zdrojem varovných signálů probíhajících teplotních změn. Ubývání ledovcových těles a ploch, vysoušení, změny srážek a záplavy, sesouvání půd a změny vegetačních zón jsou typickými znaky klimatických změn alpského prostředí. Klimatologové předpovídají, že do roku 2050 se změní průměrná teplota a +2°C, vědci předkládají různé scénáře a teplotní změny uvažují od +2°C do +4,5°C. Za po-sledních 100 let se průměrná teplota regionu zvýšila o +1,4°C, což je dvojnásobek světového průměru. Tento stav a vývoj ohrožuje budoucnost jak ledovců, zasněžení, klimatu, tak i ekonomii vodního hospodářství, stabilitu infrastruktury osídlení, biodiversitu a vyšší vegetační zóny.

Je zdůrazňována nezbytnost a potřeba systematického, nepřetržitého automatického monitoringu těchto změn prostřednictvím efektivních zeměměřických metod. Proto se letecký a družicový DPZ jako nekontaktní technologie stávají hlavním prostředkem monitoringu alpského prostoru. Osvědčují se tzv. dlouhodobé observační řady optického snímání DPZ. Letecké snímky jsou vy-nikajícím zdrojem informací a v kombinaci s družicovými snímky poskytují okamžité a reálné spektrální informace o pokrytí terénu, jeho stavu erozí. Technologie má své počátky v letech 1970, takže lze využívat obrazy tehdejší krajiny k periodické detekci jejích změn v návaznosti na změny klimatu. Palubní radarové systémy jsou v tomto směru aplikací oproti optickým senzorům méně účinné; vědci, aby mohli analyzovat klimatické změny tak požadují informace nejméně za období 30 let. Pro svoje vysoké optické rozlišení a také pro charakter vysokohorského atmosférického prostředí Alp pak tuto podmínku splňují družicové snímky.

Geometrické změny a jejich identifikování představují při analýze optických záznamů značné nevýhody; jsou proto doplňovány údaji a informacemi prostředky DPZ - technologiemi Radar a Lidar. Charakteristiky použití obou technologií pro snímání vysokohorského prostředí - jako možnosti nočního snímání, cílených polohových určení prostřednictvím distančních senzorů DInSAR pro určování výškových změn až do cm přesností (technologie je označena jako „Diffe-rential Synthetic Aperture Radar Interferometry“). Vertikální změny terénu vyvolávané změnami klimatu mají vliv na stabilitu ledovců a jsou proto nebezpečné pro pohyb a pobyt v tomto pro-středí. Monitoring permafrostu (zmrzlé půdy) od výšek 2 500m má velký význam, neboť klima-tické změny způsobují jeho nestabilitu a jsou příčinou vzrůstu půdní kinetické energie - změn poloh infrastruktury. Právě tyto charakteristiky stavu ledovců poskytuje radarová technika; mik-rovlny různých délek umožňují vyhodnocení informací o jejich struktuře a jejím narušení.

Velký význam má technika systému SAR pro rozlišení, hodnocení změn složení vegetací, změn jejich výškových zon, odumírání lesních a rostlinných porostů. Radarové systémy letecké nebo družicové tak mají pro sledování ekologie Alp velký význam a jsou nenahraditelné; v průběhu posledních šesti letech prodělaly velký rozvoj. Vypuštěny byly dva systémy X-Band systém Ter-raSAR-X a Tandem-X s velkým prostorovým rozlišením, které umožňuje řadu aplikací.

Vedle radarových systémů je do praxe zavedený letecký laserový skenovací systém Lidar; výstu-py skenování pak umožňují konstrukci digitálních modelů terénu (DMT). Poskytuje možnosti jako identifikaci stavu a složení vegetace, zvláště lesní a vědečtí pracovníci jej hodnotí jako hlavní zdroj informací tohoto typu, stejně tak jako identifikaci změn ploch, tvaru ledovců a narušení jejich stability. Omezením jsou pouze malé plochy snímaného terénu a také různá ohrožení za letu při leteckém snímání v Alpách.

Je diskutována problematika použití těchto technologií pro potřeby okamžitého varovného systé-mu, jejich možnosti a omezení; v tomto směru pokračují další analýzy a zkoušky s předpoklady nezbytných instalací pozemních, statických technologií.

Zvětšování plochy periglaciálního jezera Bernina v průběhu let 1976-1999 registrované systémy Landsat MSS a ETM a data

V závěru je shrnuto vyhodnocení přínosů používaných optických, radarových a laserových snímacích technologií a jejich aplikační propojení pro vyhodnocování změn alpského klimatu. Připojena prezentace průběhu třídenního workshopu EGEA Congres (duben 2010) programově zaměřeného na aplikace multispektrálního optického DPZ na sledování změn evropského a alpského klimatu. Diskutována problematika různých oblastí geografie, zvláště plánování městských sídel, hodnocení stavu půd v průběhu přírodních událostí, vlivy a důsledky změn kli-matu. Dále - možné způsoby určování vitality rostlinného pokryvu prostřednictvím NDVI (Nor-malized Difference Vegetation Index) a jeho technologické a programové vybavení, hodnocení výsledků analýz periodického snímání změn ploch periglaciálních jezer. Tyto změny jsou důsledkem ubývání hmot ledovců; vědecká hodnocení perspektiv tohoto jevu - v roce 2035 se rozpustí 50% a polovině 21. století již ubude 3 hmot alpských ledovců. Podloženo výsledky analýz uskuečněných na základě podkladů multispektrálního snímání Landsat za období let 1976 až 1999 oblasti Bergina na italsko-švýcarské hranici. Více informací na www.geospace.at. www.eduspace.com, www.egea.eu, www.brockmannconsult.de/web/beam.