Dlaczego precyzyjne monitorowanie susz i innych anomalii klimatycznych jest dla nas tak ważne? Co w przypadku tych niekorzystnych zmian mogą dać nam zdjęcia i inne produkty satelitarne?
Zgodnie z raportem organizacji World Meteorological Organization lata 2015-2019 będą najcieplejszymi w historii pomiarów średniej temperatury na świecie. Średnia temperatura na Ziemi wzrosła już o 0,2°C w porównaniu do lat 2011-2015. W Polsce obserwujemy związane z tym pogłębianie się cech klimatu typowo kontynentalnego we wschodniej części kraju, coraz cieplej jest także w górach. Systematycznie wzrasta ilość ekstremalnie ciepłych dni w roku, przy czym jednocześnie spada liczba dni wyjątkowo chłodnych.
Nie był pod tym względem wyjątkowy również mijający już rok 2019. Miały w nim miejsce kolejne anomalne termicznie. Zaliczyć można do nich wyjątkowo ciepły czerwiec, w którym w kilku regionach Polski zanotowano najwyższe od 1951 roku temperatury. Rekord padł w Radzyniu: 38,2°C w dniu 26 czerwca tego roku. Najgoręcej w czerwcu było też w Obserwatorium Astronomicznym Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie – w każdym razie odkąd zaczęto prowadzić tam systematyczne pomiary temperatury w roku 1792.
Słyszy się często głosy, że klimat na Ziemi zmienia się niezależnie i bez udziału człowieka, a trwa to od tysięcy lat. Z pewnością i w Polsce bywało dawniej jeszcze cieplej niż teraz – wskazują na to choćby doniesienia o historycznych uprawach pewnych gatunku winorośli czy bardziej ciepłolubnych owoców – jednak w obecnych zmianach powinno nas niepokoić na pewno jedno: ich bardzo szybie tempo. Dla przykładu – procentowa wielkość obszarów rolniczych objętych suszą dochodziła w roku 2019 do ponad 70%!
Wzrost temperatury, choćby nawet tylko o ułamek stopnia Celsjusza, nie może być rozpatrywany jako osobne, niezależnie zjawisko. Ocieplenie takie wywołuje długofalowe zmiany w całej atmosferze, a także cyrkulacji mas powietrza na Ziemi. Jednym z efektów takich zmian są coraz częstsze w naszym kraju susze. Ich występowanie wiąże się nie tylko z ocieleniem, ale i zmianą w globalnych ruchach chmur odpowiedzialnych za występujące na danym terenie opady, bądź też ich brak. Zimą na przykład na większości terenu Polski pojawiają się teraz opady nie śniegu, lecz deszczu, który ma to do siebie, że szybko spływa po zamarzniętej glebie i nie wsiąka w nią, a przez to nie staje się – tak jak śnieg – rezerwuarem wody. Śnieg, dawniej w zimie obfity, nie tylko cieszył nasze oczy, ale i uzupełniał braki wody w niższych poziomach wód gruntowych. Latem z kolei spotykamy się teraz najczęściej z gwałtownymi opadami towarzyszącymi burzom, które również nie poprawiają sytuacji na dłuższy czas. Wreszcie – do susz prowadzą w sposób naturalny coraz dłuższe okresy bezopadowe.
Susze w Polsce są dosyć intensywne już od czterech lat. Ma to katastrofalne skutki dla całego rolnictwa – może też powodować wzrost cen żywności. Jeśli ta tendencja się utrzyma, konieczna może okazać się dogłębna potrzeba przemyślenia strategii dalszych upraw, w tym zmiana sposobu nawadniania pól czy konieczność zbierania deszczówki do specjalnych zbiorników. Podczas dotkliwych susz zboża dużo szybciej niż zwykle kończą swą wegetację, nie wypełniając całkowicie ziarna. Część upraw nie dojrzewa w sposób naturalny i przedwcześnie wysycha z powodu braku wody.
W ocenie niekorzystnych warunków panujących w rolnictwie, w tym zaburzeń prawidłowego wzrostu danych roślin, wywołanych suszą, pomaga nam teledetekcja satelitarna. Odpowiednie mapy satelitarne dla obszaru Polski pochodzą między innymi z satelitów okołobiegunowych z serii
MetOp i NOAA. Do wyznaczenia obszarów zagrożonych suszą stosuje się często wskaźnik identyfikacji satelitarnej suszy rolniczej DISS (Drought Identification Satelite System). Wiąże się on z przebiegami opadów i temperatur powietrza, jakie nad danym rejonem mają miejsce od początku określonego sezonu wegetacyjnego.
Skrajnie niska wilgotność gleby i mała ilość wody w roślinach wpływają także na zmniejszenie się wielkości parowania wody w obszarach dotkniętych suszą. Obrazy satelitarne pozyskiwane w czasie niemal rzeczywistym umożliwiają oszacowanie wielkości tego parowania. Podobnie, ukazują one systematycznie braki wody w płytkich zbiornikach wodnych i rzekach.
Prezentowane na stronach IMGW-PIB mapy przestrzennego rozkładu wskaźnika wilgotności gleby przedstawiają go w skali procentowej, począwszy od możliwego stanu pełnego wyschnięcia (wartość bliska zeru) do pełnego nasycenia wodą (100%). W okresie letnim obszary o wilgotności poniżej około 40% wskazują na możliwe braki (deficyty) wody na danym obszarze, w jego tak zwanej warstwie korzeniowej. Mapy te tworzone są z wykorzystaniem danych satelitarnych pochodzących z czujników ASCAT (tzw. scatterometr radarowy), znajdujących się na satelitach okołobiegunowych z serii MetOp. Te dane satelitarne są następnie używane jako dane wejściowe dla modelu ECMWF (ang. European Centre for Medium-Range Weather Forecasts). Taki produkt satelitarny jest przy tym niezależny od zachmurzenia i prezentuje jedynie wodę w stanie ciekłym. Na podstawie pozyskiwanych raz na dobę danych określa się dzienną wilgotność gleby w warstwie powierzchniowej. Wartość ta jest następnie wykorzystywana w modelowaniu komputerowym – do obliczenia poszczególnych wskaźników wilgotności gruntu na różnych głębokościach.
Na ilustracji: Przestrzenny rozkład wskaźnika wilgotności gleby dla końca lipca 2019 roku. Źródło: IMGW-PIB