Can astronauts see disasters and climate change from the ISS?

Yes, astronauts regularly observe and photograph disasters (e.g., hurricanes, wildfires) and environmental changes like deforestation or shrinking glaciers, providing a unique perspective on Earth’s transformations.

Can we differentiate between man-made and natural disasters easily? How do you classify disasters?

Differentiating between man-made and natural disasters can be challenging, especially since many disasters are now influenced by human activity. Disasters are generally classified into two broad categories: Natural Disasters: These originate from natural processes of the Earth, such as earthquakes, hurricanes, tsunamis, volcanic eruptions, or wildfires. Anthropogenic (Man-Made) Disasters: These are caused directly or indirectly by human actions, such as industrial accidents, oil spills, nuclear disasters, or deforestation-induced floods. However, the distinction is increasingly blurred: Climate-Amplified Natural Disasters: For example, wildfires are natural phenomena, but their frequency and intensity are amplified by human-induced global warming and poor land management. Hybrid Disasters: Events like dam failures during floods or landslides triggered by deforestation involve both natural and human components. A more nuanced classification approach considers the underlying causes and contributing factors: Primary Cause: Was the event initiated by a natural process or human action? Contributing Factors: Did human activities amplify the severity, frequency, or impact? For instance, a wildfire in a dry season might be classified as “natural” if lightning caused it, but if exacerbated by human-induced climate warming, it would be labeled as “climate-influenced.” Thus, disasters often exist on a spectrum between natural and man-made causes.

Could satellites prevent natural disasters in the future?

Satellites can’t stop natural disasters, but they could improve prevention efforts by providing early warnings. For example, monitoring sea surface temperatures could help predict hurricane formation earlier. However, physically disrupting a storm (e.g., with chemical dispersal) is currently unfeasible due to technological and ethical limitations.

Can extreme weather be predicted, and how can this improve our lives?

Yes, satellites monitor atmospheric and oceanic conditions (e.g., Sentinel-3 for sea surface temperature and Sentinel-5P for atmospheric composition). Accurate forecasts improve disaster preparedness, protect crops, and reduce economic losses.

How has space technology contributed to disaster management and rebuilding?

Space technology enables real-time disaster monitoring (floods, fires, earthquakes), early-warning systems, and damage assessments for post-disaster recovery. For example: Sentinel-1: Monitors floods and ground displacement. Sentinel-2: Tracks vegetation recovery after wildfires.

How can disasters be predicted?

Disasters are predicted using remote sensing (e.g., temperature, soil moisture, tectonic activity) and models combining satellite data with meteorological records. For example: Floods : Monitored using precipitation and soil moisture data. Droughts : Predicted via vegetation indices and rainfall anomalies.

How can we adapt ourselves to prepare for disasters happening in our local regions?

Stay Informed: Stay updated on local weather patterns, seasonal risks (like floods, storms, or heatwaves), and potential natural disasters. Follow official sources like meteorological agencies and local emergency services Create an Emergency Plan: Have a family emergency plan that includes safe meeting points, emergency contacts, and evacuation routes. Keep a disaster supply kit with essential items like water, non-perishable food, flashlights, batteries, first aid supplies, and important documents in a safe, easily accessible place. Strengthen Your Home: Depending on the risks in your area, reinforce your home to make it more resilient. For example, securing windows and doors for hurricanes or ensuring your house is fire-resistant in wildfire-prone areas

Looking ahead, what advances in Earth observation technology do you think will have the greatest impact on the ability to anticipate or mitigate the effects of natural disasters?

In the future, Earth observation technology will become much better at helping us predict and respond to natural disasters. New satellites will take clearer and more frequent pictures of the Earth, allowing us to track storms, floods, and wildfires in real-time. Advanced sensors will measure changes in the land, oceans, and atmosphere, helping scientists predict events like earthquakes or hurricanes earlier. Drones and AI will work alongside satellites to analyze data faster and guide rescue efforts. These tools will make it easier to prepare for disasters, save lives, and protect communities.

What disaster poses the greatest challenge for satellite monitoring?

Earthquakes are the most challenging since they occur suddenly and are difficult to predict. Satellites can only monitor post-disaster effects, such as ground displacement or infrastructure damage.Unlike hurricanes or floods, which can be tracked as they develop, earthquakes occur deep underground, making it very hard to detect them before they strike. Satellites can’t “see” inside the Earth to know when the tectonic plates are going to shift. What satellites can do is help after the earthquake has already happened. They can use special tools, like Synthetic Aperture Radar (SAR), to map how the ground moved during the quake. This helps scientists see where the damage is worst and guide rescue teams to the areas that need the most help. Satellites can also provide real-time images of roads, buildings, and bridges that might have collapsed, helping people plan recovery efforts. While researchers are working on ways to better predict earthquakes, we currently rely on ground-based sensors like seismometers to detect them. Satellites are more useful for assessing the impact after the quake rather than preventing it.

Which Copernicus satellites are used for disaster management? Can you name some examples?

Sentinel-1 : Tracks floods and landslides using radar. Sentinel-2 : Monitors wildfires and vegetation health. Sentinel-3 : Observes sea surface temperatures for storm predictions. Sentinel-5P : Analyzes air pollution and volcanic eruptions.

How can ethical dilemmas be avoided while using satellite resources during disasters?

When multiple disasters occur at the same time, ethical dilemmas arise around how to prioritize satellite resources. For example, should satellite data be allocated to the most severe disaster, or should it be spread equally across all affected areas, even if some might have a lower immediate impact? Deciding which regions or events get the most attention can raise difficult questions about fairness, equity, and the balance of resources. Additionally, some regions might lack the technological capacity to effectively use the satellite data, leading to concerns about ensuring equal access to critical information for disaster response. Solutions involve international collaborations (e.g., CEOS) to coordinate satellite use equitably.

Can we detect the intensity of a storm with satellite data in real time?

Yes, it is possible to detect and analyze the intensity of a storm in real time using satellite data. Storm intensity can be monitored through a combination of weather satellites and advanced sensors, which track various parameters like wind speed, cloud structure, and rainfall. Satellites like Meteosat (EUMETSAT) and GOES (NOAA) continuously monitor weather conditions over Europe and other regions in real time. They provide high-frequency images (every 5–15 minutes) that show storm formation, cloud movement, and intensity.

How can satellite technology help reduce pollution and create a sustainable future?

Satellites can: Detect harmful agricultural runoff causing algal blooms in oceans. Monitor industrial emissions, providing data for regulations. Track microplastics in water and atmospheric particulate matter. Aid in precision agriculture by optimizing water and fertilizer use.

What are obstacles in the work in International Collaboration and Coordination?

The main obstacles to international collaboration in disaster response using Earth observation satellites include: Political and Legal Barriers: Countries may have different policies about sharing satellite data, particularly if the data is sensitive or related to national security. This can delay or limit access to crucial information in disaster situations. Technological Gaps: Not all countries have the same level of access to the latest satellite technology or the ability to process and interpret data quickly. This can create imbalances in how quickly some countries can respond to disasters. Data Sharing and Coordination: There can be challenges in coordinating sharing satellite data, due to differences in satellite systems, data formats, or communication networks. To overcome these obstacles, organizations like the Committee on Earth Observation Satellites (CEOS) work to ensure data is freely shared and accessible in times of crisis. By standardizing data formats, improving international agreements, and setting up rapid data-sharing protocols, these challenges can be minimized, leading to more coordinated and effective disaster responses.

Why does it look like we are now getting extreme phenomena in Europe that are at a similar level to events happening in the Gulf of Mexico?

Europe has been experiencing an increase in extreme weather phenomena due to the warming climate. This trend is driven by several factors: Climate Change: Global warming is amplifying extreme events like heatwaves, floods, and storms. Warmer temperatures lead to greater evaporation, more moisture in the atmosphere, and intensified rainfall events. Jet Stream Disruption: The warming Arctic is weakening and destabilizing the jet stream, which can cause prolonged weather patterns in Europe, such as extended heatwaves or intense storms. Mediterranean Tropical-Like Cyclones (Medicanes): Warmer sea surface temperatures in the Mediterranean can create hurricane-like storms similar to those seen in the Gulf of Mexico, although on a smaller scale. Urbanization and Land Use Changes: Increased urbanization and deforestation can exacerbate the impacts of such phenomena, such as worsening flash floods and urban heat islands.

How do higher temperatures influence marine currents like the Gulf Stream?

Higher temperatures slow down the Gulf Stream by disrupting the thermohaline circulation, which relies on temperature and salinity gradients. This slowdown can lead to stronger storms, sea level rise on US coasts, and colder winters in Europe.

Can humans deliberately influence weather events?

Weather modification technologies (e.g., cloud seeding) exist but are limited to small-scale effects, such as increasing rain locally. Large-scale manipulation, like creating storms, is beyond current capabilities.

Are there any real indications that people can deliberately cause a weather event?

Yes, people have developed some ways to influence weather, but the effects are limited. For example, “cloud seeding” involves adding tiny particles (like silver iodide) to clouds to encourage rain. This method has been used in some places to increase rainfall, especially during droughts. However, it’s not 100% reliable, and it’s impossible to fully control where or how much it rains. Creating or controlling major weather events like hurricanes is not possible with current technology.

How can ESA research and technology contribute to climate improvement?

ESA contributes by developing and deploying satellites (e.g., Sentinel series under Copernicus) that monitor greenhouse gas emissions, deforestation, and ice loss. It also funds innovative projects like carbon capture analysis, renewable energy monitoring, and early-warning systems for extreme weather.

How can ESA’s research help monitor environmental pollution and climate change?

ESA satellites measure air pollution (e.g., NO₂, CO₂, methane), monitor ocean health (e.g., plastic pollution, temperature), and track deforestation or desertification. This data helps policymakers create sustainable strategies, such as reforestation projects or urban air-quality initiatives. ESA’s research and technology focus on leveraging cutting-edge satellite systems to address the twin challenges of pollution and climate change. Satellites like Sentinel-5P and Copernicus Anthropogenic CO₂ Monitoring Mission (CO₂M) measure CO₂ and methane emissions globally. These tools help verify compliance with international agreements like the Paris Climate Accord. ESA’s GlobEmission project combines satellite data with modeling to identify and track industrial emissions in real time. ESA promotes urban air quality monitoring using satellite data and integrates it with ground sensors to develop cleaner city designs. CryoSat-2 measures ice thickness, while Sentinel-1 tracks glacier movements. This data is critical for understanding sea-level rise. Sentinel-3 measures sea surface temperature and ocean color to monitor marine ecosystems affected by climate change.

How can the development of innovative techniques, including satellite ones, help us control environmental pollution and provide data for sustainable solutions?

Satellites and innovative remote sensing techniques are becoming indispensable for monitoring and managing environmental pollution caused by human activities. On the terrestrial side, Satellites like Sentinel-2 can monitor crop health, detect over-fertilized areas, and map nutrient runoff using spectral bands sensitive to vegetation and soil moisture. This data can guide precision agriculture practices to reduce environmental impacts. High-resolution satellites such as WorldView-3 and Sentinel-2 can track illegal waste dumping and monitor industrial emissions. On the marine side, SAR (e.g., Sentinel-1) can detect oil spills on the ocean surface even in poor weather or at night, enabling faster response and cleanup efforts. Algal blooms caused by excess nutrients (from fertilizers) can be tracked using chlorophyll-a concentrations measured by Sentinel-3’s Ocean and Land Colour Instrument (OLCI). In general, Continuous monitoring supports evidence-based policymaking, such as setting limits on agricultural runoff, emissions, and deforestation.

What can the young generation do to influence attitudes on climate change?

Advocate for change via social media, participate in local sustainability projects, and promote awareness through education and activism. Young people can lead by example through sustainable lifestyles and by pressuring policymakers to act.

Do you think there will be more work for remote sensing experts due to Climate Change?

Yes, it is likely that the demand for remote sensing experts will increase due to climate change. Remote sensing technologies, such as satellites, drones, and aerial imaging systems, play a critical role in: Monitoring Environmental Changes: Detecting changes in glaciers, sea levels, deforestation, desertification, and urban expansion. Disaster Prediction and Response: Identifying early warning signs for hurricanes, floods, wildfires, and droughts. For example, remote sensing can track fire-prone areas by monitoring vegetation dryness and temperature. Carbon Emissions Monitoring: Mapping and quantifying carbon sources and sinks, aiding in international climate agreements and policies. Post-Disaster Assessment: Evaluating the extent of damage and supporting recovery efforts after disasters. As the impacts of climate change grow, governments, researchers, and private sectors will increasingly rely on remote sensing data for mitigation and adaptation strategies. Climate change is driving an urgent need for accurate, real-time data about the Earth’s systems to inform decision-making, develop mitigation strategies, and predict future scenarios. Remote sensing has become a cornerstone of addressing climate-related challenges.

What satellite can help compare drone data for vegetation anomalies in East-Flanders (Belgium)?

Sentinel-2 is ideal for this. Its multispectral imaging includes NIR and VIS bands, making it suitable for vegetation analysis and comparison with drone imagery. Sentinel-2 satellites revisit any location on Earth every 5 days , allowing near-real-time monitoring of vegetation changes. Sentinel-2 data can be used to calculate vegetation indices like NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) and NDWI (Normalized Difference Water Index) to detect drought stress, crop health, and biomass anomalies.

Can satellites help inventory and locate underground streams in Lisbon?

Yes, SAR (Synthetic Aperture Radar) technology from Sentinel-1 can detect subsurface features like pipelines or water channels, especially if combined with historical urban expansion maps. While its primary application is surface monitoring, SAR’s ability to detect structural changes and water content below the surface makes it a useful tool in combination with other datasets. While its penetration depth is limited (a few centimeters to meters depending on soil type), it can still detect surface deformations caused by underground water movement, erosion, or subsurface voids.

How can air pollution caused by mud dust be detected using satellite sensors?

Mud dust, especially after floods, can contribute to air pollution when dried and dispersed into the atmosphere. Detecting and analyzing this pollution can be achieved using satellite sensors that monitor aerosol particles in the atmosphere. Sentinel-5P (TROPOMI) is ideal for detecting atmospheric pollutants, including dust particles, fine aerosols, and particulate matter (PM). It measures Aerosol Optical Depth (AOD) , which indicates the concentration of particles in the air. Sentinel-3 Tracks surface reflectance and aerosol concentrations. It can identify dust dispersion over affected areas.

How does the amount of precipitation influence the growth of plants, and what role do soil moisture sensors play in this?

Plants need water to grow, and precipitation (like rain) is one of the main ways they get it. Too little rain can cause plants to dry out and stop growing, while too much can flood the soil and damage their roots. Soil moisture sensors are tools that measure how much water is in the soil. Farmers and scientists use these sensors to make sure plants get the right amount of water, helping them grow healthy and strong while also conserving water.

What influence do the microplastics in the atmosphere have on global warming and climate?

Microplastics are tiny pieces of plastic that can float in the air and settle on the land and ocean. These particles can absorb heat from the sun, which might contribute to warming the atmosphere. They can also affect cloud formation by serving as tiny “seeds” for water droplets, potentially changing weather patterns. While scientists are still studying the full effects, microplastics add to the problems caused by pollution and climate change.

How can air pollution caused by mud dust be detected using satellite sensors?

Mud dust, especially after floods, can contribute to air pollution when dried and dispersed into the atmosphere. Detecting and analyzing this pollution can be achieved using satellite sensors that monitor aerosol particles in the atmosphere. Sentinel-5P (TROPOMI) is ideal for detecting atmospheric pollutants, including dust particles, fine aerosols, and particulate matter (PM). It measures Aerosol Optical Depth (AOD) , which indicates the concentration of particles in the air. Sentinel-3 Tracks surface reflectance and aerosol concentrations. It can identify dust dispersion over affected areas.

These are steps on how to visualize satellite data online. An example situation may be that you see a news article online and want to see what satellite data is available.

Identify the Event Details From the news article, determine the following: Event location (e.g., city, region, or coordinates). Date of the event (or range of dates surrounding the disaster, e.g., floods, wildfires). Example: A flood occurred in Valencia, Spain on October 31, 2024. Access the Copernicus/Sentinel Platform Navigate to a tool that provides access to Sentinel data: Copernicus EO browser Sentinel Hub EO Browser Set the Area of Interest (AOI) Use the platform’s map interface to select the affected area. For example, in Copernicus EO Browser: Search for a location : Pan to the area on the map you would like to visualize data over Draw an AOI : Define a box or polygon around the affected region. Specify the Time Range Set the date range or go to a date before the event to include the day of the disaster and days before/after to compare pre- and post-event images. Example: For a flood on October 31, 2024: Start Date: October 10, 2024. End Date: November 10, 2024. Alternatively, visualize a date before the events and scroll through the images across and after the event. Select the Satellite and Data Type Choose relevant Sentinel data products based on the disaster type: Sentinel-1 (SAR) : Excellent for flood detection and monitoring water extent because it can penetrate clouds. Sentinel-2 (Optical) : Useful for assessing land damage, vegetation, and infrastructure, but is affected by clouds. Example: If the disaster involved heavy rain and clouds, prioritize Sentinel-1 . Visualize the Imagery Open the satellite images to observe the disaster-affected area. Use pre-configured layers (e.g., “False Color” for vegetation or “Flood Detection” for water). Compare before and after images using the “Compare” or “Swipe” tools. Download Data (Optional) If deeper analysis is needed, download the data for use in software like QGIS or ArcGIS. Formats are usually GeoTIFF, JPEG, or raw Sentinel data products. Analyze and Interpret Look for visible signs of the disaster: Floods : Water-covered areas (dark on SAR or bright in False Color Composite). Fires : Burn scars or smoke plumes. Landslides : Changes in terrain or vegetation cover.

Spýtať sa Zachary Foltz

Otázky z webinára Climate Detectives: Hlavné prírodné katastrofy a katastrofy spôsobené človekom z vesmíru

Študenti mohli posielať ESA svoje otázky týkajúce sa Zeme do 5. decembra 2024. Na tieto otázky čiastočne odpovedal odborník na webinári. Zachary Foltz, aby odpovedal na všetky zaslané otázky tímov, zapísal odpovede, aby pomohol tímom pri skúmaní ich projektov a poskytol viac informácií o príslušných témach.

Veľká vďaka!

O Zachary Foltzovi

Volám sa Zach Foltz a v súčasnosti pracujem ako výskumný inžinier v spoločnosti ACRI-ST, ktorá sa zaoberá diaľkovým snímaním na juhu Francúzska. Moja práca spočíva predovšetkým v podpore činností ESA súvisiacich s Medzinárodnou chartou "Vesmír a veľké katastrofy" a pracovnou skupinou "Výbor pre satelity na pozorovanie Zeme" pre katastrofy, čo sú humanitárne iniciatívy zahŕňajúce využívanie údajov z pozorovania Zeme na lepšie zvládanie katastrof na celom svete. Medzinárodná charta sa zameriava na fázu okamžitej reakcie na prírodné a človekom spôsobené katastrofy, ako sú povodne, lesné požiare, zemetrasenia, úniky ropy atď. Počas katastrof satelity 17 členských agentúr charty poskytujú rýchle snímky postihnutých oblastí, a to aj vo vzdialených alebo neprístupných regiónoch. Tieto informácie môžu pomôcť odborníkom pri posudzovaní škôd, organizovaní záchranných operácií a plánovaní najlepšieho spôsobu obnovy. Vyštudoval som stavebné inžinierstvo so zameraním na vodné zdroje a urbanizmus a magisterské štúdium v odbore environmentálne nebezpečenstvá a riadenie rizík na univerzite v Nice vo Francúzsku. Môj prechod zo stavebného inžinierstva do oblasti pozorovania Zeme a riadenia katastrof vyplýva zo spojenia môjho technického vzdelania s vášňou pre kritické environmentálne výzvy, ktorým dnes ako spoločnosť čelíme.

Vaše otázky

Katastrofy

Môžu astronauti z ISS vidieť katastrofy a klimatické zmeny?

Áno, astronauti pravidelne pozorujú a fotografujú katastrofy (napr. hurikány, lesné požiare) a environmentálne zmeny, ako je odlesňovanie alebo zmenšovanie ľadovcov, čím poskytujú jedinečný pohľad na premeny Zeme.

Dokážeme ľahko rozlíšiť medzi katastrofami spôsobenými človekom a prírodnými katastrofami? Ako klasifikujete katastrofy?

Rozlišovanie medzi katastrofami spôsobenými človekom a prírodnými katastrofami môže byť náročné, najmä preto, že mnohé katastrofy sú v súčasnosti ovplyvnené ľudskou činnosťou. Katastrofy sa vo všeobecnosti rozdeľujú do dvoch veľkých kategórií:

Prírodné katastrofy: Tie vznikajú v dôsledku prírodných procesov na Zemi, ako sú zemetrasenia, hurikány, cunami, sopečné erupcie alebo lesné požiare.
Antropogénne (človekom spôsobené) katastrofy: Tie sú priamo alebo nepriamo spôsobené ľudskou činnosťou, napríklad priemyselnými haváriami, únikom ropy, jadrovými katastrofami alebo povodňami spôsobenými odlesňovaním.

Tento rozdiel sa však čoraz viac stiera:

Prírodné katastrofy spôsobené klimatickými zmenami: Napríklad lesné požiare sú prírodným javom, ale ich frekvencia a intenzita sa zvyšuje v dôsledku globálneho otepľovania spôsobeného človekom a zlého hospodárenia s pôdou.
Hybridné katastrofy: Udalosti ako zlyhanie priehrad počas povodní alebo zosuvy pôdy vyvolané odlesňovaním zahŕňajú prírodné aj ľudské zložky.

V rámci diferencovanejšej klasifikácie sa zohľadňujú základné príčiny a prispievajúce faktory:

Hlavná príčina: Bola udalosť spôsobená prírodným procesom alebo ľudskou činnosťou?
Prispievajúce faktory: Zvýšila ľudská činnosť závažnosť, frekvenciu alebo vplyv?

Napríklad lesný požiar v suchom období by sa mohol klasifikovať ako "prírodný", ak ho spôsobil blesk, ale ak ho zhoršilo klimatické otepľovanie spôsobené človekom, označil by sa ako "klimaticky ovplyvnený". Katastrofy sa teda často vyskytujú na škále medzi prírodnými príčinami a príčinami spôsobenými človekom.

Mohli by satelity v budúcnosti zabrániť prírodným katastrofám?

Satelity nedokážu zastaviť prírodné katastrofy, ale mohli by zlepšiť prevenciu tým, že poskytnú včasné varovanie. Napríklad monitorovanie teploty povrchu mora by mohlo pomôcť predpovedať skorší vznik hurikánov. Fyzické narušenie búrky (napr. rozptýlením chemických látok) je však v súčasnosti nerealizovateľné z dôvodu technologických a etických obmedzení.

Dá sa predpovedať extrémne počasie a ako to môže zlepšiť náš život?

Áno, satelity monitorujú atmosférické a oceánske podmienky (napr. Sentinel-3 pre teplotu povrchu mora a Sentinel-5P pre zloženie atmosféry). Presné predpovede zlepšujú pripravenosť na katastrofy, chránia úrodu a znižujú hospodárske straty.

Ako prispeli vesmírne technológie k riadeniu katastrof a obnove?

Vesmírna technológia umožňuje monitorovanie katastrof v reálnom čase (povodne, požiare, zemetrasenia), systémy včasného varovania a vyhodnocovanie škôd pri obnove po katastrofe. Napríklad:

Sentinel-1: Monitoruje záplavy a posuny pôdy.

Sentinel-2: Sleduje obnovu vegetácie po lesných požiaroch.

Ako sa dajú predvídať katastrofy?

Katastrofy sa predpovedajú pomocou diaľkového snímania (napr. teplota, vlhkosť pôdy, tektonická aktivita) a modelov kombinujúcich satelitné údaje s meteorologickými záznamami. Napríklad:

- - Záplavy: Monitorované pomocou údajov o zrážkach a vlhkosti pôdy.
  - Suchá: Predpovedané prostredníctvom vegetačných indexov a anomálií zrážok.

Ako sa môžeme prispôsobiť, aby sme sa pripravili na katastrofy v našich regiónoch?

Zostaňte informovaní: Informujte sa o miestnych poveternostných podmienkach, sezónnych rizikách (ako sú záplavy, búrky alebo horúčavy) a potenciálnych prírodných katastrofách. Sledujte oficiálne zdroje, ako sú meteorologické agentúry a miestne záchranné služby

Vytvorte núdzový plán: Pripravte si rodinný núdzový plán, ktorý obsahuje miesta bezpečného stretnutia, núdzové kontakty a evakuačné trasy. Na bezpečnom a ľahko prístupnom mieste si pripravte súpravu zásob pre prípad katastrofy so základnými položkami, ako sú voda, potraviny, ktoré sa nedajú pokaziť, baterky, batérie, prostriedky prvej pomoci a dôležité dokumenty.

Posilnite svoj domov: V závislosti od rizík vo vašej oblasti spevnite svoj dom, aby bol odolnejší. Napríklad zabezpečte okná a dvere proti hurikánom alebo zabezpečte, aby bol váš dom odolný proti požiaru v oblastiach ohrozených lesnými požiarmi.

Ak sa pozrieme do budúcnosti, aký pokrok v technológii pozorovania Zeme bude mať podľa vás najväčší vplyv na schopnosť predvídať alebo zmierňovať následky prírodných katastrof?

Technológia pozorovania Zeme nám v budúcnosti oveľa lepšie pomôže predpovedať prírodné katastrofy a reagovať na ne. Nové satelity budú robiť jasnejšie a častejšie snímky Zeme, čo nám umožní sledovať búrky, záplavy a požiare v reálnom čase. Pokročilé senzory budú merať zmeny v krajine, oceánoch a atmosfére, čo pomôže vedcom skôr predpovedať udalosti, ako sú zemetrasenia alebo hurikány. Drony a umelá inteligencia budú pracovať spolu so satelitmi na rýchlejšej analýze údajov a riadení záchranných prác. Tieto nástroje uľahčia prípravu na katastrofy, záchranu životov a ochranu komunít.

Ktorá katastrofa predstavuje najväčšiu výzvu pre satelitné monitorovanie?

Zemetrasenia sú najnáročnejšie, pretože sa objavujú náhle a je ťažké ich predvídať. Satelity môžu monitorovať len následky po katastrofe, ako napríklad posunutie pôdy alebo poškodenie infraštruktúry.Na rozdiel od hurikánov alebo povodní, ktoré možno sledovať v priebehu ich vývoja, zemetrasenia sa vyskytujú hlboko pod zemou, takže je veľmi ťažké zistiť ich pred tým, ako udrú. Satelity nemôžu "vidieť" do vnútra Zeme, aby vedeli, kedy sa tektonické dosky posunú. Čo však satelity môžu urobiť, je pomôcť po tom, ako už zemetrasenie nastalo. Pomocou špeciálnych nástrojov, ako je napríklad radar so syntetickou apertúrou (SAR), môžu mapovať, ako sa zem počas zemetrasenia pohla. To pomáha vedcom zistiť, kde sú škody najhoršie, a nasmerovať záchranné tímy do oblastí, ktoré potrebujú najväčšiu pomoc. Satelity môžu v reálnom čase poskytovať aj snímky ciest, budov a mostov, ktoré sa mohli zrútiť, a pomôcť tak ľuďom pri plánovaní obnovy. Hoci výskumníci pracujú na spôsoboch, ako lepšie predpovedať zemetrasenia, v súčasnosti sa pri ich zisťovaní spoliehame na pozemné senzory, ako sú seizmometre. Satelity sú užitočnejšie na vyhodnocovanie následkov po zemetrasení, než na ich predchádzanie.

Ktoré satelity programu Copernicus sa používajú na riadenie katastrof? Môžete uviesť niekoľko príkladov?

Sentinel-1: Sleduje záplavy a zosuvy pôdy pomocou radaru.

Sentinel-2: Monitoruje požiare a stav vegetácie.

Sentinel-3: Pozoruje teplotu povrchu mora na účely predpovedí búrok.

Sentinel-5P: Analyzuje znečistenie ovzdušia a sopečné erupcie.

Ako sa dá vyhnúť etickým dilemám pri využívaní satelitných zdrojov počas katastrof?

Pri viacerých katastrofách v rovnakom čase vznikajú etické dilemy, ako uprednostniť satelitné zdroje. Mali by sa napríklad satelitné údaje prideliť najvážnejšej katastrofe, alebo by sa mali rovnomerne rozdeliť medzi všetky postihnuté oblasti, aj keď niektoré z nich môžu mať menší bezprostredný vplyv? Rozhodovanie o tom, ktorým regiónom alebo udalostiam sa venuje najväčšia pozornosť, môže vyvolať zložité otázky týkajúce sa spravodlivosti, rovnosti a rovnováhy zdrojov. Okrem toho niektoré regióny môžu mať nedostatočné technologické kapacity na efektívne využívanie satelitných údajov, čo vedie k obavám o zabezpečenie rovnakého prístupu ku kritickým informáciám pre reakciu na katastrofy. Riešenia zahŕňajú medzinárodnú spoluprácu (napr. CEOS) s cieľom spravodlivo koordinovať využívanie satelitov.

Môžeme pomocou satelitných údajov zistiť intenzitu búrky v reálnom čase?

Áno, pomocou satelitných údajov je možné zistiť a analyzovať intenzitu búrky v reálnom čase. Intenzitu búrok je možné monitorovať pomocou kombinácie meteorologických satelitov a pokročilých senzorov, ktoré sledujú rôzne parametre, ako je rýchlosť vetra, štruktúra mrakov a zrážky. Satelity ako napr. Meteosat (EUMETSAT) a GOES (NOAA) nepretržite monitorovať poveternostné podmienky nad Európou a inými regiónmi v reálnom čase. Poskytujú vysokofrekvenčné snímky (každých 5 až 15 minút), ktoré zobrazujú tvorbu búrok, pohyb mrakov a ich intenzitu.

Ako môže satelitná technológia pomôcť znížiť znečistenie a vytvoriť udržateľnú budúcnosť?

Satelity môžu:

- - Zisťovanie škodlivých poľnohospodárskych splachov spôsobujúcich kvitnutie rias v oceánoch.
  - Monitorovanie priemyselných emisií a poskytovanie údajov pre potreby právnych predpisov.
  - Sledovanie mikroplastov vo vode a atmosférických časticiach.
  - Pomoc pri presnom poľnohospodárstve optimalizáciou využívania vody a hnojív.

Aké sú prekážky v práci v oblasti medzinárodnej spolupráce a koordinácie?

Medzi hlavné prekážky medzinárodnej spolupráce pri reakcii na katastrofy s využitím satelitov na pozorovanie Zeme patria:

Politické a právne prekážky: Krajiny môžu mať rôzne politiky týkajúce sa zdieľania satelitných údajov, najmä ak ide o citlivé údaje alebo údaje súvisiace s národnou bezpečnosťou. To môže oddialiť alebo obmedziť prístup k dôležitým informáciám v prípade katastrof.
Technologické medzery: Nie všetky krajiny majú rovnaký prístup k najnovšej satelitnej technológii alebo schopnosť rýchlo spracovať a interpretovať údaje. To môže spôsobiť nerovnováhu v tom, ako rýchlo môžu niektoré krajiny reagovať na katastrofy.
Zdieľanie a koordinácia údajov: Pri koordinácii zdieľania satelitných údajov sa môžu vyskytnúť problémy z dôvodu rozdielov v satelitných systémoch, formátoch údajov alebo komunikačných sieťach.

Na prekonanie týchto prekážok sa organizácie ako napr. Výbor pre družice na pozorovanie Zeme (CEOS) pracovať na zabezpečení voľného zdieľania údajov a ich dostupnosti v čase krízy. Štandardizáciou formátov údajov, zlepšením medzinárodných dohôd a vytvorením protokolov o rýchlom zdieľaní údajov možno tieto problémy minimalizovať, čo povedie ku koordinovanejším a účinnejším reakciám na katastrofy.

Zmena klímy

Prečo sa zdá, že sa v Európe objavujú extrémne javy, ktoré sú na podobnej úrovni ako javy v Mexickom zálive?

V Európe sa v dôsledku otepľovania klímy zvyšuje výskyt extrémnych poveternostných javov. Tento trend je spôsobený viacerými faktormi:

Zmena klímy: Globálne otepľovanie zosilňuje extrémne javy, ako sú vlny horúčav, povodne a búrky. Vyššie teploty vedú k väčšiemu vyparovaniu, väčšej vlhkosti v atmosfére a intenzívnejším zrážkam.

Narušenie prúdenia: Otepľovanie Arktídy oslabuje a destabilizuje tryskové prúdenie, čo môže spôsobiť dlhotrvajúce výkyvy počasia v Európe, ako napríklad dlhšie vlny horúčav alebo intenzívne búrky.

Stredomorské cyklóny podobné tropickým (Medicanes): Vyššia teplota povrchu mora v Stredozemnom mori môže spôsobiť búrky podobné hurikánom, aké sa vyskytujú v Mexickom zálive, hoci v menšom rozsahu.

Urbanizácia a zmeny vo využívaní pôdy: Zvýšená urbanizácia a odlesňovanie môžu zhoršiť dôsledky takýchto javov, ako je napríklad zhoršenie prívalových povodní a mestských tepelných ostrovov.

Ako vyššie teploty ovplyvňujú morské prúdy, napríklad Golfský prúd?

Vyššie teploty spomaľujú Golfský prúd tým, že narúšajú termohalinnú cirkuláciu, ktorá závisí od gradientov teploty a slanosti. Toto spomalenie môže viesť k silnejším búrkam, zvyšovaniu hladiny morí na pobreží USA a chladnejším zimám v Európe.

Môže človek zámerne ovplyvňovať počasie?

Technológie na úpravu počasia (napr. výsev mrakov) existujú, ale obmedzujú sa na malé účinky, ako je lokálne zvýšenie dažďa. Manipulácia vo veľkom meradle, ako napríklad vytváranie búrok, je mimo súčasných možností.

Existujú nejaké reálne náznaky, že ľudia môžu úmyselne spôsobiť poveternostnú udalosť?

Áno, ľudia vyvinuli určité spôsoby ovplyvňovania počasia, ale ich účinky sú obmedzené. Napríklad "rozsievanie oblakov" zahŕňa pridávanie drobných častíc (ako je jodid strieborný) do oblakov, aby sa podporil dážď. Táto metóda sa na niektorých miestach používa na zvýšenie zrážok, najmä počas sucha. Nie je však 100% spoľahlivá a nie je možné úplne kontrolovať, kde a koľko prší. Vytvorenie alebo kontrola veľkých poveternostných udalostí, ako sú hurikány, nie je so súčasnou technológiou možná.

Ako môže výskum a technológie ESA prispieť k zlepšeniu klímy?

ESA prispieva vývojom a rozmiestňovaním satelitov (napr, Séria Sentinel v rámci programu Copernicus), ktoré monitorujú emisie skleníkových plynov, odlesňovanie a úbytok ľadu. Financuje aj inovatívne projekty, ako je analýza zachytávania uhlíka, monitorovanie obnoviteľných zdrojov energie a systémy včasného varovania pred extrémnym počasím.

Ako môže výskum ESA pomôcť pri monitorovaní znečistenia životného prostredia a zmeny klímy?

Satelity ESA merajú znečistenie ovzdušia (napr. NO₂, CO₂, metán), monitorujú stav oceánov (napr. znečistenie plastmi, teplotu) a sledujú odlesňovanie alebo rozširovanie púští. Tieto údaje pomáhajú tvorcom politík vytvárať udržateľné stratégie, napríklad projekty zalesňovania alebo iniciatívy zamerané na kvalitu ovzdušia v mestách.

Výskum a technológie ESA sa zameriavajú na využívanie najmodernejších satelitných systémov na riešenie dvojitých výziev, ktorými sú znečistenie a zmena klímy. Satelity ako napr. Sentinel-5P a Misia na monitorovanie antropogénneho CO₂ v rámci programu Copernicus (CO₂M) meranie emisií CO₂ a metánu na celom svete. Tieto nástroje pomáhajú overovať dodržiavanie medzinárodných dohôd, ako je Parížska dohoda o klíme. ESA Projekt GlobEmission kombinuje satelitné údaje s modelovaním na identifikáciu a sledovanie priemyselných emisií v reálnom čase. ESA podporuje monitorovanie kvality ovzdušia v mestách pomocou satelitných údajov a integruje ich s pozemnými snímačmi s cieľom vyvinúť návrhy čistejších miest. CryoSat-2 meria hrúbku ľadu, zatiaľ čo Sentinel-1 sleduje pohyby ľadovcov. Tieto údaje sú veľmi dôležité pre pochopenie zvyšovania hladiny morí. Sentinel-3 meria teplotu povrchu mora a farbu oceánu na monitorovanie morských ekosystémov ovplyvnených zmenou klímy.

Ako nám môže vývoj inovatívnych techník vrátane satelitných pomôcť kontrolovať znečistenie životného prostredia a poskytovať údaje pre udržateľné riešenia?

Satelity a inovatívne techniky diaľkového prieskumu sa stávajú nevyhnutnými na monitorovanie a riadenie znečistenia životného prostredia spôsobeného ľudskou činnosťou. Na pozemnej strane sa používajú satelity, ako napr. Sentinel-2 môže monitorovať stav plodín, zisťovať nadmerne hnojené oblasti a mapovať odtok živín pomocou spektrálnych pásiem citlivých na vegetáciu a pôdnu vlhkosť. Tieto údaje môžu usmerniť postupy presného poľnohospodárstva s cieľom znížiť vplyv na životné prostredie. Satelity s vysokým rozlíšením, ako napríklad WorldView-3 a Sentinel-2, môžu sledovať nelegálne skládky odpadu a monitorovať priemyselné emisie. V námornej oblasti môže SAR (napr. Sentinel-1) odhaliť únik ropy na povrchu oceánu aj za zlého počasia alebo v noci, čo umožní rýchlejšiu reakciu a čistenie. Kvitnutie rias spôsobené nadbytkom živín (z hnojív) možno sledovať pomocou koncentrácií chlorofylu-a meraných prístrojom Sentinel-3 OLCI (Ocean and Land Colour Instrument). Kontinuálne monitorovanie vo všeobecnosti podporuje tvorbu politiky založenej na dôkazoch, napríklad stanovenie limitov pre odtok vody z poľnohospodárstva, emisie a odlesňovanie.

Čo môže mladá generácia urobiť, aby ovplyvnila svoj postoj k zmene klímy?

Presadzujte zmeny prostredníctvom sociálnych médií, zapájajte sa do miestnych projektov udržateľnosti a podporujte informovanosť prostredníctvom vzdelávania a aktivizmu. Mladí ľudia môžu ísť príkladom prostredníctvom udržateľného životného štýlu a vyvíjaním tlaku na tvorcov politík, aby konali.

Myslíte si, že v dôsledku zmeny klímy bude viac práce pre odborníkov na diaľkový prieskum?

Áno, je pravdepodobné, že dopyt po expertoch na diaľkové snímanie sa v dôsledku zmeny klímy zvýši. Technológie diaľkového prieskumu Zeme, ako sú satelity, drony a letecké zobrazovacie systémy, zohrávajú rozhodujúcu úlohu pri:

Monitorovanie zmien životného prostredia: Zisťovanie zmien ľadovcov, hladiny morí, odlesňovania, rozširovania púští a mestskej zástavby.
Predpovedanie katastrof a reakcia na ne: Identifikácia príznakov včasného varovania pred hurikánmi, povodňami, lesnými požiarmi a suchom. Napríklad diaľkové snímanie môže sledovať oblasti náchylné na požiare prostredníctvom monitorovania suchosti a teploty vegetácie.
Monitorovanie emisií uhlíka: Mapovanie a kvantifikácia zdrojov a úložísk uhlíka, čo pomáha pri uzatváraní medzinárodných dohôd a politík v oblasti klímy.
Hodnotenie po katastrofe: Hodnotenie rozsahu škôd a podpora obnovy po katastrofách.

S rastúcimi dôsledkami zmeny klímy sa vlády, výskumníci a súkromný sektor budú čoraz viac spoliehať na údaje z diaľkového prieskumu Zeme pri stratégiách zmierňovania a prispôsobovania. Klimatické zmeny vyvolávajú naliehavú potrebu presných údajov o systémoch Zeme v reálnom čase, ktoré by slúžili na prijímanie rozhodnutí, vypracovanie stratégií na zmiernenie zmeny klímy a predpovedanie budúcich scenárov. Diaľkový prieskum Zeme sa stal základom riešenia výziev súvisiacich s klímou.

Otázky o projektoch tímov

Aký satelit môže pomôcť pri porovnávaní údajov z dronov pre anomálie vegetácie vo východnom Flámsku (Belgicko)?

Sentinel-2 je na to ideálny. Jeho multispektrálne zobrazovanie zahŕňa NIR a VIS pásma, takže je vhodný na analýzu vegetácie a porovnanie so snímkami z dronu. Satelity Sentinel-2 sa vracajú na ľubovoľné miesto na Zemi každý 5 dní, čo umožňuje monitorovanie zmien vegetácie takmer v reálnom čase. Údaje Sentinel-2 možno použiť na výpočet vegetačných indexov, ako napr. NDVI (normalizovaný rozdielový vegetačný index) a NDWI (Normalizovaný rozdielový index vody) na zisťovanie stresu zo sucha, zdravotného stavu plodín a anomálií biomasy.

Môžu satelity pomôcť pri inventarizácii a lokalizácii podzemných tokov v Lisabone?

Áno, SAR (radar so syntetickou apertúrou) Technológia Sentinel-1 dokáže odhaliť podpovrchové prvky, ako sú potrubia alebo vodné kanály, najmä v kombinácii s historickými mapami rozširovania miest. Hoci jej primárnym využitím je monitorovanie povrchu, schopnosť SAR zisťovať štrukturálne zmeny a obsah vody pod povrchom z nej robí užitočný nástroj v kombinácii s inými súbormi údajov. Hoci je jeho hĺbka prieniku obmedzená (niekoľko centimetrov až metrov v závislosti od typu pôdy), stále dokáže odhaliť deformácie povrchu spôsobené pohybom podzemnej vody, eróziou alebo podpovrchovými dutinami.

Ako možno pomocou satelitných senzorov zistiť znečistenie ovzdušia spôsobené bahenným prachom?

Bahenný prach, najmä po záplavách, môže po vysušení a rozptýlení do ovzdušia prispieť k znečisteniu ovzdušia. Zisťovanie a analýza tohto znečistenia sa dá dosiahnuť pomocou satelitných senzorov, ktoré monitorujú aerosólové častice v atmosfére. Sentinel-5P (TROPOMI) je ideálny na detekciu atmosférických znečisťujúcich látok vrátane prachových častíc, jemných aerosólov a tuhých častíc (PM). Meria Optická hĺbka aerosólov (AOD), ktorý udáva koncentráciu častíc vo vzduchu. Sentinel-3 Sleduje odrazivosť povrchu a koncentrácie aerosólov. Dokáže identifikovať rozptyl prachu nad postihnutými oblasťami.

Ako ovplyvňuje množstvo zrážok rast rastlín a akú úlohu v tom zohrávajú senzory pôdnej vlhkosti?

Rastliny potrebujú na svoj rast vodu a zrážky (napríklad dážď) sú jedným z hlavných spôsobov jej získavania. Príliš málo zrážok môže spôsobiť, že rastliny vyschnú a prestanú rásť, zatiaľ čo príliš veľa zrážok môže zaplaviť pôdu a poškodiť ich korene. Senzory pôdnej vlhkosti sú nástroje, ktoré merajú, koľko vody je v pôde. Poľnohospodári a vedci používajú tieto snímače, aby zabezpečili, že rastliny dostanú správne množstvo vody, čo im pomôže rásť zdravo a silno a zároveň šetriť vodou.

Aký vplyv majú mikroplasty v atmosfére na globálne otepľovanie a klímu?

Mikroplasty sú malé kúsky plastov, ktoré sa môžu vznášať vo vzduchu a usadzovať sa na pevnine a v oceánoch. Tieto častice môžu absorbovať teplo zo slnka, čo môže prispievať k otepľovaniu atmosféry. Môžu tiež ovplyvniť tvorbu oblakov tým, že slúžia ako drobné "semienka" pre vodné kvapky, čo môže zmeniť charakter počasia. Hoci vedci ešte stále skúmajú všetky účinky, mikroplasty prispievajú k problémom spôsobeným znečistením a zmenou klímy.

Ako možno pomocou satelitných senzorov zistiť znečistenie ovzdušia spôsobené bahenným prachom?

Ako pracovať so satelitnými údajmi

Toto sú kroky, ako vizualizovať satelitné údaje online. Príkladom môže byť situácia, keď vidíte spravodajský článok online a chcete sa pozrieť, aké satelitné údaje sú k dispozícii.

Identifikácia podrobností o udalosti

Z článku v novinách zistite nasledujúce skutočnosti:
- Miesto podujatia (napr. mesto, región alebo súradnice).
- Dátum podujatia (alebo rozmedzie dátumov súvisiacich s katastrofou, napr. povodne, lesné požiare).
Príklad: Vo Valencii v Španielsku došlo 31. októbra 2024 k záplavám.

Prístup k platforme Copernicus/Sentinel

Prejdite na nástroj, ktorý poskytuje prístup k údajom Sentinel:
- Prehliadač EO Copernicus
- Prehliadač Sentinel Hub EO

Nastavenie oblasti záujmu (AOI)

Pomocou mapového rozhrania platformy vyberte postihnutú oblasť.
- Napríklad v prehliadači Copernicus EO Browser:
  1. Vyhľadávanie lokality: Posuňte sa na oblasť na mape, nad ktorou chcete vizualizovať údaje.
  2. Nakreslite AOI: Definujte rámček alebo polygón okolo postihnutej oblasti.

Zadajte časový rozsah

Nastavte rozsah dátumov alebo prejdite na dátum pred udalosťou, aby ste zahrnuli deň katastrofy a dni pred/po nej, aby ste mohli porovnať snímky pred a po udalosti.
Príklad: Pre povodeň 31. októbra 2024:
- Dátum začiatku: októbra 2024.
- Dátum ukončenia: novembra 2024.
- Prípadne si zobrazte dátum pred udalosťami a prechádzajte snímky naprieč udalosťou a po nej.

Výber satelitu a typu údajov

Vyberte príslušné dátové produkty Sentinel na základe typu katastrofy:
- Sentinel-1 (SAR): Vynikajúci na detekciu záplav a monitorovanie rozsahu vodných tokov, pretože dokáže preniknúť cez mraky.
- Sentinel-2 (optický): Užitočné na hodnotenie poškodenia pôdy, vegetácie a infraštruktúry, ale je ovplyvnené oblačnosťou.
Príklad: Ak sa katastrofa týka silného dažďa a mrakov, uprednostnite Sentinel-1.

Vizualizácia obrazu

Otvorte satelitné snímky a sledujte oblasť postihnutú katastrofou.
- Používajte vopred nakonfigurované vrstvy (napr. "False Color" pre vegetáciu alebo "Flood Detection" pre vodu).
- Pomocou nástrojov "Porovnať" alebo "Posunúť" porovnajte obrázky pred a po.

Stiahnutie údajov (voliteľné)

Ak je potrebná hlbšia analýza, stiahnite si údaje na použitie v softvéri ako QGIS alebo ArcGIS.
Formáty sú zvyčajne GeoTIFF, JPEG alebo surové dátové produkty Sentinel.

Analyzovať a interpretovať

Hľadajte viditeľné príznaky katastrofy:
- Záplavy: Oblasti pokryté vodou (tmavé v SAR alebo svetlé vo False Color Composite).
- Požiare: Jazvy po popáleninách alebo dymové škvrny.
- Zosuvy pôdy: Zmeny terénu alebo vegetačného krytu.

Spýtať sa Zachary Foltz

Otázky z webinára Climate Detectives: Hlavné prírodné katastrofy a katastrofy spôsobené človekom z vesmíru

O Zachary Foltzovi

Vaše otázky

Katastrofy

Zmena klímy

Otázky o projektoch tímov

Ako pracovať so satelitnými údajmi

Klimatickí detektívi

Klimatickí detektívi pre deti

Ďalšie školské projekty

Sledujte nás