Távérzékelés alkalmazása az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodásban

A távérzékelés egy jelenségre és területre vonatkozó adatok és információk megszerzésére utal, anélkül, hogy közvetlen kapcsolatba kerülne vele. Az in situ megfigyelés alternatívája. A távérzékelési technikákat számos területen használják, beleértve a földrajzot, a hidrológiát, az ökológiát, a meteorológiát, az oceanográfiát, a glaciológiát, a geológiát, valamint a katonai hatókört, a hírszerzést, a kereskedelmi, gazdasági, tervezési és humanitárius alkalmazásokat.

A távérzékelési technológiák lehetnek műhold- vagy repülőgép-alapúak, és képesek a Föld-rendszer objektumainak és jellemzőinek észlelésére és osztályozására terjedt jelek (pl. elektromágneses sugárzás) révén. Emellett a drónok használata is egyre gyakoribb a nagy felbontású adatok miatt, amelyek rövid időn belül összegyűjthetők a valós idejű nyomon követéshez. Az „aktív” távérzékelési technikák olyan, műhold vagy légi jármű által közvetlenül kibocsátott jelre utalnak, amelyet egy tárgy visszaver, és amelyet az érzékelő (pl. RADAR és LiDAR) viszont érzékel, míg a „passzív” távérzékelés olyan érzékelőkre utal, amelyek képesek érzékelni a tárgy vagy a környező területek (pl. filmfelvétel, infravörös, töltéscsatolt eszközök és radiométerek) által kibocsátott vagy visszavert sugárzást.

A közelmúltban a távérzékelést az éghajlati rendszer és változásainak jobb megértésére használták. Lehetővé teszi a Föld felszínének, óceánjának és légkörének több tér- és időbeli skálán történő megfigyelését, ezáltal lehetővé téve az éghajlati rendszer megfigyelését, valamint az éghajlattal kapcsolatos folyamatok vagy hosszú és rövid távú jelenségek, például az erdőirtás vagy az El Niño trendek vizsgálatát. Ezenkívül a távérzékelés hasznos a veszélyes (pl. tűzesetek során) vagy megközelíthetetlen (pl. áthatolhatatlan) területeken történő információ- és adatgyűjtéshez. Az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodással kapcsolatos gyakorlatokhoz is kapcsolódó távérzékelési felhasználások konkrét példái a következők: i. természetierőforrás-gazdálkodás, ii. mezőgazdasági gyakorlatok kezelése, például a földhasználattal, a talaj megőrzésével és a talaj szénkészletével kapcsolatban, iii. taktikai erdőtűzoltási műveletek valós idejű döntéstámogató rendszerekben, iv. a felszínborítás és annak változásainak nyomon követése különböző időbeli és térbeli méretekben, még katasztrófaeseményt követően is, v. tájékozottabb erdő- és vízgazdálkodás, vi. a szénkészletek és a kapcsolódó dinamikák értékelése, vii. az éghajlati rendszer dinamikájának szimulációja, viii. az éghajlati előrejelzések és a meteorológiai újraelemzési termékek javítása, amelyeket széles körben használnak az éghajlatváltozással kapcsolatos kutatási tanulmányokban.

Végezetül a távérzékelés felhasználható a figyelmeztetés és a felkészültség javítására, ezért a katasztrófakockázat-kezelésben is hasznos. A műholdas technológiát alkalmazó földrajzi információs rendszerek (GIS) felhasználhatók az éghajlattal kapcsolatos katasztrófakockázatok csökkentésére és kezelésére szolgáló korai előrejelző és előrejelző rendszerek kifejlesztésére (azaz a ciklon- és árvízpályák, aszályesemények, tűzesetek jobb előrejelzésének előkészítésére), valamint a fellépésekre való felkészülés elősegítésére. A távérzékelési technológia a katasztrófa előtti és utáni képek összehasonlító elemzésén alapuló katasztrófa utáni kárészleléshez is hasznos lehet. A távérzékelési adatok és információk a sürgősségi dolgozók számára is hasznosak.

Európában és világszerte sokféle program és kezdeményezés létezik a távoli adatok használatának és megosztásának ösztönzésére. A Kopernikusz az Európai Bizottság által koordinált és irányított uniós Föld-megfigyelési program. Összetett rendszerekből áll, amelyek több forrásból gyűjtenek adatokat: földmegfigyelő műholdakból és lokális érzékelőkből, például földi állomásokból, légi és tengeri érzékelőkből. A Kopernikusz ezeket az adatokat feldolgozza, és hat tematikus területtel – szárazföld, tenger, légkör, éghajlatváltozás, veszélyhelyzet-kezelés és biztonság – foglalkozó szolgáltatásokon keresztül tájékoztatja a felhasználókat. A Kopernikusz éghajlatváltozással kapcsolatos szolgáltatása (C3S) olyan éghajlat-változási szolgáltatásokat nyújt, amelyek támogatják az európai éghajlat-politikákat és fellépéseket, hozzájárulva az európai társadalom ellenálló képességének növeléséhez az ember okozta változó éghajlatban. A Föld-megfigyelési rendszerek globális rendszere (GEOSS) olyan koordinált, független Föld-megfigyelési, információs és feldolgozó rendszerek összessége, amelyek hozzáférést biztosítanak az információkhoz a köz- és a magánszektor számára. A „GEOSS portál” egységes internet-hozzáférési pontot kínál azon felhasználók számára, akik a világ minden részén releváns adat-, kép- és elemzőszoftver-csomagokat keresnek.

A távérzékelést tudás- vagy akár döntéstámogató rendszerek létrehozására használják a megcélzott felhasználók (pl. katasztrófakockázat-kezelésben részt vevő praktizálók, várostervezők, területtervezők, mezőgazdasági termelők stb.) számára. A végső felhasználók mint érdekelt felek bevonása a tudás és a termékek tervezésének és létrehozásának teljes folyamatába elengedhetetlen ahhoz, hogy a koprodukciós paradigma szerint valóban használt és hasznos outputokat lehessen előállítani.

A távérzékelési technikákat és különösen a műholdas felvételeket már sikeresen alkalmazzák az éghajlatváltozás számos területén, például: i. a globális hőmérsékleti tendenciák vizsgálata mind az óceán felszínén, mind a légkörben, ii. a napsugárzás globális felmelegedést befolyásoló változásainak észlelése, iii. az aeroszolok, a vízgőz-koncentráció és a csapadékrendszer változásainak nyomon követése, iv. a hótakaró és a jégtakaró dinamikájának tanulmányozása, v. a tengerszint változásainak és a part menti változásoknak a nyomon követése, vi. a növényzet állapotának és változásainak nyomon követése, vii. a vízkészletek és az aszályok és száraz időszakok okozta hatások nyomon követése, viii. a tűzesetek és a tűzkibocsátások nyomon követése, ix. a katasztrófakockázat – például a ciklon, az árvizek és az aszály – előrejelzése, x. az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodással kapcsolatos döntéshozatali folyamatok irányítása. A távérzékeléses adatok felhasználása gyorsan fejlődik, mind a rendelkezésre álló technikák, mind a felbontás tekintetében, és az éghajlatváltozáshoz való alkalmazkodás szempontjából releváns egyéb felhasználások várhatóan a következő jövőben fognak megjelenni.

Aggályok merültek fel azonban a távérzékelés használatával kapcsolatban. Az éghajlatváltozás tanulmányozása és nyomon követése hosszú távú megfigyelési idősorokat igényel, míg a műholdas adatok gyakran rövid távon állnak rendelkezésre. Ezenkívül a kapott képkeretek bizonyos bizonytalanságai és torzulásai a rezgések és a turbulencia miatt az érzékelők és a visszakeresési algoritmusok torzításaiból eredhetnek, ezért a műholdas megfigyelések felhasználása az éghajlatváltozási tanulmányokban megköveteli az ilyen korlátozások egyértelmű azonosítását. Az egyéb lehetséges korlátozások közé tartoznak a következők: i. a légi járművekre és drónokra vonatkozó nagy felbontású adatok beszerzésének magas költségei; ii. egyes esetekben a költségek vagy a készségek korlátai miatt korlátozott hozzáférés a szükséges technológiákhoz; iii. a légi járművekre és a műholdakra vonatkozó adatok időbeli megszakadása; míg az első különösen költséges lehet, és ezért korlátozott számú felméréshez áll rendelkezésre, a másodikat a műholdas visszatérési időtől függően meghatározott időközönként gyűjtik össze.

A közvetlen szárazföldi megfigyelések jellemzően korlátozott térbeli lefedettséggel rendelkeznek, míg a távérzékelési technikák nagyobb léptékű megfigyelést tesznek lehetővé. A műholdas adatok széles körű lefedettséggel, multitemporális és multispektrális képességekkel rendelkeznek, és kiterjedt területek számára nyújtanak az éghajlatváltozással kapcsolatos adatokat és információkat. Ez lehetővé teszi az éghajlati rendszer jobb megértését, az éghajlatváltozás ökoszisztémákra gyakorolt hatásának tanulmányozását és előrejelzését, valamint a végrehajtott alkalmazkodási intézkedések hatékonyságának nyomon követését.

A távérzékelés lehetővé teszi az adatgyűjtést veszélyes vagy megközelíthetetlen területeken is, anélkül, hogy zavarná a webhelyet, és gyakori frissítéseket biztosít. Az adatgyűjtés gyakran olcsóbb és gyorsabb, mint a közvetlen földi adatgyűjtés. Emellett a drónok használata növeli az idő- és térfigyelés rugalmasságát, és az emberi kockázatok elkerülésének előnyét.

A műholdas képek ára a térbeli felbontástól függően változik. Az alacsony felbontású (> 10 m) archív képek általában ingyenesek, míg az ár 1 $-ról 8 $-ra emelkedik ^{km-enként 2,} 5-10 m felbontásról 0,3-1 m felbontásra (2019-es árak; lásd például a Geocento-t). A költségek valamivel magasabbak a repülőgépek és drónok által készített képek esetében; ez utóbbi elérheti a felbontást < 0,05 m. Természetesen az árak emelkednek, ha testreszabott képekre van szükség. Erőforrásokra van szükség az adatok feldolgozásához és az alkalmazások fejlesztéséhez is. Végezetül elegendő készségre és kapacitásra van szükség a távérzékelési adatok használatához.

A végrehajtási idő az adatfeldolgozásra és a végső ismeretek vagy termékek átadására vonatkozik. Ez nagymértékben függ a távérzékelési technikák konkrét hatókörétől és használatától, a rendelkezésre álló készségek szintjétől, a szükséges eszközök rendelkezésre állásától, valamint a különböző érintett érdekelt felek közötti együttműködéstől.

Az éghajlatváltozás tanulmányozására és az éghajlatváltozás mérséklésére és az ahhoz való alkalmazkodásra irányuló intézkedések meghatározásának támogatására szolgáló távérzékelési technikák rövid és hosszú távon egyaránt alkalmazhatók.