Monilähteinen tulvaennustejärjestelmä (Multi-Source Information System for Flood Forecasting): Päätösseminaari

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Monilähteinen tulvaennustejärjestelmä (Multi-Source Information System for Flood Forecasting): Päätösseminaari 25.10.2011"

Hannu Salminen
8 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Monilähteinen tulvaennustejärjestelmä (Multi-Source Information System for Flood Forecasting): Päätösseminaari

2 Yleistä FloodFore-projektista Aika: (3 v.) Kokonaiskustannukset 466 t Mukana: SYKE, IL, VTT tasasummin TEKES-rahoitteinen (280 t ), mukana myös yrityksiä, suurimpana Vaisala (30 t )

3 Projektin tarkoitus ja tavoite Tulvaennustejärjestelmän kehittäminen Käytetään satelliitti-, sääasema- ja säätutkahavaintoja Koealue: Suomen Lappi (+ muukin Suomi osin) Estimoitavat suureet: SWE, RR, SCA, maaperän kosteus ja jäätyminen

säätutkahavaintoja Koealue: Suomen Lappi (+ muukin Suomi

4 Lähtökohta Demonstroidaan monilähteinen informaatiojärjestelmä (tilannekuvajärjestelmä): tuottaa integroidun ja harmonisoidun tiedon olennaisista veden kiertoon liittyvistä suuureista hydrologisille tulvaennustemalleille hyödynnetään laajasti saatavilla olevaa tietoa eri lähteistä: - satelliittimittaukset (lumen vesiarvo kertymäkaudella ja pälvisyys sulamiskaudella; maaperän kosteus ja routa) - säätutkamittaukset: sateen intensiteetti/kertymä; olomuoto - automaattiset in situ havainnot: maaperän kosteus, routa, lumipeitteen vesiarvo (GWI), lumipeitteen syvyys (sääasemaverkosto) demonstroidaan reaaliaikainen käyttö SYKE:n operatiivisen WSFS-mallin yhteydessä Lapin alueella (pääkohdealueina: Ounasjoki, Ivalojoki ja Kitinen sekä Kemijoen valuma-alue kokonaisuudessaan) Järjestelmä tuottaa loppukäyttösovellutuksissa hyödynnettävät spatiaaliset kentät eri suureista eri ajanhetkille

säätutkamittaukset: sateen intensiteetti/kertymä; olomuoto - automaattiset in situ havainnot: maaperän kosteus, routa, lumipeitteen vesiarvo (GWI), lumipeitteen syvyys (sääasemaverkosto)

5 Tuotteet ja demonstraatiot (I) Lumen vesiarvo ja syvyys - satelliittidatalähteet: mikroaaltoradiometrit, SAR-tutkat, skatterometrit - in situ-datalähteet: lumen syvyys sääasemilta, GWI-mittaukset Lumen (fraktionaalinen) peittoala ja status - satelliittidatalähteet: optiset havainnot, mikroaaltoradiometrit, SAR-tutkat, skatterometrit - in situ-datalähteet: lämpötila ja lumen syvyys sääasemilta Maaperän kosteus ja routa - satelliittidatalähteet: SAR-tutkat, skatterometrit (+ matalan taajuuden radiometrit, SMOS) Sadanta ja sateen olomuoto - kaukokartoitusdatalähteet: C-alueen säätutka (Luosto), Sodankylän pilvitutka ja ilmakehäradiometri - in situ-datalähteet: sadanta sääasemilta (pönttömittaukset)

situ-datalähteet: lämpötila ja lumen syvyys sääasemilta Maaperän kosteus ja routa - satelliittidatalähteet: SAR-tutkat, skatterometrit (+ matalan taajuuden radiometrit, SMOS)

6 ASAR, TerraSAR-X, PALSAR, Radarsat-2 Modis, MERIS, AVHRR, AMSR-E SAR image from satellite i Optical/radiometer image from satellite i Precipitation fields from weather radars In situ data (automatic weather-, SWE-, soil moist.- stations) Data-type specific pre-processing Assimilation and analysis system Snow Line measurements Land cover, soil, DEM Online (map) interface Grid GIS database of geophysical parameters SWE, soil moisture temperature Extract basin-wise average data Basin mask Flood forecast WSFS or other distributed model

- stations) Data-type specific pre-processing Assimilation and analysis system Snow Line measurements Land cover, soil, DEM Online

Kaukokartoituksen tuotantoketju SYKEssä Data Data EO-data distributer (FMI) Automated processing system (SYKE) FTP-box Image processing: 1. Unpacking 2.

7 Kaukokartoituksen tuotantoketju SYKEssä Data Data EO-data distributer (FMI) Automated processing system (SYKE) FTP-box Image processing: 1. Unpacking 2. Radiometric calibration and atmospheric correction 3. Geometric correction Archieving Data in usable form for the algorithms Product calculation & data delivery (SYKE) Data delivery -WWW -Map user interface -Numerical data End users citizens runoff forecasts forest industry climate change research watershed research water protection tourism hydropower industry End-product Algorithm & Cloud masking

Geometric correction Archieving Data in usable form for the algorithms Product calculation & data delivery (SYKE) Data delivery -WWW -Map

8 Tuotteet ja demonstraatiot (II) Lopputuotteissa olennaista data-assimilaatio/fuusio - Pönttödatan ja sadetutkadatan fuusio - Sääasemilla havaitun lumen syvyyden assimilaatio mallipakotteena lumen vesiarvon kartoituksessa Tuotteissa hyödynnettävä staattinen input data: - maankäyttö ja maaperä (ml. metsätiedot) Demonstraatiojärjestelmä lopputulosten visualisointiin (karttakäyttöliittymä)

mallipakotteena lumen vesiarvon kartoituksessa Tuotteissa hyödynnettävä staattinen input data: -

9 Esimerkki tuotteista: (a) lumen vesiarvo

10 Vertailu riippumattomaan lumilinjadataan Kaikki Suomen lumilinjat Nykyinen: lumen tiheys vakio Lumen tiheyden kehitys klimatologiasta

11 Esimerkki tuotteista: (b) vuorokauden valuma-alueittainen sadanta

12 Tuotteiden käytettävyyden arviointi (a) Parantaako kehitettävä järjestelmä tulva- ja virtaamaennusteiden tarkkuutta? - Erityisesti sellaiset äkilliset tulvat, joissa nykyisen kaltaiset ennusteet toimivat huonosti SWE from satellite data Hydrological model Model input: SWE Iterate precipitation and temperature Model output: Discharge Water level SWE

- Erityisesti sellaiset äkilliset tulvat, joissa nykyisen kaltaiset ennusteet toimivat

14 Tulosten hyödyntäminen Development and research work within the project Demonstration of the multi-source information system as input to an existing flood forecasting model (assimilating satellites, weather radars automatic in situ monitoring systems and land cover information) Proceeding industry-led development of commercial end-use and other benefits Benefits to regional industry, economy and flood prevention In Finnish Lapland: - hydro-power industry - water system management - forestry and transport Implementation of the system or part of it for other regions of the world by applying a flood forecasting model of a local water system manager Markets for the system or components of it Improved strategic position of Finnish resarch and operational EO-data use related to activities of: - ESA - European Commission (EC) - EUMETSAT

flood prevention In Finnish Lapland: - hydro-power industry - water system management - forestry and transport Implementation of the system or part of it for other regions of the world by applying a

15 Saavutetut tulokset Alueittaisen lumen vesiarvon estimoinnin implementointi ja validointi sekä hyödyntäminen tulvaennustejärjestelmässä (yhdessä jo aiemmin kehitetyn lumen sulannan satelliittimonitoroinnin kanssa) Kumulatiivisen sadannan estimointi fuusioimalla säätutka- ja pisteittäiset mittaukset Satelliittimenetelmien demonstrointi maaperän routaantumisen monitorointiin Korkean erotuskyvyn lumen vesiarvon kartoituksen demonstrointi Monilähteisen informaatiojärjestelmän demonstrointi Uusia operatiivisia menetelmiä IL:n ja SYKE:n käyttöön Uusien operatiivisten ja kaupallisten tuotteiden käyttöönoton mahdollistaminen Hyödyt Suomen kv. toimintaan (ESA, EU, EUMETSAT)

demonstrointi maaperän routaantumisen monitorointiin Korkean erotuskyvyn lumen vesiarvon kartoituksen demonstrointi Monilähteisen informaatiojärjestelmän demonstrointi

16 Activities in ESA DUE-GlobSnow GlobSnow provides long term datasets (15-30 years) on Snow Extent (SE) and Snow Water Equivalent (SWE) for climate research purposes. SYKE s SCAmod method for fractional snow cover mapping implemented for Northern hemisphere -> GlobSnow Snow SE-product Based on Envisat/AATSR and ERS-2/ATSR-2 Cloud detection algorithm developed at SYKE, contributed by ENVEO, Austria Operational production at the Finnish Meteorological Institute (FMI)

$SYKE s SCAmod method for fractional snow cover mapping implemented for Northern hemisphere -> GlobSnow Snow SE-product$

17 ESA-GlobSnow SWE product: 30 year-long CDR on snow conditions of the North Hemisphere Variables (at 25 km resolution): - Snow Water Equivalent (SWE) - Snow Extent and Day-of-Melt Space-borne passive microwave radiometer data combined with ground-based synoptic snow observations - Variational data-assimilation First product generation available at year-long time-series ( ) First reliable data set on hemispheric SWE (on a daily basis) NRT processing => EUMETSAT H- SAF

synoptic snow observations - Variational data-assimilation First product generation available at www.globsnow.

18 Thank You for Your Attention!

Samankaltaiset tiedostot

LAPS: Testbedhavainnoista. analyysiksi. Janne Kotro Kaukokartoitus/Tutkimus

LAPS: Testbedhavainnoista. analyysiksi. Janne Kotro Kaukokartoitus/Tutkimus LAPS: Testbedhavainnoista analyysiksi Janne Kotro Kaukokartoitus/Tutkimus 6.4.2006 Lähihetkiennustaminen (nowcasting) Ennustamista vallitsevasta säätilasta muutama tunti eteenpäin Käsite pitää sisällään