Když si ve vyprahlé divočině českých hor ukuchtíte k obědu buřtguláš, svědky vám dost možná nebudou jen mravenci v klestí okolo, ale také americké družice Suomi NPP, Terra a Aqua, které v těchto dnech monitorují rozsáhlé požáry v Národním parku České Švýcarsko.
Přesvědčit se o tom můžete na vlastní oči ve webové aplikaci NASA FIRMS (Fire Information for Resource Management System) a její evropské analogii EFFIS (European Forest Fire Information System), která do hry zapojuje také data z našeho družicového systému Copernicus.
Požár je infračervená anomálie
Možná jste o nich už slyšeli na jaře v souvislosti se situací na Ukrajině, vojenští analytici je totiž používají k hrubému odhadu dění na frontě. Ať už totiž požár způsobí nezbedný turista, blesk, nebo dělostřelectvo, stále je to ta samá a náhlá tepelná anomálie, kterou dokážou odhalit citlivá širokospektrální čidla na palubě kosmických lodí.
Požár v NP České Švýcarsko, jak jej znázorňuje evropský EFFIS
Zmíněný Copernicus a data z environmentálních čidel na palubách družic Sentinel zase poslouží k tomu, abychom mohli na základě změny charakteru vegetace, kterou zasáhl požár, posoudit celou zničenou plochu.
Právě tu na snímku výše znázorňuje červená plocha, zatímco ohniska požárů – tepelných anomálií – jednotlivé body. Jejich tvar a barva odpovídá stáří.
Požáry zobrazí i mapa Windy
Oblasti větších požárů dokáže zobrazit i oblíbená česká environmentální mapa Windy. Do vyhledávače vrstev v postranním panelu jednoduše napište slovíčko požár.
Lesní požár v NP České Švýcarsko na Windy
Čidlo MODIS
Aby mohla družice zaznamenat katastrofu na severu Čech, musí mít nějaké velmi citlivé zařízení. Na palubě lodí Aqua a Terra, které snímají povrch planety už od přelomu století a pomalu dosluhují, k tomu slouží senzor MODIS: Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer.
MODIS pracuje s 1km rozlišením
MODIS pracuje s prostorovým rozlišením 1 km/px a slouží k analýze atmosféry, oceánů a biosféry v širokém spektru vlnových délek od UV a viditelného světla po IR. MODIS proto dokáže pořídit jak krásný snímek planety v přirozených barvách, tak nejrůznější skryté informace na pomezí UV a IR, kterých bychom si nevšimli. Třeba stav vegetace, dění uvnitř bouří, oceánský plankton a...
A právě náhlé tepelné (tedy infračervené) anomálie, ve kterých se vegetace rozpálí na stovky stupňů Celsia, z čehož detekční algoritmy usoudí, že v daném kilometru čtverečním musí něco hořet.
Čidlo VIIRS
Na palubě lodi Suomi NPP najdeme principiálně podobné, ale mladší a pokročilejší čidlo VIIRS: Visible Infrared Imaging Radiometer Suite. Nabízí úctyhodné rozlišení 375 m/px, díky kterému může lokalizovat požár s ještě větší přesností.
Mimochodem, exotický název družice připomíná Vernera Edwarda Suomiho, finsko-amerického vědce a průkopníka satelitní meteorologie.
Video: Světové požáry v letech 2000-2022. Všimněte si sezónnosti, která odpovídá ročnímu období a periodám v zemědělství
Polární a heliosynchronní oběžná dráha
Aby mohly MODIS a VIIRS zaznamenat nějaký požár, musí nad ním nejprve přelétnout. Suomi NPP, Terra a Aqua proto obíhají planetu na polární a heliosynchronní dráze od severu k jihu.
Polární dráha družice Suomi NPP
Země se pod nimi pomalu otáčí a díky této konfiguraci zaznamená každá z nich prakticky libovolné místo na povrchu v úzkých pásech zhruba každý den až obden.
Ve skutečnosti je to ale složitější, roky přesluhující Terra z konce 90. let minulého století nám už totiž pomalu ztrácí kurz, přestává dodržovat jízdní řád a rovník protíná s každým obletem o něco dříve. Umírá. Dokud ale bude posílat data, NASA prý bude spokojená.
Kde se nachází protipožární družice
Než tedy uprostřed vyprahlého letního lesa škrtnete zápalkou, raději se dobře podívejte, kde se trojice šmírujících protipožárních družic právě teď nachází. Naštěstí máme rok 2022, webové technologie pokročily, a tak se na všechny zmíněné oběžnice můžete podívat v interaktivním 3D glóbu NASA Eyes on the Earth:
Aplikace ve výchozím stavu ukáže detailní 3D model družice a její aktuální polohu, nicméně stejně tak můžete celým glóbem libovolně natáčet a také zrychlovat čas oběma směry.
3D model družice Terra a sledování její aktuální polohy v aplikaci Eyes. Právě letí nad Antarktidou, za pár minut už ale protne Austrálii, Čínu a Rusko
V databázi kosmických lodí nakonec nechybějí ani další plavidla NASA, která mají za úkol monitorovat atmosféru, oceány a biosféru na Zemi. Třeba série družic Landsat a samozřejmě Mezinárodní vesmírná stanice.
Satelity průběžně zasílají surová data na servery NASA, kde je přežvýkají automatické algoritmy hledající teplené anomálie. Vzhledem k tomu, že detekce požárů pracuje v režimu NRT (near real-time), rádiové spojení musí být zároveň dostatečně svižné. Aqua a Terra to zvládnou rychlostí až 10,6 Mb/s, což vzhledem k jejich stáří není vůbec špatné.
Opravdu je to požár?
Tak, data máme na serverech, ale co s nimi dál? K surovým gigabajtům se na webu NASA a programu Copernicus dostane každý zájemce z řad akademické i amatérské sféry, v praxi se nicméně používají spíše odvozené aplikace, které kombinují více zdrojů do jednoho uceleného systému.
Původ anomálie dodatečně potvrdí data z dalších čidel – třeba složení kouře, které se liší od běžné oblačnosti v dané lokalitě (požár v Kalifornii, 12. listopadu 2018)
Původní surovou tepelnou anomálii z MODIS/VIIRS lze totiž později ověřit údaji z dalších čidel. Typicky se jedná o družicovou detekci prachových částic, aerosolů, koncentrace oxidů uhlíků a blesků nad anomálií, které dohromady potvrdí, že ji nezpůsobila vaše farma na těžbu bitcoinu u babičky v Kozojedech, ale něco mnohem závažnějšího.
Česko je podle satelitu plné paliva
Evropská webová aplikace EFFIS proto díky informacím o stavu vegetace dokáže znázornit lesy i jako fuel – palivo a obecný zdroj energie. Zdroj, který se může vznítit třeba od nedopalku a špatně uhašeného táboráku.
Mapa ČR optikou lesního paliva. Hnědá barva odpovídá všemožných sušinám a klestí
Když vrstvu s palivem aktivujete a podíváte se na oblast Českého Švýcarska, pochopíte, že aktuální situace nemohla být pro tuzemské experty žádným překvapením. Právě naopak, ve všech místech Evropy, ve kterých v posledních dnech řádily lesní požáry, je totiž velmi podobná situace. Vysoké teploty a sucho doplňuje v zasažených oblastech velmi podobný stav vegetace.
Komplex všech těchto rizik proto slouží i pro nejrůznější modely předvídání lesních požárů.
V našem případě jde především o suché dřeviny z dob nedávných kalamit kůrovce a hromadu klestí a dalšího suchého odpadu na zemi. A jelikož tento mix příležitostí pro žháře najdete v tuto chvíli i na mnoha dalších místech Česka, buřtguláš si toto léto raději ukuchtěte doma na zahradě.
