美国国家航天局(NASA)数据助力河流预报,以应对积雪干旱的持续影响
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美国国家航天局(NASA)数据助力河流预报,以应对积雪干旱的持续影响
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美国国家航天局(NASA)数据助力河流预报,以应对积雪干旱的持续影响

内容提要
随着2026年美国西部积雪干旱的影响持续至夏季,美国国家航天局(NASA)的地球观测数据正被用于机器学习河流预报模型。这些预报为华盛顿州的供水、电力调度及公共安全决策提供了关键支持。

原文全文译文

随着2026年美国西部积雪干旱的影响持续至夏季,美国国家航天局(NASA)的地球(Earth)数据正被用于机器学习预报,为华盛顿州的供水、电力和公共安全决策提供参考。

华盛顿州的公用事业公司塔科马电力公司(Tacoma Power),正在利用一家美国科技公司的河流流量预报来应对考利茨河(Cowlitz River)极端的水文年份。该公司最大的水力发电项目利用梅菲尔德(Mayfield)大坝和莫西罗克(Mossyrock)大坝蓄水,每年产生的电力可供超过151,000户家庭使用。

Upstream Tech公司的HydroForecast将天气预报和河流测量数据,与NASA生产的关于积雪覆盖和植被状况的卫星(satellite)数据相结合,以预测未来数小时至数日的河流流量。这些预报每两小时更新一次,被水库管理者、水电生产商、水务公司和政府机构用于防范风暴、规划水库泄洪以及应对干旱时期。

“NASA的任务之一是让来自太空的视角在地面上发挥作用,”NASA华盛顿特区总部水资源项目经理Erin Urquhart表示,“当一家美国公司将NASA免费提供的数据整合到预报中,帮助水务管理者防洪、发电和管理水资源时,这就是NASA在为国家创造实际价值。”

极端水文年份

在2025-26年冬季,异常温暖的气候意味着美国西部大部分地区的降水更多以雨而非雪的形式出现,而低于正常的降水量加剧了部分地区的缺水状况。根据NASA MODIS(中分辨率成像光谱仪)卫星记录,1月、2月和3月的西部积雪覆盖面积均为自2001年以来的同期最低值。

在考利茨河,这些条件导致了一个极端季节的出现。2025年12月,一股强劲的大气河流(atmospheric river)将一条狭长的太平洋水汽带入该地区,导致塔科马电力公司的水力发电项目记录到了有史以来最大的一次单日入流量激增。整个季节中,这种多雨的模式使水流迅速向下游流去,而不是形成能够融化并稳定向夏季供水的山地积雪。积雪量仅保持在正常水平的20%至50%。

随着冬季转为春季,降雨逐渐减少。4月8日,华盛顿州将包括考利茨河在内的所有流域列为干旱紧急状态。塔科马电力公司高级水力运营经理Saul Villarreal表示,从4月到6月,该项目的每日峰值入流量处于历史最低水平,导致塔科马电力公司在夏季需求高峰到来前,补充水库的入水量减少。

将卫星数据转化为河流预报

NASA将Suomi-NPP(索米国家极轨道伙伴卫星)卫星上的VIIRS(可见光红外成像辐射仪套件)仪器收集的观测数据,转化为能够提供整个流域积雪覆盖和植被绿度信息的数据产品,包括那些地面监测站稀少的地区。

为了训练HydroForecast,Upstream Tech收集并存档了多年来这些NASA产品,以及天气预报数据和实际的河流流量测量数据。通过使用数百个流域的记录,模型学习了水在景观中移动的常见模式,并将其应用于新的地点。

Upstream Tech公司HydroForecast技术与联邦合作总监Laura Read博士表示,在多个流域进行的测试发现,纳入积雪和植被观测数据提高了预报的准确性。“NASA的数据为我们提供了所需的可靠性、全球覆盖范围和一致性,”Read说,“我们的短期模型每两小时运行一次,因此这些输入必须在我们需要时及时出现。虽然我们有应急措施,但运营流程的任何中断都是一件大事。”

塔科马电力公司将HydroForecast与流量计、积雪监测站和操作员的判断结合使用。Villarreal表示,在12月的风暴期间,基于NASA数据的短期预报帮助公司预判了进入项目的入水量,并为动态的河流状况做好了准备,同时满足了运营要求并确保了公共安全。

随着春季临近,运营挑战发生了逆转。塔科马电力公司利用HydroForecast的季节性模型来追踪径流减弱带来的日益增长的风险,并开始将水库水位保持在高于平时的水平,以储备夏季用水。这使得容纳另一场大风暴的空间变小,因此操作员继续查看短期预报以“进行防御”,并随时准备在另一场大气河流形成时调整运营。

“我们越早了解条件可能发生的变化,就能越有效地规划如何管理水库,并在整个季节平衡我们系统的多种需求,”Villarreal说。

尽管春季干旱,塔科马电力公司在2026年夏季开始时,水库水位仍接近平均水平。储存的水支持了可靠的水力发电、维持鱼类和水生栖息地所需的河流流量,以及公共娱乐活动。它还使公司在热浪或意外停电期间能够更灵活地满足电力需求,并在可能的情况下支持更广泛的区域电力系统。

从预报到干旱评估

塔科马公用事业公司的考利茨水电项目只是NASA科学支持西部水资源决策的一个例子。

NASA还与美国农业部(U.S. Department of Agriculture)的自然资源保护局(Natural Resources Conservation Service)合作,将基于卫星的积雪和地下水信息纳入机器学习供水预报中。

美国国家海洋和大气管理局(National Oceanic and Atmospheric Administration)的科罗拉多河流域预报中心使用MODIS和VIIRS数据来调整其模型中的融雪率。垦务局(Bureau of Reclamation)则使用NASA及其衍生的积雪数据,以及其他来源,用于加利福尼亚州圣华金盆地(San Joaquin Basin)的水库运营。

美国国家航天局(NASA)的数据和研究长期以来一直为美国干旱监测(U.S. Drought Monitor)提供信息,这是农民、水资源管理者和公共机构使用的每周评估报告。NASA于2026年成为正式合作伙伴,将其角色从提供信息扩展到协助制作评估报告。该机构在8月17日当周首次负责撰写了干旱监测报告。

分类:航天任务

来源与许可

原文来自公共领域来源;译文由机器生成,请以原文为准。 原始页面