Venäjän metsäpalot korostavat satelliittiseurannan tärkeyttä

Viime kesän lämpöaalto nosti Venäjällä päivälämpötilat jopa 40 asteeseen, mistä johtuen metsien ja turvesoiden palot olivat yleisiä. Esimerkiksi elokuussa metsäpaloja havaittiin Moskovan lähialueilla kuusinkertainen määrä edellisvuosien vastaavaan aikaan verrattuna. Suomessa Venäjän paloista kärsittiin lähinnä huonontuneen ilmanlaadun kautta.

"Kyseessä on vähän samanlainen asia kuin Eyjafjallajökullin purkaus, joka aiheutti lentoliikenteelle viikkojen piinan", vertaa Pirkko Pylkkö Ilmatieteen laitokselta. "Metsäpalot aiheuttavat pienemmällä alueella ja matalalammalla korkeudella ilmanlaatupiinan. Ne eivät ole ollenkaan olankohautusasioita."

Satelliitti- ja tutkasovellusryhmän johtajana FMI:llä työskentelevä Pylkkö seuraa työssään erityisesti pienhiukkasten määrää satelliittihavainnoista. Hiukkasten kulkua ennustetaan laitoksen SILAM-tietokonemallilla.

"Suomessa metsäpalot ovat aika hyvin kontrolloituja, koska täällä tehdään lentovalvontaa jatkuvasti", toteaa Pylkkö. "Erityisesti Baltian maissa isompia metsäpaloja seurataan niiden hiukkaspäästöjen osalta."

"Viime vuosina Venäjän metsäpalojen hiukkaspäästöt ovat olleet Etelä-Suomen ilmanlaadun kannalta varsin kriittisiä. Riippuen säätilanteesta ne voivat viedä pääkaupunkiseudun ilmanlaadun sellaiseksi, että joudutaan tekemään rajoitustoimenpiteitä liikenteelle."

Infrapuna paljastaa paloalueet

Satelliitit toimivat taivaallisten lämpömittareiden tapaan, eli ne mittaavat maanpinnalta tulevaa infrapunasäteilyä, jonka jakaumasta voidaan päätellä alueen lämpötila. Vuosina 1995 ja 2002 laukaistut ERS-2- ja Envisat-satelliitit sisältävät molemmat ATS-radiometrit (Along Track Scanning Radiometer).

Nimensä mukaisesti laitteet skannaavat satelliitin alla näkyvää maastoa sen kiertäessä Maata. ATS-radiometrit pystyvät mittaamaan maaston lämpötilaa puolen celsiusasteen tarkkuudella 500 kilometrin leveyksiseltä kaistalta satelliitin alapuolelta. Paikkaresoluutiona laitteilla päästään neliökilometrin tarkkuuteen. Metsäpalojen lisäksi niitä käytetään merenpinnan lämpötilan ja jäätilanteen seurantaan sekä erilaisiin ilmakehän mittauksiin.

Maastopalon liekit nostavat ympäristönsä lämpötilaa ja dataa käsiteltäessä yli 38,85 celsiusasteen lämpötilamittaus mittausalueella luokitellaan maastopaloksi. Vaikka kaikkia maastopaloja ei mittauksissa näykään johtuen satelliittien ylikulkujen ajoituksista sekä pilvipeitteestä, ovat mittaukset silti tilastollisesti edustavia kuukausittaisten ja vuosittaisten vertailujen osalta.

ESA kokoaa satelliittiensa palohavaintoja maailmanlaajuiseen ATSR-palokartastoon, joka julkaistaan verkkoon kuuden tunnin viiveellä havainnoista. Vuodesta 1996 lähtien ylläpidetty kartasto on pitkäaikaisin maailmanlaajuinen palojen datakirjasto. Se tallentaa automaattisesti havaittujen hot spot -alueiden ajat ja koordinaatit.

Tutkijoille kartasto on tärkeä tieteellinen voimavara, sillä maastopaloilla on merkittävä vaikutus ilmakehän saasteisiin globaalisti. Biomassan palamisella on suuri osuus maailmanlaajuisiin kasvihuonekaasujen, kuten hiilidioksidin, päästöihin. Palokartaston dataa käytetään esimerkiksi ilmakehän kemian, maankäytön muutosten ja maailmanlaajuisen ekologian tutkimukseen, sääennusteisiin sekä maastopalojen estämiseen ja hallintaan.

Hätäkeskukset saavat automaattiset sähköpostihälytykset

Myös Suomessa seurataan metsäpalojen tilannetta satelliittien avulla. Ilmatieteen laitoksen ja VTT:n yhteisprojektina toteutettu järjestelmä on jatkuvassa operatiivisessä kaytössä.

"Järjestelmän kehitys alkoi 90-luvulla ja ESA-rahoituksen avulla saimme kehitettyä sitä eteenpäin vuosina 1999-2001 FF-OPERAT-projektissa", kertoo erikoistutkija Yrjö Rauste VTT:ltä. "Järjestelmä hyödyntää Yhdysvaltojen NOAA-sääsatelliitteja sekä TERRA-satelliitin MODIS-instrumentin kuvia. Lisäksi siihen on kokeiltu myös ESAn ATSR-havaintojen integroimista."

Käyttämiensä satelliittien suuren määrän ansiosta järjestelmä tuottaa keskimäärin 15 kuvaa jokaisesta alueesta Suomessa ja sen naapurialueilla päivittäin. Korkea kuvaustiheys on tärkeää, jotta palot huomataan varhaisessa vaiheessa.

"3-4 mikrometrin aallonpituusalue on hyvä, sillä se on herkkä noin 500 celsiusasteen liekkilämpötilalle", selittää Rauste. "Haittapuolena ovat pilvet, jotka peittävät alueeltaan läpinäkyvyyden käytännössä kokonaan."

Väärien hälytyksiä, kuten auringonpaisteen kuumentamia maastonkohtia varten on eri värikanavien varmennealgoritmeja kehitetty viime vuosina eteenpäin ja päästy entistä luotettavampiin tuloksiin.

"Todellisiksi paloiksi luokitellut havainnot lähetetään hätäkeskuksiin Suomen, Ruotsin ja Viron alueella", Rauste kertoo. "Automatisoidut sähköpostit lähtevät noin 25 minuutin kuluessa siitä, kun kuvan vastaanotto satelliitilta alkaa."

Suurin osa Suomen alueen havainnoista on tietoisesti sytytettyjä ja valvottuja kulotuksia, jotka hätäkeskukset pystyvät helposti tarkistamaan saamistaan etukäteisilmoituksista. Välillä satelliititkin tekevät kuitenkin tärkeitä löytöjä. Eri havaintojärjestelmien yhteistoiminta sekä kattava ja nopea sammutusvalmius ovat paras vara metsäpalojen uhkaan.