Výzkumníci z NASA a Virginia Tech poprvé použili družicová data k měření výšky a rychlosti potenciálně nebezpečných záplavových vln, které se pohybovaly po amerických řekách. Tyto tři vlny byly pravděpodobně způsobeny extrémními dešťovými srážkami a rozvolněním ledové hráze. Ačkoli v současné době neexistuje databáze, která by shromažďovala družicové údaje o říčních povodňových vlnách, nová studie zdůrazňuje potenciál pozorování z kosmického prostoru, která mohou pomoci hydrologům a inženýrům, zejména pak těm, kteří pracují v obcích podél říčních sítí s omezenými protipovodňovými strukturami, jako jsou hráze a protipovodňová vrata.

Na rozdíl od oceánských vln, které jsou běžně způsobovány větrem a přílivem i odlivem, říční vlny (též povodňové vlny) jsou dočasná vzedmutí hladin, která se táhnou desítky až stovky kilometrů. Typicky je mají na svědomí dešťové srážky a tání sněhu. Tyto jevy jsou velmi důležité pro přesun živin a organismů do nižších poloh řek, ale také představují riziko. Extrémní říční vlny vyvolané přívalovými dešti, či prasknutím přehrady, mohou vyvolat záplavy. „Oceánské vlny dobře známe díky surfování a plachtění, ale řeky jsou tepnami naší planety a proto chceme porozumět jejich dynamice,“ říká Cedric David, hydrolog z Jet Propulsion Laboratory v jižní Kalifornii a spoluautor nové studie vydané 14. května v odborném časopise Geophysical Research Letters.

K pátrání po říčních vlnách se hlavní autorka studie, Hana Thurman z Virginia Tech rozhodla využít družici, která byla vypuštěna v roce 2022. Družice SWOT (Surface Water and Ocean Topography) je společným projektem mezi NASA a francouzskou kosmickou agenturou CNES (Centre National d’Études Spatiales). Jejím úkolem je prozkoumávat výšku hladin téměř všech povrchových vod na Zemi – ať už jsou sladké, či slané, k čemuž využívá citlivý radarový interferometr KaRIn (Ka-band Radar Interferometer). Tento přístroj mapuje výšku a šířku vodních ploch tím, že od jejich povrchů odráží mikrovlnné záření a měří čas, který vyslaný signál potřebuje k obousměrné cestě.

„Kromě monitorování celkového objemu vody v jezerech a řekách si můžeme přiblížit dynamiku a dopady pohybu vody a s tím souvisejících změn,“ uvedla Nadya Vinogradova Shiffer, vědkyně z ředitelství NASA ve Washingtonu, která je součástí týmu kolem družice SWOT. Hana Thurman věděla, že družice SWOT už pomohla vědcům sledovat vzestupy mořských hladin v pobřežních oblastech, sledovala náběh vlny tsunami a mapovala mořské dno. Ovšem dokázala by identifikovat výšku říčních anomálií v datech zachycujících pohybující se vlnu?

Analýza ukázala, že mise SWOT zatím zaznamenala tři jasné případy říčních vln, mezi kterými byla i ta, která vznikla náhle v dubnu 2023 na řece Yellowstone v Montaně. Když družice prolétala nad oblastí, zpozorovala 2,8 metru vysoký hřeben, který směřoval k řece Missouri v Severní Dakotě. Rozděloval se na dramatický 11 kilometrů dlouhý vrchol, po němž následoval táhlejší chvost. „Tyto detaily jsou vzrušující pro pohled z oběžné dráhy a ilustrují jedinečně vysoké prostorové rozlišení přístroje KaRIn,“ řekla Thurman. Na základě snímků ve viditelném světle z družice Sentinel-2 zjistila, že vlna pravděpodobně vznikla v důsledku rozpadu ledové hráze na horním toku řeky a uvolnění nahromaděné vody.

Další dvě vlny, která Thurman se svým týmem našla, byly vyvolány přívalovými srážkami. Jednu z nich zachytila družice SWOT 25. ledna 2024 na řece Colorado jižně od texaského Austinu a byla spojena s největší povodní v daném roce na tomto úseku řeky. Na výšku měřila skoro 9 metrů a byla 267 kilometrů dlouhá, přičemž rychlostí 1,07 m/s urazila vzdálenost přes 400 kilometrů, než dorazila do zálivu Matagorda Bay. Poslední zaznamenaná vlna se objevila v březnu 2024 na řece Ocmulgee v Georgii, byla vysoká přes 6 metrů a táhla se do vzdálenosti více než 165 kilometrů. Rychlostí 0,33 m/s urazila přes 200 kilometrů. „Dozvídáme se více o tvaru a rychlosti říčních vln a o tom, jak se mění na dlouhých úsecích řeky,“ zmínila Thurman a dodala: „To by nám mohlo pomoci odpovědět na otázky, jak rychle sem dorazí povodeň a je tamní infrastruktura v ohrožení?“

Inženýři a vodohospodáři měřící říční vlny dlouho spoléhali na vodoměry, které zaznamenávají výšku vody a odhadují průtok v pevně stanovených bodech podél řeky. Ve Spojených státech udržují sítě měřičů proudění agentury včetně U.S. Geological Survey. V jiných částech světa jsou však tyto měřící stanice méně časté. „Družicová data jsou užitečná, protože pomáhají zaplnit mezery,“ uvedl George Allen hydrolog a expert na dálkový průzkum z Virginia Tech, který na studii dohlížel. Pokud bychom výše zmíněné vodoměry přirovnali k mýtným branám na dálnici, které měří počty projíždějících aut, data z družice SWOT bychom mohli připodobnit k fotografii dálnice z vrtulníku.

Podle Allena byly rychlosti vln, které pomohla určit data z družice SWOT, podobné těm, které byly vypočteny pouze na základě údajů z měřidel, což ukazuje, že družice může pomoci monitorovat vlny v povodích řek bez měřidel. Znalost toho, kde a proč vznikají říční vlny, může vědcům pomoci sledovat měnící se povodňové vzorce po celém světě. Sama družice SWOT oběhne Zemi několikrát denně a předpokládá se, že dokáže sledovat zhruba 55 % rozsáhlých povodní v jejich životním cyklu. „Pokud v datech něco najdeme, můžeme z toho něco odvodit,“ říká Cedric David o potenciálu družice SWOT k detekci a varování před vznikajícími nebezpečnými povodněmi. „Dlouho jsme stávali na březích našich řek, ale nikdy jsme je neviděli tak jako nyní.“

Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/

Zdroje obrázků:
https://swot.jpl.nasa.gov/…/40_swot-sea-surface-height-ocean-eddies-radar-altimetry-main-16×9.jpg
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2025/05/1-yellowstone-river.jpg
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2025/05/e1-pia25595orig.jpg