Le 4, 300 kilomètres de fleuve Mékong sont une bouée de sauvetage pour l'Asie du Sud-Est. Si ce puissant système fluvial fait éclater ses rives, les inondations peuvent affecter la vie et les moyens de subsistance de millions de personnes. Une nouvelle méthode développée par une équipe de chercheurs de l'Université technique de Munich (TUM) permet de surveiller des bassins fluviaux complexes en utilisant uniquement des données satellitaires.

Niveaux d'eau dans le bassin du Mékong, qui s'étend à travers six pays d'Asie du Sud-Est, sont soumis à des fluctuations saisonnières considérables. Un nouveau modèle permet désormais de calculer l'impact des niveaux d'eau sur diverses sections de la rivière par des événements météorologiques extrêmes tels que de fortes précipitations ou une sécheresse sur de longues périodes.

Modélisation statistique du système fluvial

Pour modéliser les régimes d'écoulement de la rivière, avec son réseau complexe de distributeurs, Claudia Klüppelberg, professeur de statistique mathématique à la TUM, utilisé des méthodes statistiques pour relier les données satellitaires. Une équipe de l'Institut allemand de recherche géodésique de TUM a appliqué des algorithmes spécialement développés aux données de mesure brutes collectées lors de missions satellitaires. Le nouveau modèle permet d'extrapoler les données de niveau d'eau pour certains points afin de déterminer les niveaux à presque n'importe quel endroit dans l'ensemble du système fluvial.

Calcul des niveaux d'eau avec des données satellitaires

Les instruments altimétriques transmettent les ondes radar des satellites vers la Terre. Ces signaux rebondissent de la surface de l'eau vers la source. "En mesurant le temps mis par les ondes radar pour parcourir cette distance, on peut calculer les niveaux d'eau, " dit Florian Seitz, professeur de géodynamique géodésique à TUM. "Toutefois, cela n'est possible que là où la trajectoire du satellite croise un plan d'eau. Mais aux fins de l'approvisionnement en eau, l'analyse hydrologique et les questions de sécurité telles que le risque potentiel d'inondation, il est tout aussi important de connaître les niveaux d'eau à d'autres points."

Relier les données de différentes missions satellitaires

Les satellites altimétriques sur des orbites répétitives passent généralement sur les mêmes points sur un cycle répétitif de 10 à 35 jours. Par conséquent, les données de niveau d'eau sont saisies pour chacun de ces points à intervalles réguliers. Les chercheurs ont également utilisé des observations recueillies par un satellite altimétrique SAR. Au lieu de suivre une orbite répétitive, ce satellite collecte une seule fois des données en un point donné du fleuve. Cependant, les points couverts sont répartis sur l'ensemble du système fluvial. La méthode d'altimétrie SAR est également supérieure aux systèmes conventionnels en termes de précision.

Les chercheurs des instituts impliqués ont combiné les différents types de données satellitaires à l'aide d'une méthode statistique connue sous le nom de krigeage universel. « Pouvoir inclure ces éléments supplémentaires, des mesures très précises avec une bonne distribution spatiale dans notre modèle ont grandement amélioré la qualité des résultats, " dit Claudia Klüppelberg.

Une méthode unique pour tous les grands systèmes fluviaux

"Les fluctuations saisonnières des niveaux d'eau sur le Mékong, la topographie variée, et les inondations régulières nous ont permis de tester de nombreux scénarios différents, ", explique Florian Seitz. "Les méthodes que nous avons développées sont applicables à tous les grands systèmes fluviaux, même là où il n'y a pas de stations au sol pour mesurer les niveaux d'eau."