Данные NASA помогают прогнозировать паводки на фоне затяжной снежной засухи

Карта атмосферного потока, достигающего штата Вашингтон — Эта карта, созданная на основе системы NASA GEOS (Goddard Earth Observing System), показывает атмосферный поток, достигающий штата Вашингтон в декабре 2025 года, в период зимы, отмеченной экстремальными осадками и недостатком горного снега.

Научная студия визуализации NASA

Последствия снежной засухи 2026 года на западе США продолжают ощущаться летом. Данные NASA помогают системам машинного обучения прогнозировать уровень воды в реках, что, в свою очередь, используется для принятия решений в области водоснабжения, энергетики и общественной безопасности в штате Вашингтон.

Tacoma Power, государственная энергетическая компания из штата Вашингтон, использует прогнозы уровня воды в реках от американской технологической компании в год аномальных водных условий на реке Коулиц. Крупнейший гидроэнергетический объект компании использует воду, накопленную за плотинами Мэйфилд и Моссирокс, для выработки достаточного количества электроэнергии, обеспечивающей более 151 000 домов ежегодно.

Сервис HydroForecast от Upstream Tech объединяет прогнозы погоды и измерения уровня воды в реках с данными со спутников NASA о снежном покрове и состоянии растительности для прогнозирования стока реки на часы и дни вперед. Эти прогнозы, обновляемые каждые два часа, используются управляющими водохранилищами, производителями гидроэлектроэнергии, коммунальными службами и государственными органами для подготовки к штормам, планирования сброса воды из водохранилищ и преодоления засушливых периодов.

«Часть миссии NASA — сделать данные, полученные из космоса, полезными на земле», — говорит Эрин Уркхарт, менеджер программы NASA по водным ресурсам в штаб-квартире агентства в Вашингтоне. «Когда американская компания использует свободно доступные данные NASA для составления прогнозов, которые помогают водным менеджерам готовиться к наводнениям, вырабатывать электроэнергию и управлять водными ресурсами, это означает, что NASA приносит практическую пользу стране».

Год аномальных водных условий

Зимой 2025-2026 годов необычно теплая погода привела к тому, что большая часть осадков в западных регионах выпадала в виде дождя, а не снега, в то время как осадки ниже нормы усугубили дефицит воды в некоторых районах. Январь, февраль и март имели самый низкий снежный покров на западе за соответствующий месяц за всю историю наблюдений со спутника NASA MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) с 2001 года.

На реке Коулиц эти условия привели к сезону крайностей. В декабре 2025 года мощный атмосферный поток принес в регион длинную узкую полосу тихоокеанской влаги, вызвав один из самых сильных однодневных притоков, когда-либо зарегистрированных на гидроэнергетическом объекте Tacoma Power. В течение всего сезона этот дождливый режим быстро сбрасывал воду вниз по течению, вместо того чтобы накапливать горный снежный покров, который мог бы медленно таять и постепенно высвобождать воду летом. Снежный покров оставался на уровне всего 20-50% от нормы.

С наступлением весны дожди прекратились, и 8 апреля штат Вашингтон объявил режим чрезвычайной ситуации из-за засухи во всех водосборных бассейнах, включая Коулиц. С апреля по июнь пиковый суточный приток в проект был одним из самых низких за всю историю наблюдений, что оставило Tacoma Power с меньшим количеством поступающей воды для пополнения своих водохранилищ перед летним спросом, говорит Сол Вильярреал, старший менеджер по гидрооперациям Tacoma Power.

Плотина Мэйфилд и ГЭС Tacoma Power расположены на реке Коулиц на юго-западе штата Вашингтон, где прогнозы с использованием данных NASA поддерживают операции водохранилища и выработку гидроэлектроэнергии.

Tacoma Power, используется с разрешения

Преобразование спутниковых данных в прогнозы уровня воды в реках

NASA преобразует наблюдения, собранные прибором VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) на спутнике Suomi-NPP (Suomi National Polar-orbiting Partnership), в наборы данных, предоставляющие информацию о снежном покрове и зелени растительности по всей территории водосборных бассейнов, в том числе там, где наземные мониторы малочисленны.

Для обучения HydroForecast компания Upstream Tech собирает и архивирует многолетние данные NASA наряду с прогнозами погоды и фактическими измерениями уровня воды в реках. Используя записи сотен водосборных бассейнов, модели изучают общие закономерности перемещения воды по ландшафту и применяют их в новых местах.

Тесты в нескольких бассейнах показали, что включение наблюдений за снегом и растительностью повысило точность прогнозов, говорит доктор Лора Рид, директор по техническим и федеральным партнерствам HydroForecast в Upstream Tech. «Данные NASA обеспечивают нам надежность, глобальный охват и последовательность, которые нам нужны», — сказала Рид. «Наши краткосрочные модели запускаются каждые два часа, поэтому эти входные данные должны поступать, когда они нам нужны. Несмотря на то, что у нас есть резервные решения, любой сбой в нашей операционной цепочке является серьезной проблемой».

Tacoma Power использует HydroForecast наряду с датчиками уровня воды, снежными станциями и суждениями операторов. Во время декабрьского шторма краткосрочный прогноз, основанный на данных NASA, помог коммунальной службе предсказать, сколько воды поступит на объект, и подготовиться к динамичным условиям реки, соблюдая при этом эксплуатационные требования и уделяя первостепенное внимание общественной безопасности, сказал Вильярреал.

Система NASA GEOS (Goddard Earth Observing System) отображает атмосферный поток, полосу водяного пара, перед сравнением снежного покрова Вашингтона в январе-апреле 2026 года с исторической медианой.

Научная студия визуализации NASA

С приближением весны операционная задача изменилась на противоположную. Tacoma Power использовала сезонную модель HydroForecast для отслеживания растущего риска слабого стока и начала держать свои водохранилища выше обычного, чтобы сохранить воду для лета. Это оставляло меньше места для приема другого крупного шторма, поэтому операторы продолжали проверять краткосрочный прогноз, «чтобы защищаться», и оставались готовыми корректировать операции, если бы развился еще один атмосферный поток.

«Чем раньше мы поймем, как могут измениться условия, тем более эффективное планирование мы сможем осуществить для управления нашим водохранилищем и балансировки многочисленных потребностей нашей системы в течение всего сезона», — сказал Вильярреал.

Tacoma Power вошла в лето 2026 года с уровнями водохранилищ около среднего, несмотря на сухую весну. Накопленная вода поддерживает надежную гидроэнергетику, необходимый сток реки для поддержания рыб и водной среды обитания, а также общественный отдых. Она также дает коммунальной службе больше гибкости для удовлетворения спроса на электроэнергию во время волн жары или неожиданных отключений, а также, по возможности, для поддержки более широкой региональной энергетической системы.

От прогнозов к оценкам засухи

Гидроэнергетический проект Cowlitz Public Utilities Tacoma — лишь один из примеров использования науки NASA для поддержки принятия решений в области водных ресурсов на западе США.

NASA также сотрудничает с Службой охраны природных ресурсов Министерства сельского хозяйства США для интеграции спутниковой информации о снеге и грунтовых водах в прогнозы водного баланса на основе машинного обучения.

Центр прогнозирования рек бассейна Колорадо Национального управления океанических и атмосферных исследований использует данные MODIS и VIIRS для корректировки скорости таяния снега в своей модели. Бюро мелиорации использует данные NASA и полученные из них данные о снеге, наряду с другими источниками, для операций водохранилищ в бассейне Сан-Хоакин в Калифорнии.

Данные и исследования NASA давно используются для формирования U.S. Drought Monitor — еженедельной оценки, используемой фермерами, водными менеджерами и государственными учреждениями. NASA стало официальным партнером в 2026 году, расширив свою роль от предоставления информации до помощи в подготовке оценки. Агентство впервые взяло на себя авторство Drought Monitor в неделю 17 августа.

Об авторе

Эмили ДеМарко

Писатель/Редактор (IV), Отдел наук о Земле

Эмили — научный журналист и редактор Отдела наук о Земле NASA. Она имеет более чем 10-летний опыт работы в области научной журналистики и коммуникации. Ранее занимала должность заместителя редактора новостей в журнале Science News, имеет степень магистра наук об окружающей среде и управлении от школы Bren при Калифорнийском университете в Санта-Барбаре, где специализировалась на управлении водными ресурсами и научных коммуникациях.