Regional rainfall thresholds using global high resolution satellite precipitation estimates : A case study of landslides in Bangladesh

Abstract

I senere tid har nedbørsestimater ved bruk av satellitter (SPE – Satellite Precipitation Estimates) blitt vanlig i bruk tilknyttet forskning relatert til f.eks. hydrologi. Dette er data i høy oppløsning, som registreres ofte og dekker mesteparten av kloden. SPE-data gir gode muligheter for innsamling av nedbørsdata over store områder, eller for å dekke områder hvor nedbørstasjoner ikke finnes. Dette kan derfor være et nyttig verktøy for utviklingsland, spesielt utviklingsland som er utsatt for flomkatastrofer og skred utløst av intens nedbør. Denne studien søker å finne ut om det er gjennomførbart å bruke SPE-data for å etablere terskelverdier for initiering av skred i en region med intens nedbør. Bangladesh ble valgt som studieområde.

Studiet kan deles i to deler: Nedbørsdata fra nedbørstasjoner og satellitt ble sammenlignet for å se om SPE-data kan brukes til et slikt formål. Senere ble regionale terskelverdier etablert ved hjelp av statistiske metoder; linear diskriminant analysis (LDA) og classification tree analysis (CTA). NASAs TRMM-baserte TMPA-RT SPE-produkter ble valgt for sammenlikning og for etablering av terskelverdier, med hovedvekt på det mye brukte produktet 3B42RT.

Data fra TMPA-RT-produktene og nedbørstasjonene viste seg å ha dårlig korrelasjon. Trender i intensitet/varighet (ID)-kurver for de mest ekstreme episodene med nedbør antyder at det er et potensial for å etablere terskelverdier ved å bruke SPE-data, hvis det fokuseres kun på de mest ekstreme nedbørsepisodene. Dette studiet viser at det trengs flere studier på bruk av SPE-data for slike terskelverdier.

Recently, satellite precipitation estimates (SPE) has become widely used in sciences related to e.g. hydrology. These data are available at high temporal and spatial resolution, covering most of the globe. SPE-data provide the opportunity of collecting precipitation data over vast areas, or to collect rainfall data in areas not covered by rain gauge stations. This may thus be an important tool for developing counties, especially those at risk of flooding and rainfall induced landslides. This is an initial study to address if utilization of SPE-data for the establishment of regional rainfall thresholds is feasible. Bangladesh was selected as a study area.

This study may be divides in two parts: Comparison of rain gauge and satellite data to investigate if SPE-data may be used for the mentioned purpose, and establishing regional rainfall thresholds with use of statistical methods – linear discriminant analysis (LDA) and classification tree analysis (CTA). NASA's TRMM-based TMPA-RT SPE-products were selected for comparison and threshold application, with main focus on the widely used product 3B42RT.

The TMPA-RT data products proved poor correlation to the gauge data. Trends in intensity/duration (ID)-curves suggest the potential of establishing thresholds using SPE-data, if focusing on the most intense landslide triggering rainstorm events. This study proves more studies are needed on the application of SPE-data for rainfall thresholds.