Служба Copernicus Emergency Management Service¶

Copernicus Emergency Management Service (CEMS) — это служба экстренного управления, входящая в состав европейской программы Copernicus по наблюдению за Землёй, предназначенная для предоставления информации и поддержки в случае природных и техногенных катастроф, а также в гуманитарных кризисах. CEMS обеспечивает пользователей (государственные органы, международные организации, спасательные службы) оперативными данными дистанционного зондирования Земли, картографическими продуктами и аналитическими отчётами для оценки ущерба, мониторинга ситуации и планирования действий по ликвидации последствий.

¶История

Программа Copernicus (ранее — GMES, Global Monitoring for Environment and Security) была запущена Европейским союзом в 1998 году с целью создания автономной системы наблюдения за Землёй. В 2012 году, после ввода в эксплуатацию спутников Sentinel-1, началось развёртывание оперативных сервисов, включая CEMS. Первые картографические продукты CEMS были предоставлены в 2012 году для наводнений в Центральной Европе. С 2014 года CEMS функционирует в полном объёме, используя данные спутников Sentinel (1, 2, 3, 5P) и дополнительных космических аппаратов (например, Landsat, SPOT, Pleiades). В 2019 году CEMS был расширен за счёт включения модуля по раннему предупреждению о наводнениях (EFAS) и лесных пожарах (EFFIS). К 2023 году CEMS обработал более 1000 активаций по всему миру, включая катастрофы в России (например, наводнения на Дальнем Востоке в 2013 и 2019 годах, лесные пожары в Сибири в 2020 году).

¶Структура и компоненты

CEMS состоит из двух основных модулей: оперативного картографирования (On-Demand Mapping) и систем раннего предупреждения (Early Warning Systems).

¶Оперативное картографирование

Этот модуль предоставляет картографические продукты по запросу (активации) от уполномоченных пользователей — национальных служб гражданской защиты, международных организаций (например, ООН, Красный Крест) или стран-членов ЕС. Активация может быть инициирована в течение нескольких часов после катастрофы. Продукты делятся на три категории:

• Карты быстрого реагирования (Rapid Mapping) — создаются в течение 24–48 часов после активации. Содержат информацию о зонах затопления, пожара, разрушений, перемещении населения. Используются для оперативной оценки ситуации.
• Карты оценки ущерба (Risk and Recovery Mapping) — подготавливаются в течение нескольких дней или недель после катастрофы. Включают детальный анализ ущерба инфраструктуре, сельскому хозяйству, экосистемам, а также карты рисков и уязвимости.
• Карты для гуманитарных кризисов (Humanitarian Mapping) — предоставляются в случае конфликтов или массовых перемещений населения. Содержат данные о лагерях беженцев, маршрутах эвакуации, состоянии дорог.

¶Системы раннего предупреждения

CEMS включает три глобальные системы, работающие в режиме реального времени:

• Европейская система предупреждения о наводнениях (EFAS) — прогнозирует наводнения на реках Европы с заблаговременностью до 10 дней. Основана на гидрологических моделях и данных о погоде. С 2023 года EFAS покрывает также бассейны рек в Африке и Азии.
• Европейская система информации о лесных пожарах (EFFIS) — мониторит лесные пожары в Европе и соседних регионах. Предоставляет карты риска возгорания, активных пожаров, выбросов дыма. С 2022 года EFFIS интегрирована с глобальной системой GWIS (Global Wildfire Information System).
• Система предупреждения о засухах (EDO) — отслеживает засухи на основе спутниковых данных о влажности почвы, осадках и вегетации. Выпускает бюллетени и карты уязвимости.

¶Технологическая основа

CEMS использует данные с нескольких типов спутников:

• Sentinel-1 (радар с синтезированной апертурой) — для обнаружения наводнений, оползней, изменений рельефа.
• Sentinel-2 (мультиспектральная съёмка) — для оценки ущерба от пожаров, засух, сельскохозяйственных потерь.
• Sentinel-3 (океанографический и сухопутный мониторинг) — для измерения температуры поверхности, высоты волн, состояния растительности.
• Sentinel-5P (атмосферный мониторинг) — для отслеживания выбросов загрязняющих веществ после промышленных аварий.

Дополнительно CEMS использует данные коммерческих спутников (например, WorldView, GeoEye) для получения изображений с высоким разрешением (до 0,3 м). Обработка данных осуществляется в центрах ЕС (например, Европейский центр среднесрочных прогнозов погоды, ECMWF) с применением алгоритмов машинного обучения и нейросетей для автоматического распознавания объектов (затопленных территорий, сгоревших лесов, разрушенных зданий).

¶Применение

CEMS активируется в следующих типах катастроф:

• Наводнения — наиболее частый тип активаций (около 40% всех случаев). Примеры: наводнения в Пакистане (2022), в Германии (2021), в России (наводнение в Иркутской области, 2019).
• Лесные пожары — около 25% активаций. Примеры: пожары в Австралии (2019–2020), в Греции (2021), в Сибири (2020).
• Землетрясения и цунами — около 15% активаций. Примеры: землетрясение в Турции и Сирии (2023), цунами в Индонезии (2018).
• Ураганы и штормы — около 10% активаций. Примеры: ураган «Мэтью» (2016), тайфун «Хайян» (2013).
• Техногенные катастрофы — около 5% активаций. Примеры: авария на АЭС «Фукусима-1» (2011), разлив нефти в Мексиканском заливе (2010).
• Гуманитарные кризисы — около 5% активаций. Примеры: конфликт в Сирии (2015–2020), миграционный кризис в Средиземноморье (2015–2016).

В России CEMS использовался для мониторинга наводнений на Дальнем Востоке (2013, 2019), лесных пожаров в Сибири (2020), а также для оценки последствий землетрясения на Курильских островах (2021). Доступ к данным CEMS для российских организаций возможен через программу Copernicus, но с 2022 года, в связи с санкциями ЕС, сотрудничество ограничено.

¶Критика и ограничения

Несмотря на высокую эффективность, CEMS имеет ряд недостатков:

• Зависимость от погоды — радарные данные Sentinel-1 менее чувствительны к облачности, но оптические снимки Sentinel-2 часто блокируются облаками, что замедляет картографирование в тропических регионах.
• Временные задержки — для активации требуется официальный запрос от уполномоченного пользователя, что может занимать до 24 часов. В критических ситуациях это может быть критично.
• Ограниченное покрытие — CEMS фокусируется на Европе и соседних регионах. Для глобальных катастроф (например, в Африке или Южной Америке) время реакции может быть дольше.
• Проблемы с доступом — после 2022 года Россия и Беларусь исключены из программы Copernicus, что ограничило использование CEMS для мониторинга катастроф на их территории.
• Точность данных — автоматические алгоритмы могут ошибаться в классификации объектов (например, путать затопленные территории с облаками), что требует ручной верификации.

¶Интересные факты

• CEMS активировался более 1000 раз с 2012 года, причём рекордное число активаций (более 100) пришлось на 2020 год — год пандемии COVID-19 и многочисленных природных катастроф.
• В 2021 году CEMS предоставил карты для оценки ущерба от наводнения в Германии, которые помогли спасти более 1000 человек.
• Система EFAS прогнозирует наводнения с точностью до 80% для рек Европы, но для горных рек (например, на Кавказе) точность снижается до 50%.
• Данные CEMS используются не только для реагирования, но и для долгосрочного планирования — например, для разработки планов эвакуации в зонах риска.

¶Источники

• European Commission. Copernicus Emergency Management Service. — Copernicus Programme, 2023.
• European Environment Agency. Copernicus: The European Earth Observation Programme. — EEA, 2022.
• Copernicus Emergency Management Service. Annual Report 2022. — European Union, 2023.
• Сайт программы Copernicus (copernicus.eu).
• Доклад «Использование данных Copernicus для мониторинга природных катастроф в России» (Институт космических исследований РАН, 2021).