Patagonian skies are not cloudy anymore

"The most usual weather in these latitudes is a fresh wind between north west and south west with a cloudy overcast sky" - Phillip Parker King, Sailing Directions for the Coasts of Eastern and Western Patagonia (1832).

 

Patagonia is a beautiful place to visit but campers know that the weather is extremely variable and the sky is often cloudy. This can be a problem for glaciologists, too, since they rely on optical satellite imagery to study glacier area changes over the last decades (mainly Landsat). Clear-sky optical images can also be used to determine glacier velocity, albedo, front variations, etc.
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Monitoring the snow cover in ski resorts using Sentinel-2

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We are preparing the distribution of maps of the snow cover extent made from the Sentinel-2 data for Theia. If the method used to detect the snow is based on well-proven concepts, spatial and temporal resolution of the snow maps will however quite unprecedented. Until now, maps of the snow cover extent were usually produced from MODIS observations at 500 m resolution, which is adapted to hydro-climatic studies to rather regional scales. Landsat data were actually little exploited by snow scientists because of their low repeatability. The deployment of Sentinel-2 mission (global coverage at 20 m resolution every 5 days) opens new perspectives for monitoring snow cover.
 
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Suivi de l'enneigement des stations de ski avec Sentinel-2

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Dans le cadre du pôle thématique Theia nous préparons la distribution de cartes d'enneigement établies à partir des images Sentinel-2. Si la méthode utilisée pour la détection du manteau neigeux se base sur des concepts bien éprouvés, la résolution spatio-temporelle des cartes d'enneigement sera en revanche tout à fait inédite. Jusqu'ici les cartes d'enneigement était généralement produites à partir des observations MODIS à 500 m de résolution ce qui permet de faire des études hydro-climatiques à des échelles plutôt régionales. Les données Landsat étaient finalement assez peu exploitées par les nivologues en raison de leur faible répétitivité. Le déploiement de la mission Sentinel-2 (couverture globale à 20 m de résolution tous les 5 jours) ouvre de nouvelles perspectives pour le suivi de l'enneigement.
 
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Snow and Fire in the Dragon mountains

NASA's blog "Image of the Day" recently featured two beautiful MODIS images of the snow cover in Lesotho. In late July Lesotho experienced its heaviest snowfall in two decades. The snow is not uncommon in Lesotho given that over 80% of the country lies above 1800 m (wikipedia). However the frequency of such snow events has been reducing over the past decades due to the ongoing climate change. As a result the shepherds are less accustomed to the snow conditions so that "a severe storm like the one in July 2016 has greater potential to kill sheep and shepherds" [1]. Continue reading

Mapping the Glacier Bay landslide using Sentinel-1 and Sentinel-2

Dave Petley wrote a nice article in the AGU's Landslide blog about a massive landslide in Glacier Bay, Alaska. This huge avalanche of debris was spotted by a local pilot Paul Swanstrom on June 28. When Paul was above it, "dust was still flying". Later, based on earthquake records in Alaska, the experts figured out that it probably happened at 8:21 am on the same day.

Photo of the the Glacier Bay landslide in Alaska by Paul Swanstrom - MountainFlyingService (click on the image to see the Facebook photo album)

 

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Série temporelle de chats

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La télédétection satellite optique est un outil formidable pour suivre l'étendue du manteau neigeux en montagne... sauf quand il y a des nuages ! La télédétection radar du manteau neigeux (indifférente aux nuages) n'est pas encore opérationnelle en zone de montagne, notamment en raison du fait que le signal rétro-diffusé par le manteau neigeux varie très fortement avec son contenu en eau liquide. Sur le plancher des vaches, en revanche, de nombreuses personnes observent le manteau neigeux, même sous un ciel couvert. Certains sont même assez gentils pour prendre des photos, les télécharger sur un site web de partage, et les mettre à disposition sous licence publique. Une bonne partie des photos est géolocalisée, soit parce que l'appareil photo est équipé d'une puce GPS, soit parce que le photographe a lui-même ajouté les coordonnées de la prise de vue lors de la publication de son album.
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Kittens time series

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Optical remote sensing is great to map the snow cover extent in mountain regions as long as there is no cloud above the land surface. Radar remote sensing of the snow cover is not operational yet mainly because the backscatter from the snow surface is strongly dependent on the snowpack liquid water content. On the ground, however, thousands of people are observing the snow cover in the mountains, everyday. Some of them take photographs and kindly upload them to photo-sharing websites with a public license. Many of these photos are geotagged, either because the cameras have built-in GPS, or because the users added geographical coordinates when publishing their album.
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First Sentinel-2 snow map

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In the framework of the THEIA land data center, we have developed a simple but robust method to map the snow cover from Sentinel-2-like level 2A products. This code was tested with SPOT-4 Take-5 and Landsat-8 series, but it remained to adapt it so that it can run on real Sentinel-2 images! This is now done thanks to Manuel Grizonnet, which allowed us to process the Sentinel-2A image acquired on 06-July-2015 in the Pyrenees as a first example. This image was produced at level 2A by Olivier Hagolle using the MACCS processor. The snow mask from Sentinel-2 images is calculated at 20 m resolution after resampling the green and red bands that are originally at 10 m resolution while the NIR band is at 20 m.

How to make sure everything went well? We can control the snow mask by superposing the mask boundaries on a false color composite:

 

The Sentinel-2A image of 06-July-2015 (level 2A, tile 30TYN) and its snow mask. The snow mask is in magenta and the background image is a color composite RGB NIR/Red/Green. We also show a zoom in the Vignemale area.

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Premier masque de neige Sentinel-2

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Dans le cadre du Centre d'expertise scientifique THEIA "surface enneigée" nous avons développé une méthode simple et robuste pour détecter la neige à haute-resolution à partir des produits de niveau 2A de type Sentinel-2. Ce code a été testé sur des séries SPOT-4 Take-5 et Landsat-8, mais il restait à l'adapter pour qu'il puisse tourner sur de vraies images Sentinel-2 ! C'est chose faite grâce à Manuel Grizonnet, ce qui nous a permis de traiter l'image Sentinel-2A du 06-juillet-2015 sur les Pyrénées. Cette image avait été produite au niveau 2A par Olivier Hagolle avec la chaine MACCS. Le masque de neige est calculé à 20 m de résolution après ré-échantillonnage des bandes vertes et rouges qui sont d'origine à 10 m de résolution alors que la bande MIR est à 20 m. Continuer à lire