Sentinel 1 Synthetic Aperture Radar Based Flood Mapping in Punjab Pakistan From 2015 to 2025 for Livestock Disaster Preparedness

パキスタンのパンジャブ州に広がる広大な平原では、モンスーンの季節が作物や家畜に命を吹き込む雨をもたらすが、同時に繰り返される脅威、すなわち洪水ももたらす。牛、山羊、羊を育てる農家にとって、洪水は単なる一時的な不便ではない。それは食料を押し流し、シェルターを破壊し、群れを散逸させ、家族から主要な収入源や食料安全保障を奪い去る災害である。これらの動物と、彼らに依存して生きる人々を守るために、当局はどこに水が行き、どの場所にどれくらいの頻度で戻ってくるのか、そしてどのコミュニティが最もリスクにさらされているのかを正確に知る必要がある。ここで現代技術が登場し、雲越しに風景を見る方法を提示する。特殊なレーダーを備えた人工衛星は、空が曇り雨の状態であっても、地面を「見る」ことができる。従来のカメラが視界を失うような時期でも、この技術なら可能なのである。これらのレーダー信号を長年にわたって追跡することで、科学者は洪水の歴史をマッピングし、恒久的な河川と、農地に広がる一時的で危険な水の層を区別することができる。

研究チームは、獣医学の専門家や政府当局者と協力し、この技術を用いて、2015年から2025年までのパンジャブ州における洪水の詳細な10年間の歴史を作成した。彼らは州内で最も脆弱な地域に焦点を当て、クラウドベースのシステムを使用して、Sentinel-1衛星からの数千枚の画像を処理した。この衛星は地球の表面で跳ね返るレーダー波を送信しており、波が滑らかな溜まり水に当たると、乾燥した土地や作物に当たる時とは異なる形で跳ね返る。この滑らかで濡れた表面を識別するための特定のルールを設定することで、チームは毎年どこに洪水が広がったかを自動的に地図化することができた。彼らは単に一つの悪い年を見ただけではない。どのエリアが繰り返し被害を受けているかを確認するために、タイムラインを構築した。彼らの地図は、パンジャブにおける洪水が均一ではないことを明らかにした。比較的小さな面積が水に覆われた年もあれば、非常に深刻な年もあった。2017年にはマッピングされた洪水面積は約2,869平方キロメートルであったが、2025年までにはその数字は2倍以上の7,044平方キロメートルに増加していた。2015年、2016年、2023年、2025年を含む最も深刻な年には大規模な浸水が見られた一方、2017年、2018年、2021年などの年は大幅に少なかった。

地図は明確なパターンを示していた。水は無作為に広がるのではない。代わりに、特に州の南部および南西部の特定の回廊に集中する。ラジャンプール、デラ・ガンジー・カーン、ムザファルガルといった地区は、水が自然に溜まる低地の河谷に位置しており、最も頻繁に影響を受ける地域として浮上した。これらは、毎年同じ土地が冠水し、そこにいる家畜に繰り返されるリスクを生み出している場所である。研究者たちはまた、「再発洪水ゾーン」、つまりこの10年間のうち少なくとも2つの異なる年に水没したエリアを特定した。これらのゾーンは極めて重要である。なぜなら、そこは農家とその動物たちが繰り返されるトラウマ、飼料の喪失、そして避難を経験する可能性が最も高い場所だからである。これらの地点を特定することで、本研究は、次の洪水がどこを襲うかを推測するのではなく、緊急計画をどこに集中させるべきかという空間的なガイドを提供している。

これらのレーダーマップの正確性を確保するため、チームは標準的な写真を撮影する別の衛星、Sentinel-2による光学画像を用いて、彼らの発見を検証した。彼らは、2025年の洪水のレーダーマップを、水が到達する前後の鮮明な写真と比較した。両方のソースは一致しており、レーダーが浸水エリアを正しく識別していることが確認された。この検証により、チームは自分たちの地図が現実世界の意思決定に使用できるほど信頼できるものであるという確信を得た。しかし、本研究は、地図は水がどこにあったかを示すものの、動物に何が起きたかという物語のすべてを自動的に語るわけではないことも認めている。レーダーは山羊や牛の数を数えることはできず、洪水後に蔓延する可能性のある特定の疾患を測定することもできない。ここで人間の経験が不可лоessential（不可欠）となる。

衛星データと現場の現実との間の溝を埋めるため、研究者たちは、繰り返される洪水で知られるセトレジ川の氾濫原に住む、家畜を所有する10世帯の代表者と対話を行った。これらの会話は、データだけでは捉えきれない具体的な課題を明らかにした。農家たちは、水位が急速に上昇する際、動物を移動させることがいかに困難であるかを語った。しばしば動物は繋がれたままになり、高台に到達することができない。彼らは、すべてが汚染される中で、蓄えられた飼料の喪失や清潔な飲料水の確保の苦労についても語った。また、水から逃れるために小さな高台に動物を密集させると、感染症や寄生虫に対して脆弱になるため、病気の恐怖についても強調した。農家たちは、生き残った動物を生き延びるために安値で売らざるを得ないことが多く、それが後の群れの再建をほぼ不可能にしていると説明した。

これらの家族からの洞察は、災害対策のための実用的なガイドを作成するために、衛星マップと組み合わされた。研究者たちは、避難計画の改善から飼料の保管方法の改善に至るまで、行動が必要な10の主要な領域を特定した。彼らは、農家があらかじめ安全な高台のシェルターを特定し、警告が出された直後に動物をそこへ移動させるべきだと提案した。また、湿潤な環境で繁殖する疾患を防ぐための洪水前の予防接種や、通常の放牧地が水没した際の緊急用飼料の準備の重要性についても強調した。研究は、地方自治体が、洪水が発生しやすいエリアと家畜所有者、獣医クリニック、および道路の位置をリンクさせたデジタルマップを作成し、助けが必要な場所に正確に支援が行き届くようにすることを提案した。

この取り組みは、宇宙からの広範で客観的な視点と、土地に生きる人々の親密で実践的な知識を組み合わせた、パキスタンにおける災害管理の新しい考え方を提示している。地図は、洪水がどこで起こるかを理解するための再現可能で科学的な根拠を提供するが、コミュニティの入力は、解決策が農家の生活にとって関連性のあるものにすることを保証する。研究者たちは、自分たちの地図は強力なツールではあるものの、それ単体では完全な解決策ではないと指摘した。真に効果的であるためには、これらの洪水レイヤーを、各地域にどれだけの動物がいるか、獣医サービスがどこにあるか、そしてどのような特定の疾患が存在するかという最新の情報と組み合わせる必要がある。このローカルデータがなければ、地図は精密な計画ではなく、一般的なガイドにとどまってしまう。

本研究は、技術によって洪水をマッピングすることはすでに可能であり、証明されているものの、真の課題は、その情報を最も脆弱な人々を守るためにいかに活用するかにあると結論づけている。地図はパンジャブ州の南部および南西部のリスクが高いことを示しており、農家との対話は、そのリスクが日常生活においてどのような姿をしているかを明らかにしている。これら二つの視点を融合させることで、研究者たちはより良い計画のための基礎を提供した。彼らは、どこに水が行くかを知ることは第一歩に過ぎず、次のステップは、水が上がってきたときに、動物たちと彼らに依存して生きる人々が取り残されないようにするために、その知識を活用することであると示した。この研究は、効果的な災害への備えには、上空からのハイテクな視点と、洪水を経験して生きる人々の地に根ざした知恵の両方が必要であることを思い出させるものである。