隨著 2026 年美國西部冬季乾旱的影響持續到夏季,NASA 的地球數據正為機器學習預報提供支援,以利華盛頓州在水資源、電力和公共安全方面的決策。
華盛頓州公共事業機構塔科馬電力公司(Tacoma Power)正在應對科威茨河(Cowlitz River)一年一度的水資源極端情況,並使用一家美國科技公司的河流流量預報。該公司最大的水力發電項目利用梅菲爾德(Mayfield)和莫西羅克(Mossyrock)水壩後儲存的水來發電,每年可為超過 151,000 戶家庭提供電力。
Upstream Tech 的 HydroForecast 結合了天氣預報、河流測量以及 NASA 提供的關於積雪覆蓋和植被狀況的衛星數據,預測數小時至數天的河流流量。這些預報每兩小時更新一次,供水庫管理者、水力發電生產商、水務公司和政府機構使用,以應對風暴、規劃水庫放水以及應對乾旱時期。
「NASA 的任務之一是讓太空的視角在地面上變得有用,」NASA 總部水資源計畫經理 Erin Urquhart 表示。「當一家美國公司將 NASA 免費提供的數據納入預報,幫助水務管理者應對洪水、發電和管理水資源時,這就是 NASA 在為國家提供實際價值。」
在 2025-26 年冬季,異常的溫暖氣候意味著西部大部分地區的降水以雨水形式出現,而非降雪,同時低於正常水平的降水量加劇了部分地區的乾旱。根據 NASA MODIS(中解析度成像光譜儀)衛星記錄,今年一月、二月和三月均為 2001 年以來同期西部積雪最少的月份。
在科威茨河地區,這些情況導致了極端天氣。2025 年 12 月,一股強大的大氣河流將太平洋的濕氣帶入該地區,導致塔科馬電力公司水力發電項目記錄到有史以來最大的單日入流量之一。整個冬季,這種以雨水為主的模式導致水流迅速向下游排放,而非積聚在山區的雪層中,以便在夏季緩慢融化釋放水。積雪量僅為正常水平的 20% 至 50%。
隨著冬季轉為春季,降雨減少,4 月 8 日,華盛頓州宣布包括科威茨河在內的每個流域都處於乾旱緊急狀態。塔科馬電力公司高級水力營運經理 Saul Villarreal 表示,從 4 月到 6 月,該項目每日的最高入流量是有記錄以來最低的之一,導致塔科馬電力公司在夏季需求高峰前,水庫可補充的水量不足。
NASA 將搭載於 Suomi-NPP(Suomi 國家極軌合作夥伴)衛星上的 VIIRS(可見光紅外成像輻射計套件)儀器收集的觀測數據轉化為數據產品,提供整個流域的積雪覆蓋和植被綠度資訊,包括地面監測站稀疏的地區。
為了訓練 HydroForecast,Upstream Tech 收集並歸檔了多年來的 NASA 產品數據,以及天氣預報數據和實際河流流量測量數據。透過對數百個流域的記錄進行分析,模型學習水在地形中移動的常見模式,並將其應用於新的地點。
Upstream Tech 的 HydroForecast 技術與聯邦合作總監 Dr. Laura Read 表示,跨多個流域的測試發現,納入積雪和植被觀測數據可以提高預報的準確性。「NASA 的數據為我們提供了所需的可靠性、全球覆蓋範圍和一致性,」Read 說。「我們的短期模型每兩小時運行一次,因此這些輸入數據必須在我們需要時出現。儘管我們有應急措施,但營運流程中的任何中斷都是一件大事。」
塔科馬電力公司將 HydroForecast 與水位計、雪站和操作員的判斷結合使用。Villarreal 表示,在 12 月的風暴期間,受 NASA 數據支持的短期預報幫助該公司預測了將有多少水流入該項目,並為動態的河流狀況做好了準備,同時滿足了營運要求並將公眾安全放在首位。
隨著春季的臨近,營運挑戰轉變了。塔科馬電力公司利用 HydroForecast 的季節性模型來追蹤日益增長的徑流不足風險,並開始將水庫水位保持在比平時更高的水平,以節約用水以應對夏季。這意味著用於容納另一場大型風暴的空間減少了,因此操作員繼續檢查短期預報「以採取防禦措施」,並隨時準備調整營運,以防另一場大氣河流的形成。
Villarreal 說:「我們越早了解情況可能如何變化,我們就能越有效地規劃來管理我們的水庫,並在整個季節平衡我們系統的各種需求。」
儘管春季乾旱,塔科馬電力公司在 2026 年夏季進入時,水庫水位接近平均水平。儲存的水支持可靠的水力發電、維持支持魚類和水生棲息地的河流流量,以及公共娛樂活動。它還為該公司提供了更大的靈活性,以滿足熱浪期間或意外停電時的電力需求,並在可能的情況下支持更廣泛的區域電力系統。
塔科馬公共事業公司(Tacoma Public Utilities)的科威茨水力項目(Cowlitz Hydro Project)只是 NASA 科學支援西部水資源決策的一個例子。
NASA 還與美國農業部自然資源保育局(U.S. Department of Agriculture’s Natural Resources Conservation Service)合作,將基於衛星的積雪和地下水資訊納入機器學習供水預報。
美國國家海洋暨大氣總署(National Oceanic and Atmospheric Administration)的科羅拉多盆地河流預報中心(Colorado Basin River Forecast Center)使用 MODIS 和 VIIRS 數據來調整其模型中的融雪率。美國墾務局(Bureau of Reclamation)使用 NASA 和源自 NASA 的積雪數據,以及其他來源的數據,來管理加州聖華金盆地(San Joaquin Basin)的水庫。
NASA 的數據和研究長期以來一直為美國乾旱監測中心(U.S. Drought Monitor)提供資訊,該中心是農民、水務管理者和公共機構使用的每週評估。NASA 在 2026 年成為正式合作夥伴,將其角色從提供資訊擴展到協助製作評估報告。該機構在 8 月 17 日當週首次負責編寫乾旱監測報告。