V peruánských Andách pomáhají autonomní drony hlídat ledovcová jezera, která hrozí lavinami a povodněmi. Díky přesnému monitoringu v extrémních podmínkách získávají vědci data, jež mohou zachraňovat životy.
Na vrcholcích peruánských And ve výšce několika kilometrů nad mořem už led není neměnný. Zrychlené tání ledovců, viditelný příznak změny klimatu, nejen mění krajinu, ale také ohrožuje celé komunity lavinami a bleskovými povodněmi. Tváří v tvář této realitě mění způsob pozorování a chápání těchto ledových masivů kombinace vědy a technologie: drony.
To, co bylo ještě před deseti lety nástrojem téměř výhradně pro vojenské účely nebo pro volný čas, se nyní stalo klíčovým nástrojem pro monitorování klimatu. Tato zařízení vybavená kamerami s vysokým rozlišením, termálními senzory a pokročilými navigačními systémy létají tam, kde je přístup člověka nebezpečný, pomalý nebo nemožný. A především tak činí s pravidelností, která byla dříve nemyslitelná, a generují nepřetržitý tok dat, který umožňuje přejít od pouhého pozorování k předvídání rizik.
Tradiční sledování ledovců zahrnovalo nákladné, nebezpečné a sporadické expedice: výzkumníci museli kvůli měření chování ledu překonávat většinou strmý terén, složité geografické podmínky a extrémní teploty. To omezovalo četnost pozorování a zanechávalo dlouhá období bez údajů. Kromě toho se mnoho měření provádělo pomocí bodových přístrojů (kůlů, izolovaných meteorologických stanic, příležitostných leteckých snímků), které poskytovaly pouze „snímek“ ledovce jednou za několik let.
Dnes však používání automatických dronů umožňuje časté, bezpečné a podrobné lety na dálku. Namísto několikahodinového riskování lidského týmu na nestabilním svahu může dron přeletět stejný sektor během několika minut, dodržet naprogramovanou trasu s přesností na centimetry a opakovat ji každý den, každý týden nebo kdykoli to podmínky vyžadují. Četnost pozorování se tak znásobí a kvalita informací se dramaticky zvýší, což je zásadní, když ke změnám na ledu může dojít během několika hodin.
Mezinárodní tým vědců ze Západní univerzity v Norsku a Institutu horských ekosystémů a ledovců v Peru zřídil varovnou a průzkumnou síť na ledovcové laguně Palcacocha ve výšce 4 500 m, kterou obklopují ledovce Palcaraju a Pucaranra. Laguna se v posledních letech v důsledku zrychleného tání ledovců dramaticky zvětšila, což zvyšuje riziko rozsáhlých sesuvů půdy nebo náhlého uvolnění vody, které by mohlo zničit obydlené oblasti níže po proudu. V bezprostředním povodí žije více než 120 000 lidí a potřeba spolehlivých a nepřetržitých údajů je zásadní.
Palcacocha není ojedinělým případem. Ve vědecké literatuře je uváděn jako symbolický příklad GLOF ( Glacial Lake Outburst Flood): jevu, při kterém se morénově nebo ledovcově zablokované jezero náhle uvolní a uvolní obrovské množství vody a sedimentů. Takové události již v minulosti způsobily katastrofy v oblasti Huaraz a podobné epizody byly zdokumentovány v Nepálu, Indii, Pákistánu nebo Bhútánu. Globální oteplování zvyšuje počet a velikost těchto nestabilních lagun, což znásobuje zájem o jemnější a trvalejší monitorovací systémy.
Obě instituce společně se systémem Copernicus Evropské kosmické agentury a systémem dronů DJI Dock 3 spustily systém nepřetržitého monitorování kombinující satelitní pozorování a autonomní lety. Copernicus prostřednictvím družic Sentinel poskytuje pravidelné velkoplošné snímky, které ukazují vývoj ledovců a jezer na regionální úrovni. Drony naproti tomu zajišťují „přiblížení“: detailní lety nad kritickými oblastmi s rozlišením v řádu centimetrů.
DJI Dock 3 je systém dronů v krabici určený pro dálkové a automatizované operace v extrémních podmínkách. Tento typ instalace kombinuje dron řady Matrice 4D s operační základnou, která odolává teplotám 50 °C a až -30 °C, větru o rychlosti více než 40 km/h a po každé misi se automaticky dobíjí. Stanice chrání dron před sněhem, prachem a intenzivním slunečním zářením a udržuje baterie v optimálním teplotním rozmezí, aby nedošlo k selhání uprostřed letu.
Drony této řady jsou vybaveny optickými a termálními senzory s vysokým rozlišením, které jsou schopny zachytit podrobné mapy terénu, změny teploty a vzorce proudění tající vody v okolí ledovců a lagun. Pomocí technik, jako je fotogrammetrie (rekonstrukce 3D tvarů z mnoha fotografií pořízených z různých úhlů) nebo využití multispektrálních kamer, mohou výzkumníci rozlišit čerstvý sníh od starého ledu, vodou nasycené oblasti nebo oblasti, kde povrch pomalu klesá.
Díky pravidelným letům mohou vytvářet aktuální 3D modely, které mohou odhalit změny v rychlosti pohybu ledu, vznik trhlin nebo nečekané posuny, které mohou být předzvěstí nebezpečných událostí. Porovnáním 3D modelů pořízených s odstupem několika dnů nebo týdnů lze s milimetrovou přesností změřit, o kolik se posunul jazyk ledovce, o kolik se zvedla hladina jezera nebo kolik ledu ubylo za sezónu. Tyto informace, které dříve vyžadovaly složité terénní kampaně, jsou nyní k dispozici téměř v reálném čase.
Skutečná síla tohoto přístupu spočívá v automatizaci a kontinuitě. Díky softwaru pro správu cloudu DJI FlightHub 2 jsou mise plánovány a prováděny odkudkoli na světě a data jsou automaticky zpracovávána a ukládána, což usnadňuje porovnávání s předchozími záznamy a umožňuje přesné sledování trendů. Systém dokáže plánovat opakující se letové trasy, upravovat výšku podle terénu a reagovat na změny počasí zjištěné místními senzory nebo předpovědí.
Po každém letu se dron vrátí na základnu, aby se dobil a byl připraven na další let, čímž je zajištěno neustálé monitorování bez zásahu člověka v nebezpečném terénu. Tím se nejen snižuje riziko pro terénní týmy, ale také se snižují dlouhodobé provozní náklady: jakmile je infrastruktura zavedena, může systém fungovat měsíce s minimální údržbou, což je zásadní v odlehlých oblastech, kam je třeba chodit hodiny pěšky nebo se dostat vrtulníkem.
Hodnota těchto údajů však není čistě vědecká: má zásadní lidský a sociální rozměr. Díky častému a podrobnému měření ledovců a lagun mohou úřady a místní komunity předvídat rizika, vydávat včasná varování a přijímat preventivní rozhodnutí dříve, než dojde k tragédii. Včasné odhalení trhliny, nestabilního bloku ledu nebo rychlého vzestupu hladiny vody může získat tolik potřebný čas na evakuaci ohrožených oblastí nebo posílení infrastruktury.
V praxi se to projevuje v systémech včasného varování, které kombinují informace z dronů s pozemními senzory (hladinoměry, meteorologické stanice, stacionární kamery) a modely simulace povodní. Pokud systém zjistí například anomální zvýšení hladiny laguny nebo velký ledopád, může aktivovat nouzové protokoly: zasílání textových zpráv obyvatelstvu, sirény v okolních městech, uzavírky silnic nebo preventivní odklonění toků. Letecký dohled se tak stává přímým nástrojem civilní ochrany.
Takové iniciativy také otevírají prostor pro větší zapojení místních komunit. V několika projektech monitorování ledovců v Andách a Himálaji byli místní obyvatelé vyškoleni k interpretaci snímků, hlášení viditelných změn a spolupráci s vědci. Díky tomu, že drony poskytují jasné a srozumitelné snímky, usnadňují dialog mezi odborníky a místními lidmi: je snazší vysvětlit riziko, když můžete na mapě nebo 3D modelu ukázat, jak se jezero zvětšilo nebo ledovec ustoupil za několik let.
V jistém smyslu jde o evoluci dohledu: od namátkových kontrol k průběžnému a prediktivnímu monitorování. Taková transformace je obzvláště naléhavá ve světě, kde ústup ledovců není budoucí možností, ale trvalou realitou. Ledovce po celém světě – od peruánských And až po evropské Alpy a Pyreneje – trpí v důsledku teplejších let a měnících se srážek významnými úbytky hmoty, což má přímé důsledky pro zásobování vodou, ekosystémy a geologickou stabilitu.
Nedávné zprávy Mezivládního panelu pro změnu klimatu (IPCC) uvádějí, že pokud budou současné emisní trendy pokračovat, mnoho horských ledovců by mohlo do konce století ztratit více než polovinu svého objemu. V oblastech, jako jsou tropické Andy, kde ledovce fungují jako „zásobárny“, které uvolňují vodu v období sucha, znamená jejich úbytek méně vody dostupné pro lidskou spotřebu, zemědělství a výrobu vodní energie. Monitorování pomocí dronů pomáhá tento úbytek kvantifikovat a plánovat adaptační opatření, od správy nádrží po diverzifikaci zdrojů vody.
Využití dronů v těchto extrémních podmínkách také představuje pozoruhodný technologický pokrok. Systém, jako je DJI Dock 3, nejenže funguje ve velkých výškách a intenzivních mrazech, ale také pracuje autonomně a robustně, což je zásadní v situaci, kdy každá mise může znamenat rozdíl mezi odvrácenou katastrofou nebo tragédií. Například létání ve výšce nad 4 000 metrů vyžaduje, aby motory a vrtule byly konstruovány tak, aby mohly pracovat v řidším vzduchu, a aby si baterie zachovaly svůj výkon i přes nízké teploty.
Kromě toho tyto systémy obsahují bezpečnostní redundance: více navigačních senzorů (GPS, strojové vidění, detekce překážek), duální komunikační spojení a protokoly automatické zpětné vazby v případě ztráty signálu nebo vybití baterií. V horském prostředí, kde terén může blokovat komunikaci nebo vytvářet turbulence, jsou tyto funkce rozdílem mezi spolehlivým provozem a dodatečným rizikem.
Vzestup využití dronů při monitorování klimatu se neomezuje pouze na ledovce. Podobné technologie se používají k monitorování lesních požárů, měření emisí plynů u aktivních sopek, mapování pobřežních oblastí ohrožených stoupající hladinou moře nebo k vyhodnocování škod po hurikánech a povodních. Ve všech těchto případech je logika stejná: získat rychlé, přesné a bezpečné informace na podporu kritických rozhodnutí.
Například v oblasti požárů mohou drony vybavené termokamerami odhalit horká místa, která ještě nejsou viditelná pouhým okem, sledovat postup plamenů a pomoci hasičským týmům s bezpečnějším rozmístěním. V arktických oblastech se používají k měření tání věčně zmrzlé půdy a rozpadu pobřežních útesů. Monitorování klimatu je stále více letecké, automatizované a integrované s pokročilými systémy analýzy dat, včetně algoritmů umělé inteligence schopných rozpoznat rizikové vzorce ve velkých objemech dat.
Analýza dat pořízených drony navíc nekončí na povrchu. Pomocí algoritmů a trojrozměrných modelů mohou vědci studovat dynamiku ledovců, pochopit, jak reagují na klima, a zdokonalovat predikční modely, které vysvětlují, jak se bude ledová krajina vyvíjet podle různých scénářů změny klimatu. Kombinací pozorování z dronů se satelitními daty, meteorologickými stanicemi a numerickými simulacemi vznikají integrované modely, které umožňují například odhadnout pravděpodobnost povodní v příštích letech nebo vyhodnotit, které infrastruktury jsou nejvíce ohroženy.
Tato integrace dat se rovněž promítá do otevřených platforem pro klimatické informace, kde mohou výzkumní pracovníci, úřady a občané nahlížet do map, časových řad a prognóz. Iniciativy, jako je program Copernicus nebo mezinárodní vědecká úložiště, podporují, aby data z dronů nebyla uzavřena v rámci jednoho projektu, ale aby se stala součástí globálního úsilí o lepší pochopení a řízení rizik spojených se změnou klimatu.
Všechno toto technologické nasazení samozřejmě přináší výzvy a otázky. Provozování dronů v regulovaném vzdušném prostoru vyžaduje povolení, koordinaci s leteckými úřady a jasné protokoly, aby se zabránilo rušení jiných letadel. Je také nutné zajistit ochranu dat a soukromí, zejména pokud se lety odehrávají v blízkosti obydlených oblastí. A ve vysokohorském prostředí jsou i nadále nezbytné pohotovostní plány pro případ extrémních povětrnostních podmínek nebo technických poruch.
Poměr rizik a přínosů je však jasný: možnost pozorovat nestabilní ledovec zblízka, bez ohrožení životů a s nebývalou přesností, je nástroj, který je těžké ignorovat. S klesajícími náklady na tuto technologii a přizpůsobováním předpisů můžeme očekávat, že takových projektů bude přibývat v horských pásmech po celém světě, od And přes Himálaj, Kavkaz až po Skalisté hory.
Monitorování ledovců pomocí dronů tak není jen novým nástrojem, ale mostem mezi vědeckým poznáním, řízením rizik a ochranou lidských životů. Na rychle se oteplující planetě, kde jsou extrémní události stále častější, může mít automatické „oči“ na nejcitlivějších místech území rozdíl mezi reakcí na katastrofu nebo jejím odvrácením.
A je možné, že s těmito systémy budeme o něco lépe připraveni čelit výzvám měnícího se klimatu.