På en europeisk och internationell nivå publiceras regelbundna nyhetsbrev som ger meteorologiska bedömningar (temperatur, evapotranspiration, nederbörd och vattenbalans), kartbaserade sammanfattningar och uppskattade skördeprognoser. Dessa analyser, som sträcker sig från nationell till regional nivå, kompletteras ibland av specialutgåvor och interimistiska klimatuppdateringar baserade på observationer och meteorologiska prognoser. De kvantitativa analyser som ligger till grund för skapandet av områden med oro på kartor baseras på Mars Crop Yield Forecasting System (MCYFS), som använder indikatorer från meteorologiska modeller, skördemodeller och fjärranalysdata. Indikatorerna beaktas både i absoluta och relativa termer och i relation till standardstatistiska mått.

Ett exempel på ett operativt agrometeorologiskt system på internationell nivå är Crop Watch System från Kina, som rapporterar om växtförhållanden, skördeprognoser och produktionsstrukturer. Systemet använder en kombination av markbaserade observationer och fjärranalys för att generera en rad olika torkindex, som bygger på växtbetingade och temperaturrelaterade indikatorer samt markfuktighet. I Australien används liknande system för att tillhandahålla information om aktuella och framtida klimat- och jordbruksförhållanden. Dessa rapporter ger prognoser för de stora vinter- och sommarskördarna, samt kart- och tabellbaserade sammanfattningar.

I andra delar av världen, särskilt i regioner som är beroende av regnbaserat jordbruk för både grödor och djurproduktion, används prognostisering av torka för att varna för potentiella livsmedelssäkerhetsproblem. System av denna typ gör ofta användning av satellitnederbördsuppskattningar och fjärranalys av växttäcke, i kombination med rapporter från lokala myndigheter och andra organisationer. Indikatorer på potentiell stress kan inkludera skördeprognoser, priser på livsmedel och boskap, samt förekomsten av hälsorelaterade och näringsproblem.

Famine Early Warning Systems Network (FEWS NET) är ett exempel på ett system som arbetar för att förutse livsmedelskriser, särskilt i Afrika. Genom ett samarbete mellan olika internationella myndigheter som NOAA, NASA och FAO, gör FEWS NET bedömningar av risker och faror för livsmedelssäkerheten. Dessa bedömningar baseras på data från satellitobservationer och markbaserade rapporter om matförsörjning, djurhållning och marknader. I takt med att vädermönstren förändras och klimatet blir mer oförutsägbart, blir system som FEWS NET allt viktigare för att kunna identifiera och reagera på risker för livsmedelsbrist i tid.

En viktig del i FEWS NET:s arbete är att identifiera och övervaka olika hot mot livsmedelssäkerheten, både naturliga (t.ex. torka, extremt väder) och socio-ekonomiska (t.ex. prisökningar på livsmedel, förändringar i livsmedelsrelaterad politik, konflikter). Denna övervakning gör det möjligt för fältpersonal att ge tidiga varningar om potentiella hot och att bedöma deras effekter på hushållens matförsörjning. Genom att använda modellering av vattentillgång och vattenbalans för jordbruksproduktion, kan systemet ge uppskattningar om tillgången på vatten för grödor, vilket är avgörande för att förutsäga skördar.

System som FEWS NET och GIEWS (Global Information and Early Warning System) ger en noggrann och snabb översikt över globala och regionala livsmedelskriser, vilket gör det möjligt för länder och internationella organisationer att vidta åtgärder för att förebygga och hantera matbrist. För att ge ett mer detaljerat beslutsunderlag utvecklas scenarier genom en åtta-stegs process där parametrar sätts, antaganden görs och de potentiella effekterna på hushållens inkomst och matförsörjning analyseras.

Det är viktigt att förstå att sådana system inte bara är tekniska verktyg utan också kräver ett samarbete mellan många olika aktörer, från lokala myndigheter till internationella organisationer. För att vara effektiva måste dessa system kunna samla och bearbeta information från många olika källor, samtidigt som de förblir flexibla nog för att kunna anpassa sig till föränderliga klimatförhållanden och socio-ekonomiska omständigheter. De måste också ge användarna tillgång till lättförståelig och relevant information, så att de kan fatta välgrundade beslut om hantering av resurser och planering för framtiden.

Hur mäts snödjup och snövattentillgång? En översikt av mättekniker och teknologier för snöanalys

Snödjup och snövattentillgång är avgörande parametrar för att förstå snöförhållanden, snösmältning och vattenresurser i kalla regioner. För att mäta dessa faktorer används en rad olika sensorer och tekniker som sträcker sig från traditionella markbaserade instrument till avancerade satellitbaserade lösningar. Ett av de mest kända nätverken för snöobservationer är SNOwpack TELemetry (SNOTEL), som drivs av USA:s jordbruksdepartement och har mer än 900 mätstationer i avlägsna bergsområden i västra USA. Detta nätverk använder bland annat metalldunkar fyllda med frostfria vätskor som antifrysmedel. Dessa sensorer mäter snödjup och snövattentillgång genom att registrera mängden vätska som förskjuts av vikten från den ackumulerade snön.

I vissa installationer kan även enklare versioner, som SnoLite-system, användas. Dessa installationer består ofta av markörer som visar snödjup och sensorer som är placerade vertikalt för att mäta snödjupet nedåt. För mer exakta mätningar används ibland fasta lastcellssensorer eller gamma-strålingdetektorer installerade vid marknivå för att mäta snödjup och vattentillgång över en specifik enhet.

För att mäta snödjupet har även vertikalt riktade radar-system använts i västra USA under lång tid, medan mer moderna teknologier inkluderar varma plattor som registrerar snöfallshastigheter och passiva gamma-strålning/magnetiska enheter som är monterade ovanpå snön för att detektera hur bakgrundsnivåerna av naturlig strålning dämpas av snötäcket. En annan metod som används för att mäta snövolymer är neutronstrålningstekniker, som även kan användas för att bestämma markfuktighet.

Markpenetrerande radarsystem är också ett alternativ som används i vissa länder för att bedöma snödjup, densitet och vattentillgång över stora områden. Dessa system kan antingen installeras på fasta platser, flygas med helikopter eller dragas med snöskotrar. Förutom markbaserade tekniker är satellitbaserade mätningar av snötäcke också etablerade, där synliga och infraröda bilder används för att uppskatta snöförekomsten. Här används även passiva mikrovågssensorer för att göra dessa uppskattningar, även om det fortfarande är en utmaning att exakt mäta snödjup och snövattentillgång med satelliter.

Satellitbaserade teknologier, som syntetisk aperturradar (SAR) och scatterometrar, gör det möjligt att mäta snödjup och vattentillgång genom att använda olika typer av sensorer i kombination med algoritmer för att skilja på fuktig snö, skog eller torr mark. Detta gör att det går att generera mer exakt information om snöförhållandena på stora ytor, även om det fortfarande är ett aktivt forskningsområde.

Förutom de mättekniker som beskrivs ovan finns det även olika typer av hydrologiska modeller som använder vattenbalansprinciper för att beräkna snövattentillgång och smältvatten. I vissa fall installeras också flödesmätare eller vattentemperatursensorer vid nedströmsfloder för att ge ytterligare säkerhet i flodvarningssystem där snösmältning kan leda till översvämningar.

Ett viktigt tillskott till snöobservationer är det globala och nationella datainsamlandet, där flera center samlar in mark-, flyg- och satellitdata för att skapa snömätningar och prognoser. Till exempel producerar NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) regelbundet snödata genom Snow Data Assimilation System (SNODAS). Detta system kombinerar data från markbaserade mätningar och modeller för att skapa en helhetsbild av snöförhållandena och deras påverkan på flodvattendrag.

Det är också värt att uppmärksamma interkomparativa experiment och granskningar som genomförs för att utvärdera och jämföra olika mättekniker och hur de används i olika delar av världen. En sådan studie av Janowicz et al. (2017) ger en detaljerad redogörelse för erfarenheter med markbaserade tekniker i flera nordliga länder. Pirazzini et al. (2018) genomförde en omfattande undersökning av mätpraxis för in-situ-mätningar i europeiska länder, och WMO (2021b) ger riktlinjer för användning av utrustning på marknivå.

Forskningen som pågår kring förbättrade sätt att mäta snöegenskaper, särskilt för olika typer av markanvändning som skog, berg, tundra eller prärie, är en annan aspekt av denna utveckling. NASA:s SnowEx-kampanj syftar till att utveckla bättre metoder för att observera snöegenskaper för att förbättra satellituppdrag i framtiden. Dessa teknologier och forskningsinsatser strävar alla mot att skapa mer tillförlitliga och detaljerade system för snöanalys, vilket har stor betydelse för att förutsäga floder, vattenresurser och för att hantera effekterna av snösmältning på ekosystem och samhällen.

För att verkligen förstå snöförhållanden och förutsäga snösmältning och översvämningar är det inte bara mätmetoder som spelar roll utan också de underliggande modellerna som används för att tolka och integrera den insamlade datan. Ett exempel på detta är användningen av vattenbalansmodeller för att uppskatta snövattentillgång och smältvatten. Dessa modeller kan ge en god uppskattning av snöförhållanden även om exakta mätdata saknas eller är otillräckliga.