Assessing Climate Change Effect on the World’s Largest Lakes Using Satellite Observation

Abstract:

The Landsat program offers the longest continuous global record of the Earth’s surface using satellite imagery for over forty years (1972-2014). Millions of images and relevant data have since been acquired using the instrument on the Landsat satellite to monitor the Earth’s interesting phenomena. There are Landsat receiving stations around the world including the United States that process and archive the images that are a unique resource for global change research and applications in agriculture, forestry, regional planning, geology, cartography and global warming. So far, National Oceanic Atmospheric and Administration (NOAA) and National Aeronautics and Space Administration (NASA), have launched a total of eight successfully orbiting satellites throughout its forty-two years of service.

The main objective of this project aims to use Landsat images to monitor the changes of the world’s largest lakes from 1972 to present. We focus on areas around the planet that are home to large scale lakes such as Lake Urmia, Lake Vanern, Lake Winnipegosis, Lake Albert and Lake Mweru. Then using U.S Geological Survey (USGS) database as a source for gathering cloud free images that are covering each lake, we were able to download and obtain necessary data. For larger lakes, images were mosaic to cover the entire area of the lake and using a Maximum Likelihood technique images were specifically classified into land and water content using ENVI software. The extent of the water content was quantified for each year and a temporal analysis of the area was performed. It is also found that the lakes which locates near the equator or at low latitude are seriously facing threats of becoming mostly dry. Future work is needed for establishing the dynamic characteristic of more lakes’ water extent changes and also to compare them with other available information such as precipitation and soil moisture in each region. In lakes where high latitude, the change in extent of ice during winter-time will be monitored as an indicator of climate change.