Satelliten erfassen den Klimawandel im Detail
Satelliten erfassen den Klimawandel im Detail
ingenieur.de: Die Analyse von Satellitenbildern spielt eine entscheidende Rolle bei der frühzeitigen Identifizierung und Eindämmung von extremen Wetterereignissen wie Stürmen, Dürren und Überschwemmungen. Wie funktioniert es?
Anhand von Vorher-Nachher-Aufnahmen können beschädigte Gebiete nach Naturkatastrophen wie Überschwemmungen gezielt wiederaufgebaut werden. Darüber hinaus ermöglichen Satellitendaten eine kontinuierliche Überwachung von Ökosystemen wie Wäldern, Korallenriffen und landwirtschaftlich genutzten Flächen, um klimatische Veränderungen zu verstehen und Umweltschutzmaßnahmen zu unterstützen. Darüber sprechen wir mit Dr. Marcus Apel, er ist Director Strategic Accounts Europe bei Planet in Berlin und zuständig für die Zusammenarbeit mit deutschen Regierungs- und Forschungsinstitutionen.
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Herr Dr. Apel, wie hat sich die Nachfrage nach Erdbeobachtungsdaten und Analysetools in den letzten Jahren verändert, insbesondere in Bezug auf die steigenden klimatischen Veränderungen?
Die Nachfrage und das generelle Interesse an Satellitenbildern sind in Folge von immer extremeren klimatisch bedingten Katastrophen, wie Dürren und Waldbränden in Europa, gestiegen. Satellitenbilder werden zu einem immer wichtigeren Instrument, um tagesaktuelle Informationen zu erhalten und frühzeitig Maßnahmen zu ergreifen. Bereits seit 2021 kooperieren wir intensiv mit dem Bundesamt für Kartographie und Geodäsie: Im Rahmen der Zusammenarbeit stellt Planet dem BKG tagesaktuelle und hochauflösende Satellitendaten zur Verfügung. Mitarbeiter*innen von mehr als 400 Bundeseinrichtungen können direkten Zugang zu diesen Daten erhalten und sie unter anderem für den Umwelt- und Naturschutz, das Agrar- und Forstmonitoring sowie im Krisenmanagement nutzen. Satellitendaten sind auch ein wichtiges Instrument, um die Lage in der Ukraine zu beobachten: Nach der Zerstörung des Kachowka-Damms erstellte das Unternehmen NASA Harvest mit Hilfe von Satellitendaten von Planet innerhalb kurzer Zeit Analysen, wie sich der Dammbruch auf die umliegenden landwirtschaftlichen Flächen auswirkt.
Datengrundlage für deutsche Wälder
Welche spezifischen Informationen und Einblicke können Planets Satellitendaten über klimatische Veränderungen liefern, die andere Quellen möglicherweise nicht bieten können?
Vor allem für unsere Wälder und Gewässer sind Satellitendaten von entscheidender Bedeutung: So ist es durch die hohe Auflösung von unseren Satellitenbildern beispielsweise möglich, den Zustand von Baumgruppen bis hin zu nahezu jeder Baumkrone in den Wäldern hierzulande zu erfassen – und das beinahe täglich. Normalerweise werden Wälder anhand manueller Stichproben untersucht, um sich ein Bild über den jeweiligen Zustand zu machen – die Anzahl der Testbäume ist jedoch im Verhältnis zur Gesamtzahl aller Bäume sehr gering und das Verfahren somit weniger repräsentativ. Mit dem Fernerkundungsunternehmen EFTAS arbeiten wir daher an einer Datengrundlage für deutsche Wälder, um deren Zustand zeitnah, kontinuierlich und flächendeckend abzubilden – denn nur so können wir Maßnahmen ergreifen, um unsere Wälder widerstandsfähiger gegen die Herausforderungen des Klimawandels zu machen.
Auch für den Schutz unserer Gewässer sind Satellitenbilder entscheidend. In Folge des Klimawandels sinken die Wasserstände und gleichzeitig kommt es zu einem Anstieg der Wassertemperaturen. Durch die hohen Temperaturen steigt der Chlorophyllgehalt des Wassers schneller an und dies kann wiederum Algenblüten von toxischen Algen wie der Blau- oder Goldalge zur Folge haben. Das ist gerade in den Sommermonaten kritisch, da dies für Menschen und Tiere gefährlich sein kann, wenn sie beispielsweise in Badeseen mit dem kontaminierten Wasser in Kontakt kommen. Hier kommen unsere Satellitenbilder ins Spiel: Momentan ist laut EU vorgeschrieben, dass Badeseen mindestens einmal im Monat überprüft werden müssen. Gerade in seenreichen Bundesländern gibt es jedoch oft nicht genug Kapazitäten, um regelmäßig Messungen vor Ort durchzuführen. Daher hat Planet zusammen mit der Firma EOMAP ein System zum Gewässermonitoring entwickelt, das die beinahe tägliche Überwachung von Gewässern ermöglicht und kritische Veränderungen, wie den Anstieg des Chlorophyllgehalts anhand spezieller Filter frühzeitig erkennbar macht.
Wie können Planets Daten dazu beitragen, den Zustand von Ökosystemen wie Wäldern, Korallenriffen oder landwirtschaftlich genutzten Flächen in Bezug auf klimatische Veränderungen zu überwachen?
Im Falle der Wälder bedarf es wie bereits angesprochen neuer Ansätze und eines besseren Überblicks, um ihren Zustand zu verbessern. Hierfür eignen sich unsere Daten optimal, denn unsere Erdbeobachtungssatelliten kreisen unaufhörlich um die Erde und nehmen täglich Daten auf. Die Satellitenbilder werden dann über Bodenstationen an eine Analyse-Software übertragen. Dank der verschiedenen Spektralbänder können aus den Satellitendaten beispielsweise die Baumart sowie Marker für die Baumgesundheit extrahiert werden. Die KI-basierte Software des GeoIT-Dienstleisters EFTAS nutzt Satellitendaten von Planet sowie von Copernicus und liefert Nutzer*innen eine monatliche Analyse ihres ausgewählten Gebietes. Bei besonderen Ereignissen wie Stürmen kann die Analyse auch schneller erfolgen. Die Satellitendaten erfassen alle Wälder und Baumgruppen in Deutschland. Aus diesen Daten kann die Software Marker wie Waldschäden, Rodungen sowie die Kohlenstoffspeicherung erkennen.
Dank einer Auflösung von drei bis vier Metern pro Pixel kann der Zustand von Baumgruppen bis hin zu nahezu jeder Baumkrone betrachtet werden. So lassen sich monatlich aktualisiert konkrete Aussagen zu Vitalität, Baumarten und Waldstruktur treffen. Baumschäden teilt das Analyse-Tool in verschiedene Stufen ein und markiert diese unterschiedlich farbig auf der topographischen Karte, sodass Nutzer*innen auf einen Blick Schäden und Veränderungen erkennen können.
Auch im Fall von landwirtschaftlichen Flächen helfen Satellitenbilder, den Zustand der Pflanzen kontinuierlich zu beobachten und frühzeitig entsprechende Maßnahmen einzuleiten. Landwirt*innen können beispielsweise sehen, ob die Pflanzen trocken oder von Schädlingen befallen sind und Wasser und Pestizide gezielt nur dort einsetzen, wo es nötig ist – ein enormer Vorteil für unsere Umwelt.
Satellitenbilder unterstützen uns auch dabei, wertvolle Informationen über unsere Ozeane zu gewinnen: Für den Allen Coral Atlas stellte Planet Satellitenbilder zur Verfügung, um den grundlegenden Datensatz für diesen Atlas zu erstellen. Die Plattform legt dann zusätzliche, von Expert*innen bereitgestellte wissenschaftliche Daten über Ökosysteme über die Bilder, um den Schutz und die Erhaltung von Korallenriffen und die Einrichtung von Meeresschutzgebieten zu unterstützen… weiterlesen
