Fernerkundung – Messung der Ozeanfarbe mit Satelliten

Sentinel-3 Satellit (Photo: ESA)

Satellitenfernerkundung ist ein einzigartiges Verfahren, das benutzt wird, um große Gebiete von Meeres- und Landoberflächen gleichzeitig zu beobachten. Die Farbe des Ozeans im sichtbaren Spektrum des Lichts kann gemessen und dann zur Bestimmung von Chlorophyll-, Schwebstoff- und Gelbstoff-Konzentrationen benutzt werden (Gelbstoff ist auch als CDOM bekannt). Die Algorithmen für den offenen Ozean sind gut bewährt, für Küstenregionen mit ihren stark schwankenden Wassereigenschaften sind sie Gegenstand intensiver Forschung. Die Europäische Weltraumbehörde (ESA) verwendet einen Algorithmus, der am Helmholtz-Zentrum Geesthacht entwickelt wurde, um alle Küstendaten ihres MERIS Spektrometers zu überarbeiten.

Sentinel_Chlorophyll_2017

Chlorophyllkonzentrationen in der Nordsee am 27. Mai 2017 um 10:09 Uhr (UTC); von OLCI-Daten mit dem ‚Case-2-Regional’ Prozessor ermittelt. Bemerkenswert ist, dass nur natürliche Wolken (keine Kondensstreifen) sichtbar sind, da der Luftraum über Europa geschlossen war.

Dieser Algorithmus wird regelmäßig verbessert. Im Rahmen von COSYNA wird er auch für die tägliche Bearbeitung der Daten verwendet wie in der Momentaufnahme der Chlorophyllkonzentrationen in der Nordsee am 27. Mai 2017 gezeigt (Abbildung).

Derselbe Algorithmus wird auch für die Sentinel-3 Mission (ab 2016) eingesetzt. Monatsmittel und Maxima werden aus den täglichen Feldern abgeleitet, um ein besseres Verständnis der Chlorophylldynamik zu entwickeln und um den Einfluss der Wolkenbedeckung auf die Daten zu reduzieren.

Optische Fernerkundung ist ideal um fast täglich räumliche Informationen über große Gebiete zu erhalten. Das Fehlen von Daten aus tieferen Wasserschichten und unter Wolken erfordert die Verwendung von in situ Messungen in Verbindung mit numerischen Modellen um die fehlenden Daten zu interpolieren. Zusätzliche in situ Daten von Messkampagnen und stationären Beobachtungssystemen werden verwendet um die Satellitendaten zu validieren und verbessern.

Parameter

Schwebstoff
Chlorophyll
Gelbstoff (CDOM)