Radarsatelliten : Klimawandel im Blick

Zwei Radarsatelliten sollen Biomasse, Bodenfeuchte und Gletscherschwund genau erfassen.

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Derzeit wird im mexikanischen Cancun um weitere Ziele zum Klimaschutz gerungen. Ein wesentlicher Punkt ist dabei der Schutz der Wälder. Durch die Photosynthese der unzähligen Bäume werden große Mengen des Treibhausgases Kohlendioxid der Atmosphäre entzogen. Wie viel genau, das weiß keiner. Denn niemand hat einen Überblick über die Zahl und die Größe der Bäume weltweit.

„Die Menge der Biomasse wird damit zu einer der großen Unbekannten für Klimamodelle“, sagt Alberto Moreira vom Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen. Gemeinsam mit Forschern der US-Weltraumbehörde Nasa haben er und sein Team ein Konzept für eine Satellitenmission entwickelt, die die Frage nach der Biomasse beantworten soll. Mehr noch: Die Bodenfeuchte genauer messen als je zuvor oder Veränderungen der Eismassen in allen Teilen der Welt erfassen – und zwar zweimal pro Woche.

Der Name des Vorhabens, „Tandem-L“, lässt erahnen, wie es funktioniert. Statt eines einzelnen Erdbeobachters werden zwei Satelliten gestartet. Aus den Messdaten der beiden Geräte können dreidimensionale Bilder erzeugt werden. Anders als die Blechkameraden, die die Fotos für Google Earth machen und sichtbare Lichtwellen registrieren, soll Tandem-L mit Radarwellen arbeiten. „Sie durchdringen auch Wolken und können rund um die Uhr scharfe Bilder liefern“, sagt Moreira. Das belegt etwa die aktuell laufende Radarmission „Tandem-X“, die auf Wellen im sogenannten X-Band mit einer Wellenlänge von rund drei Zentimetern spezialisiert ist. Doch diese Strahlen reichen kaum in die Vegetation oder in den Boden hinein.

Für die neue Mission sollen Wellenlängen von 23 Zentimetern im L-Band genutzt werden. Die Strahlen gelangen teilweise durch die Baumkronen bis zum Boden. „So können wir die Unsicherheit bei der Menge der globalen Biomasse von jetzt 60 Prozent auf bis zu zehn Prozent reduzieren“, sagt der DLR-Forscher. Außerdem dringen die Wellen, je nach Feuchtigkeit, mehrere Meter tief in den Boden ein. Anhand von Vorher-Nachher-Vergleichen sind so Aussagen zum Wassergehalt in den oberen Erdschichten möglich.

Während seiner Umläufe „beleuchtet“ Tandem-L alle drei bis vier Tage das gleiche Gebiet. Bisherige Satellitensysteme schaffen nur einen Wochen- oder Monatstakt. Möglich ist das durch die jeweils 15 Meter großen Reflektoren: Sie wirken wie Verstärker, sodass beim Überflug ein 350 Kilometer breiter Streifen gescannt wird. Die räumliche Auflösung soll dennoch groß sein, in der Vertikalen bis auf wenige Zentimeter genau. „Damit könnte man die typischen Hebungen von Vulkanen vor einem Ausbruch aufspüren oder Schäden bei Überschwemmungen und Erdbeben erkennen“, sagt Moreira. Gerade bei der Katastrophenhilfe wäre der kurze Beobachtungsrhythmus hilfreich.

2017 könnte Tandem-L abheben. Ob es wirklich ein Gespann wird, ist offen. Die Finanzierung des deutschen Anteils über 350 Millionen Euro ist unsicher. Die Nasa hat bereits eine Zusage über 900 Millionen Dollar gegeben, berichtet Moreira. Das reicht aber nur für einen Satelliten. „3-D-Aufnahmen von Gletschern und die Erforschung der Biomasse sind damit nicht möglich.“

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