Bilder der ISS unterstützen Inselstaaten beim Management von Korallenriffen
Für viele tropische Insel- und Küstenstaaten, insbesondere im Pazifischen und im Indischen Ozean, sind Korallenriffe eine überaus wichtige Ressource. Diese Staaten brauchen das reiche Ökosystem der Riffe als Grundlage für die lokale Fischerei. Darüber hinaus bilden die Riffe Barrieren, die die Küsten vor der Brandung und vor Sturmfluten schützen. Außerdem ziehen Korallenriffe Touristen an und sind allein dadurch eine beträchtliche Einnahmequelle. Fotos von Korallenriffen, aufgenommen von Astronauten auf der Internationalen Raumstation, geben wichtige Einblicke in die Geografie der Korallenriffe, die Küstenentwicklung und die Situation in den angrenzenden Küstenregionen.
In den letzten Jahren hat die Wissenschaft erkannt, dass Korallenriffe weltweit durch großräumige Prozesse wie die Erderwärmung und den damit verbundenen Anstieg des Meeresspiegels sowie durch die Erwärmung und Versauerung der Ozeane ebenso bedroht sind wie durch die Aktivitäten der Menschen vor Ort, beispielsweise durch Küstenentwicklung, Überfischung und starken Tourismus (siehe „Reefs at Risk“ und „Mapping the Decline of Coral Reefs“). Ein Zusammenbruch einzelner Riffsysteme würde sich auf die betroffenen Inselstaaten und Küstenbewohner, die von den Korallenriffen als Ressource abhängig sind, katastrophal auswirken. Ein weltweiter Rückgang der Riffsysteme hätte erhebliche Folgen für die Biodiversität der Meere, die Fischerei als wichtigem Wirtschaftszweig und vieles andere mehr.
Vor etwa 10 Jahren wurden mehrere Programme zur Kartierung der weltweiten Korallenriffe und ihrer Ausdehnung auf den Weg gebracht. Dies war als erster Schritt hin zu einem besseren Verständnis der geografischen Eigenschaften dieser Riffe gedacht. Außerdem wollte man die Möglichkeiten eines Management der Riffe als Ressourcen ausloten (siehe „Millennium Coral Reef Mapping“). Schon zu Beginn der Initiativen waren sich die Wissenschaftler über mehrere Fakten im Klaren: 1) Es mangelte an präzisen Karten der weltweiten Korallenriffe. 2) Detaillierte Karten der Korallenriffe wären eine wertvolle Hilfe für die Ressourcenmanager vor Ort. 3) Eine detaillierte Kartierung vieler Riffsysteme wäre aufgrund von deren Abgelegenheit schwierig oder gar nicht möglich.
Die Daten über Korallenriffe stammten zum größten Teil von bewährten Fernerkundungssystemen wie dem Satelliten Landsat7 und dem SeaWiFS (Sea-Viewing Wide Field-of-View Sensor). Aber die Wissenschaftlerteams und Ressourcenmanager erkannten sehr bald, dass es zu vielen abgelegenen Meeresregionen nur wenig detailliertes Bildmaterial gab. Die NASA unterstützte die Kartierung der Korallenriffe mittels diverser bildgebender Sensoren durch Partnerschaften mit mehreren Organisationen, darunter WCMC und ICRAN (World Conservation Monitoring Centre und International Coral Reef Action Network), die beide zum UNEP (United Nations Environment Programme – Umweltprogramm der Vereinten Nationen) gehören, sowie ICLARM (International Center for Living Aquatic Resources Management) und ReefBase.
Auch die Aufnahmen von Astronauten erwiesen sich dabei als wertvoller Beitrag, denn die Auflösung war besser als bei verschiedenen anderen Fernerkundungsbilddaten, die Bildausschnitte waren in der Regel wolkenfrei und sie zeigten auch Regionen, die von Fernerkundungsplattformen bis dahin nicht erfasst worden waren. Die Astronauten konzentrierten sich bei ihren Flügen über die Weiten der Ozeane bewusst auf besonders schöne Riffgebiete. Zwar gehören ihre Aufnahmen nicht zu den primären Quellen von Fernerkundungsdaten, doch ihre Bilder von Korallenriffen in entlegenen Teilen der Weltmeere sind trotzdem eine wertvolle Informationsquelle, die in globale Datenbanken zur Kartierung der Riffsysteme und zur Beobachtung ihrer Veränderungen Eingang fand. Für die Riffmanager vor Ort sind solche Daten von größter Bedeutung.
Heute nehmen die Astronauten der ISS routinemäßig hochauflösende (5–6 m) Digitalbilder der weltweiten Korallenriffe auf. Laut einer Studie von Richard Stumpf von der NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration, USA) aus dem Jahr 2003 verwendete die NOAA diese Bilder zur Bestimmung von Wassertiefen. In weiteren gemeinsamen Projekten wurde die Bedeutung des Raummaßstabs der Bilder für die Bestimmung geografischer Parameter von Atollen untersucht, wie Serge Andréfouët vom Institute for Marine Remote Sensing der University of South Florida, USA, im Jahr 2003 berichtete. Und laut einer Publikation aus dem Jahr 2002 von Jean-Pascal Quod der IFRECOR (Initiative Française pour les Récifs Coralliens) nutzen Wissenschaftler die hochauflösenden Fotos der Astronauten zur Planung von Taucherkundungen und anderen Managementmaßnahmen.
Fotos von Korallenriffen, aufgenommen aus der ISS, sind mittlerweile ein etablierter Beitrag zur weltweiten Bilddatenbank von Korallenriffen und unterstützen die Küstenanrainer beim Management der Korallenriffe vor ihrer Haustür. Künftig sind auch von weiteren Sensorsystemen auf der ISS, beispielsweise HREP-HICO (Hyperspectral Imager for the Coastal Ocean) und ISERV (International Space Station SERVIR Environmental Research and Visualization System) wichtige Daten zur Kartierung der Korallenriffe zu erwarten.
Das digitale Foto in diesem Artikel stammt von der ISS und zeigt Details der Korallenriffe um die Îles Glorieuses. Es diente als Basiskarte für die genaue Feldkartierung der Riffzonen, ihrer Geomorphologie und Ökologie durch die ARVAM (Agence pour la Recherche et la Valorisation Marines mit Sitz auf Réunion) und ihre Partner. Die Karten kamen bei der biologischen Bestandsaufnahme und den Untersuchungen zur Gesundheit der Korallenriffe gemäß etablierter internationaler Protokolle zum Einsatz (Global Coral Reef Monitoring Network und Reef Check). Dank ihrer hohen räumlichen Auflösung (ca. 5 m pro Pixel) und Detailgenauigkeit eignen sich diese Fotos aus der ISS für intensive Feldforschungen dieser Art.
NASA Johnson Space Center
Literatur
Andréfouët, S., J. A. Robinson, C. Hu, G. Feldman, B. Salvat, C. Payri, and F.E. Muller-Karger. 2003. Influence of the spatial resolution of SeaWiFS, Landsat 7, SPOT and International Space Station data on determination of landscape parameters of Pacific Ocean atolls. Canadian Journal of Remote Sensing 29(2):210–218.
Robinson, J. A., G. C. Feldman, N. Kuring, B. Franz, E. Green, M. Noordeloos, and R. P. Stumpf. 2000. Data fusion in coral reef mapping: working at multiple scales with SeaWiFS and astronaut photography. Proceedings of the 6th International Conference on Remote Sensing for Marine and Coastal Environments, Vol. 2, pp. 473–483.
http://eol.jsc.nasa.gov/newsletter/DataFusionInCoralReefMapping/
Spalding, M. D., C. Ravilious, and E. P. Green. World Atlas of Coral Reefs. University of California Press, Berkeley.
Stumpf, R. P., K. Holderied, J. A. Robinson, G. Feldman, N. Kuring. 2003a. Mapping water depths in clear water from space. Coastal Zone 03, Baltimore, Maryland, 13–17 July 2003
http://eol.jsc.nasa.gov/newsletter/CoastalZone/default.htm
Bryant, D., L. Burke, J. McManus, and M. Spalding. 1998. Reefs at Risk: A map-based indicator of threats to the world’s coral reefs. World Resources Institute, Washington, D.C.
http://wri.igc.org/reefsatrisk/reefrisk.html
Andréfouët, S., J. A. Robinson. 2003. The use of Space Shuttle images to improve cloud detection in tropical reef environment. International Journal of Remote Sensing 24: 143–149.
