Vermessung und Kartierung der Nordhalbkugel

Biomasse auf der Nordhalbkugel
28 Juni 2013

Anhand von Satellitendaten konnte die Biomasse der Wälder auf der nördlichen Erdhalbkugel nun präziser kartiert werden als je zuvor. 

Eine akkurate Vermessung der Waldbiomasse und ihrer vielfältigen Beschaffenheit ist eine Grundvoraussetzung für eine Bestandsaufnahme der Wälder und sonstiger Vegetation. Da Wälder der Atmosphäre Kohlenstoffdioxid (CO₂) entziehen, spielt die Kartierung der Waldbiomasse zudem eine wichtige Rolle, um den globalen Kohlenstoffkreislauf besser zu verstehen und in Zukunft genauere Klimaprognosen erstellen zu können.

Verglichen mit den Tropenwäldern speichern die nördlichen Waldgebiete und ihr Waldboden ein Drittel mehr Kohlenstoff pro Hektar, was sie zu einem der wichtigsten Kohlenstoffspeicher weltweit macht.

Die borealen Waldgebiete, ein ausschließlich auf der Nordhalbkugel gelegenes Ökosystem bestehend aus Wäldern, Seen, Feuchtgebieten, Flüssen und Tundren, erstreckt sich über Russland, Nordeuropa, Kanada und Alaska.

Hyper-temporale Datengenerierung

Sibirische Taiga

Mithilfe einer Verarbeitungssoftware, welche die zahlreichen Radarbilder des ESA-Satelliten Envisat aufbereitete, konnten Wissenschaftler eine Landkarte der gesamten Waldbiomasse der Nordhalbkugel erstellen. Sie hat mit einem Pixel je Kilometer auf der Erde eine höhere Auflösung als jede andere Karte zuvor.

„Einzelne Envisat-Radarbilder, die mit einer Wellenlänge von circa 5cm aufgenommen werden, haben nicht die erforderliche Sensitivität, um die Beschaffenheit dichtbewachsener Waldgebiete zu kartieren“, sagt Maurizio Santoro von Gamma Remote Sensing, einem schweizerischen Unternehmen, das auf Fernerkundungstechnologien spezialisiert ist . „Dagegen verspricht die Kombination aus vielen verschiedenen Radar-Datenbeständen eine größere Sensitivität und genauere Informationen darüber, was sich unterhalb der Baumkronen befindet.”

Für diesen als hyper-temporal bezeichneten Ansatz wurden in etwa 70.000 Envisat-Radarbilder aus der Zeitspanne zwischen Oktober 2009 bis Februar 2011 verarbeitet, um im Rahmen des von der ESA finanzierten Projekts Biomasar-II eine Karte der gesamten borealen Waldgebiete für 2010 zu erstellen. Hyper-temporal bedeutet in diesem Zusammenhang, dass in regelmäßigen Intervallen Radarbilder von denselben Waldgebieten aufgenommen werden, um eine Datenbasis über einen längeren Zeitabschnitt hinweg generieren zu können.  

Zukünftige Missionen: Sentinel-1 und Biomass

Detailierte Aufnahmen der Biomasse über Russland

Diese Beobachtungen waren allerdings nur einer von vielen Erfolgen des Biomasar-II-Projekts. Außerdem bedienten sich die verantwortlichen Wissenschaftler bei der Erstellung regionaler Karten für das Jahr 2005 in den Archiven des Envisat-Satellite

In Zukunft wird die geplante Sentinel-1-Mission vergleichbare Radardaten zur Verfügung stellen. Zusätzlich hat die ESA beschlossen, einen auf Biomasse spezialisierten Satelliten namens Biomass als siebte Earth Explorer-Mission auszuwählen, um demnächst dazu in der Lage zu sein, diese wertvolle Ressource einfacher und präziser in regelmäßigen Zeitintervallen kartographieren zu können.

Der Biomass-Satellit stellt eine Ergänzung für die Ergebnisse des Biomasar-Projekts dar, insbesondere für Tropenregionen.

„Selbst unser neuer hyper-temporaler Ansatz ist nicht imstande, die dicht bewachsenen, mehrschichtigen Baumkronen von Regenwäldern mit den Radaren von Sentinel-1 oder Envisat zu durchdringen. Hier sind in der Tat längere Wellenlängen erforderlich", sagt Prof. Christiane Schmullius, Biomass-Koordinatorin an der Universität Jena.

Mit Biomass sollen erstmals Radarmessungen mit einer Wellenlänge von knapp 70cm aus dem All durchgeführt werden, um mit der Beobachtung unter die Baumkronen vorzudringen. Darüber hinaus wird der Satellit Beobachtungsdaten zu Veränderungen in der Waldfläche liefern.

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