Satelliten nehmen Luftqualität in Städten ins Visier

Landsat7-Aufnahme von München
Landsat7-Aufnahme von München
20 Dezember 2002

Die Luftverschmutzung in Städten soll künftig auch aus dem All überwacht werden. Hochauflösende Satellitensensoren beobachten dabei die Konzentration gesundheitsschädlicher Schwebeteilchen in der Luft von Ballungsräumen. Das Projekt ICAROS-NET, das von der Europäischen Kommission gefördert wird, leistet damit einen technischen und wissenschaftlichen Beitrag zur Globalen Umwelt- und Sicherheitsüberwachung (GMES). GMES ist eine Gemeinschaftsinitiative der Europäischen Weltraumagentur ESA und der Europäischen Kommission zur Bündelung der Kräfte im Bereich der Geofernerkundung.

ICAROS-NET steht für „Integrated Computational Assessment of urban air quality via Remote Observation Systems NETwork“ – integrierte computergestützte Auswertung der städtischen Luftqualität mit Hilfe eines ferngesteuerten Beobachtungsnetzes. Das ICAROS-Projekt wurde im September 2001 auf den Weg gebracht. Es läuft zunächst drei Jahre. Vor kurzem wurden die ersten Testreihen mit dem neuen System abgeschlossen. An der Entwicklung waren elf Partner beteiligt, unter anderem das Institut für Meteorologie und Klimaforschung - Atmosphärische Umweltforschung Garmisch-Partenkirchen (IMK-IFU) im Forschungszentrum Karlsruhe.

High-Tech-Lösung zur Smogbekämpfung

Im Rahmen des ICAROS-Projekts werden Bilddaten von Fernerkundungs-Sensoren an Bord verschiedener Satelliten – derzeit SPOT, Landsat, NOAA (Instrument AVHRR), IRS und Ikonos 2 – analysiert. Schwebeteilchen in der Atmosphäre absorbieren bestimmte Anteile des Sonnenlichts, so dass die Bilddaten Aufschluss über Art und Umfang der Schadstoffbelastung im überwachten Gebiet geben können. Und da die Satellitenaufnahmen eine Bodenauflösung von bis zu 30 Metern haben, können auch kleinere geographische Gebiete, beispielsweise Städte, sehr detailliert beobachtet werden. Die so gewonnenen Daten werden mit Informationen von Messstationen am Boden und von Modellberechnungen für die Schadstoffausbreitung zusammengeführt, so dass sich ein umfassendes und vielschichtiges Bild der Luftverschmutzung ergibt. Die am ICAROS-NET beteiligten Partner haben eine entsprechende computergestützte Plattform entwickelt. „Das System ist insofern einzigartig, als es Daten aus sehr unterschiedlichen Quellen integriert und vereinheitlicht“, erklärt Dimosthenis Sarigiannis von der Gemeinsamen Forschungsstelle (GFS) der Europäischen Kommission in Italien.

GMES - für ein geeintes Europa im All

Auch Hurrikane werden von GMES aufgespürt
Auch Hurrikane werden von GMES aufgespürt

Damit entspricht ICAROS-NET einem Ziel der Globalen Umwelt- und Sicherheitsüberwachung (GMES) von ESA und EU: GMES soll Europas Fähigkeit zur Erfassung und Verarbeitung von Informationen aus weltraum- und bodengestützten Beobachtungssystemen in Verbindung mit Daten aus anderen Quellen verbessern. Zu diesem Zweck werden weltraum-, luft- und landgestützte Technologien kombiniert.
Die GMES-Initiative ist ein wesentlicher Eckpfeiler der europäischen Weltraumpolitik, die die Europäische Kommission und Europäische Weltraumagentur künftig gemeinsam gestalten. Sie soll die Aktivitäten Europas in der Satellitenbeobachtung und Fernerkundung im Interesse der Öffentlichkeit bündeln. Ziel ist die optimale Nutzung bestehender und künftiger Kapazitäten und Infrastrukturen. Außerdem sollen Mechanismen für die Sammlung und Verteilung von Daten erarbeitet werden, die Europa helfen, sowohl die globale Umweltsituation zu beobachten als auch Naturkatastrophen aufzuspüren und den Zivilschutz bestmöglich zu organisieren.
Die ESA und die Europäische Union wollen so bis 2008 eine eigenständige weltumspannende Überwachungskapazität Europas für Umweltschutz und Sicherheitszwecke an den Start bringen. Ein Vorhaben, zu dem ein System wie ICAROS-NET sicherlich einen Beitrag leisten kann.

Dicke Luft in Athen

ERS-Aufnahme von Athen
ERS-Aufnahme von Athen

Jetzt soll ICAROS-NET im praktischen Einsatz erprobt werden, zunächst in vier Gebieten. Als Erstes will man die Luftqualität im Ballungsraum Athen genauer unter die Lupe nehmen. Wegen des hohen Verkehrsaufkommens und des heißen Klimas hat die griechische Hauptstadt besonders oft mit Sommersmog zu kämpfen. Weitere Probeläufe sind in München, Budapest und der Lombardei vorgesehen. Dabei soll neben der Messleistung des Systems auch das neu entwickelte Kommunikationsnetz getestet werden, das eine vergleichsweise kostengünstige, großflächige sowie integrierte Überwachung und Vorhersage der Luftverschmutzung in Europa ermöglicht.

Langfristig soll das System, das politischen Entscheidungsträgern einheitliche Informationen an die Hand gibt, auch die Wirksamkeit internationaler Umweltabkommen verbessern. „Mit dem ICAROS-NET wird ein benutzerfreundliches System zur Messung der Luftqualität zur Verfügung stehen, das es den Regierungen erleichtert, die richtigen umweltpolitischen Entscheidungen zu treffen“, so der EU-Forschungskommissar Philippe Busquin.

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