8. März 2016

Mit Sa­tel­li­ten­bil­dern Na­tur­ka­ta­stro­phen vor­beu­gen

Ver­än­de­run­gen des Vul­kans Re­ven­ta­dor in den equa­do­ria­ni­schen An­den
Bild 1/4, Credit: David Arnold 2016, Bristol University.

Veränderungen des Vulkans Reventador in den equadorianischen Anden

Drei­di­men­sio­na­le Dar­stel­lung der Ana­ly­se der Ver­än­de­run­gen des Vul­kans Re­ven­ta­dor in den equa­do­ria­ni­schen An­den seit dem Jahr 2000 auf Ba­sis von Auf­nah­men der deut­schen Sa­tel­li­ten Ter­ra­SAR-X und Tan­DEM-X: Die far­bi­gen Be­rei­che zei­gen jun­ge La­va­fel­der und den Auf­wuchs des Vul­kans. Da­bei ent­spricht ein voll­stän­di­ger Farb­zy­klus ei­ner 25 Me­ter di­cken La­va-Schicht. Auf der Vul­kan­spit­ze be­trägt der Zu­ge­winn so­mit et­wa 75 Me­ter. Das CEOS Vul­kan-Pro­jekt be­ob­ach­tet zahl­rei­che ak­ti­ve und der­zeit ru­hen­de Vul­ka­ne in den An­den.
Blick auf den Vul­kan
Bild 2/4, Credit: David Arnold 2016, Bristol University.

Blick auf den Vulkan

Ana­ly­se der Ver­än­de­run­gen des Vul­kans Re­ven­ta­dor in den Equa­do­ria­ni­schen An­den seit dem Jahr 2000 auf Ba­sis von Auf­nah­men der Sa­tel­li­ten Ter­ra­SAR-X und Tan­DEM-X: Die far­bi­gen Be­rei­che zei­gen jun­ge La­va­fel­der und den Auf­wuchs des Vul­kans. Da­bei ent­spricht ein voll­stän­di­ger Farb­zy­klus ei­ner 25 Me­ter di­cken La­va-Schicht. Auf der Vul­kan­spit­ze be­trägt der Zu­ge­winn so­mit et­wa 75 Me­ter. Das CEOS Vul­kan-Pro­jekt be­ob­ach­tet zahl­rei­che ak­ti­ve und der­zeit ru­hen­de Vul­ka­ne in den An­den.
Jens Dan­zeglo­cke
Bild 3/4, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

Jens Danzeglocke

Jens Dan­zeglo­cke ver­tritt das DLR in der Wor­king Group on Di­sas­ters der in­ter­na­tio­na­len Or­ga­ni­sa­ti­on CEOS (Com­mit­tee on Earth Ob­ser­va­ti­on Sa­tel­li­tes).
CEOS Di­sas­ters Wor­king Group
Bild 4/4, Credit: DLR (CC-BY 3.0)

CEOS Disasters Working Group

Die Mit­glie­der der Wor­king Group on Di­sas­ters der in­ter­na­tio­na­len Or­ga­ni­sa­ti­on CEOS (Com­mit­tee on Earth Ob­ser­va­ti­on Sa­tel­li­tes) bei ih­rem Tref­fen im DLR Raum­fahrt­ma­na­ge­ment in Bonn.

Das Erdbeben auf Haiti 2010, der durch ein Seebeben ausgelöste Tsunami in Japan 2011 oder die schweren Überschwemmungen, die immer wieder Länder wie Indien oder Bangladesch heimsuchen: Mit der Frage, wie Naturgefahren mit Hilfe von Erdbeobachtungssatelliten besser erkannt und untersucht werden können, beschäftigt sich seit 2013 eine internationale Arbeitsgruppe im Rahmen des Com­mit­tee on Earth Ob­ser­va­ti­on Sa­tel­li­tes (CEOS). Vom 8. bis 10. März 2016 treffen sich deren Mitglieder zum ersten Mal in Deutschland - beim Raumfahrtmanagement des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Bonn. Jens Danzeglocke vertritt das DLR in der Arbeitsgruppe und erklärt Sinn und Zweck.

Was ist CEOS, und wer nimmt an dem Treffen in Bonn teil?

CEOS ist eine internationale Organisation, die 1984 gegründet wurde, und der heute 31 Institutionen - hauptsächlich Raumfahrtagenturen - angehören. Seit 1986 ist auch das DLR dabei. CEOS geht es darum, Expertise und Kapazitäten in der Erdbeobachtung zu bündeln. So wollen wir durch Koordination und Harmonisierung der einzelnen Erdbeobachtungsprogramme den größtmöglichen gesellschaftlichen Nutzen erzielen. Zu diesem Zweck gibt es thematische Arbeitsgruppen. Eine davon ist die "CEOS Wor­king Group on Di­sas­ters", die sich jetzt in Bonn trifft. Es sind 30 Teilnehmer von zehn Agenturen von drei Kontinenten dabei - aus Europa, Amerika und Asien, aber auch Wissenschaftler sowie Vertreter der Vereinten Nationen und der Europäischen Kommission.

Das DLR engagiert sich ja schon länger im Rahmen der Charter - warum jetzt zusätzlich in dieser Arbeitsgruppe?

Richtig. Seit 2010 ist das DLR Mitglied in der In­ter­na­tio­nal Char­ter Space and Ma­jor Di­sas­ters. Dabei geht es darum, Satellitendaten - etwa vom deutschen Radarsatelliten TerraSAR-X - zur Verfügung zu stellen, wenn gerade irgendwo eine große Katastrophe passiert ist. Die Charter beschränkt sich allerdings auf die kurzfristige Hilfe im unmittelbaren Notfall.

Die 2013 gegründete CEOS-Arbeitsgruppe hat ein breiteres Aufgabenspektrum: je besser Naturgefahren verstanden, Katastrophen prognostiziert und sowohl rückwirkend als auch vorausschauend analysiert werden, desto besser kann man sich auf sie einstellen. Dadurch kann im besten Falle großes Unglück verhindert werden. Die satellitengestützte Erdbeobachtung kann hier unterstützen, weil sie großflächige und objektive Informationen zur Verfügung stellt. Denn oft ist es hilfreich, mit unterschiedlichen Satellitensensoren und Techniken in Kombination zu arbeiten, und gerade das kann CEOS unterstützen. So liefern beispielsweise Radarsatelliten wetterunabhängig einen großflächigen Überblick von Überschwemmungsgebieten, während man mit hochauflösenden optischen Daten genauer erkennen kann, wie stark einzelne Siedlungen, Straßen oder Brücken betroffen sind. Auch bei der Beobachtung von Vulkanen geben unterschiedliche Sensoren Informationen, die sich ergänzen: Radarsatelliten detektieren Hebungen, Senkungen oder horizontale Bewegungen des Geländes, Thermalsensoren messen die Temperatur der Oberfläche, und optische Sensoren bilden Aschewolken und sichtbare Veränderungen in und um Vulkankrater herum ab.

Welche Projekte hat die Gruppe denn bisher angeschoben?

Es wurden internationale Projekte zu drei wichtigen Naturgefahren begonnen. Es geht dabei um Überflutungen, Vulkane und seismische Gefahren, wie Erdbeben. Die Raumfahrtagenturen stellen Daten ihrer Satelliten zur Verfügung, und Wissenschaftler arbeiten daran, aufzuzeigen, wie die Erdbeobachtung Aufgaben des Katastrophenmanagements unterstützen kann, etwa indem Risiken sichtbar gemacht und so früh wie möglich vor Gefahren gewarnt wird.

Außerdem gibt es die Geo­ha­zard Super­si­tes In­itia­ti­ve, die die Erforschung von geologischen Gefahren an besonderen Standorten unterstützt. Diese Standorte werden als Supersites bezeichnet und stellen wissenschaftlich gesehen hochinteressante Gebiete dar, für die über längere Zeiträume viele Daten erhoben werden. Als Standorte ausgewählt wurden unter anderem Vulkane auf Hawaii und Island, der Ätna auf Sizilien und die türkische Marmara-Region, in der über 17 Mio. Menschen einem hohen Erdbeben-Risiko ausgesetzt sind.

Eine weitere Initiative mit dem Namen "Re­co­ve­ry Ob­ser­va­to­ry" befasst sich mit der Frage, wie der längerfristige Wiederaufbau nach einer extremen Katastrophe mit Hilfe der Erdbeobachtung koordiniert unterstützt werden kann.

Welchen Beitrag leisten die TerraSAR-X-Daten, die das DLR beisteuert?

Daten der deutschen Erdbeobachtungssatelliten TerraSAR-X und TanDEM-X tragen derzeit in den Bereichen Vulkanismus, seismische Risiken und Geohazard Supersites zu den Zielen der Arbeitsgruppe bei. Die beteiligten Wissenschaftler machen sich zunutze, dass man mit wiederholten Aufnahmen dieser Radarsatelliten schon kleine Veränderungen der Erdoberfläche detektieren kann. So kann man z.B. erkennen, ob sich Vulkane heben oder Teile der Erdkruste sich gegeneinander verschieben. Daraus kann man schließen, wo sich Spannungen im Untergrund aufbauen, die in der Zukunft Vulkanausbrüche oder Erdbeben zur Folge haben können. Zwar sind genaue Vorhersagen von katastrophalen Ereignissen sehr schwierig, aber schon das Wissen um Risiken ist wertvoll. Beispielsweise gibt es sehr viele erloschene Vulkane weltweit. In einigen Fällen zeigt uns die Überwachung mit Hilfe von Radarsatelliten, dass sich in deren Untergrund wieder etwas zusammenbraut, worüber es vorher keine Erkenntnisse gab.

Gibt es denn Interesse auch außerhalb der Wissenschaft?

Ja, insbesondere in Regionen, die schon in der Vergangenheit schlimme Erfahrungen mit den Naturgewalten gemacht haben, gibt es natürlich ein großes Interesse. Wir wollen das Interesse insbesondere auch von Behörden weiter steigern, denn nicht überall ist bekannt, was mit der Satellitenfernerkundung heute möglich ist. Einen starken "Mitstreiter" für dieses Ziel haben wir übrigens mit dem Europäischen Copernicus-Programm und seinem Notfalldienst, der sich zunehmend auch dem Bereich der Risikokartierung widmet.

Ein großes Interesse zeigen auch die Vereinten Nationen. Vor einem Jahr, im März 2015, gab es eine Welt-Katastrophenkonferenz in Japan, die das "Sen­dai Fra­me­work for Di­sas­ter Risk Re­duc­ti­on 2015-2030" beschlossen hat. Darin sind Ziele und prioritäre Maßnahmen definiert worden, um die mit Katastrophen verbundenen Risiken zu senken. Die Satelliten der CEOS-Mitglieder werden dazu beitragen. Dazu arbeiten wir auch mit dem UN-Programm "Sa­tel­li­ten­da­ten für das Ka­ta­stro­phen­ma­na­ge­ment (UN-SPI­DER)" zusammen, das eine Brückenfunktion zwischen den Katastrophenschützern - gerade auch in Entwicklungsländern - und den Betreibern von Erdbeobachtungssatelliten hat. Und auch die Weltbank zeigt Interesse an den Projekten unserer CEOS-Gruppe.

Kontakt
  • Elisabeth Mittelbach
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  • Jens Danzeglocke
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