Waldbrände in Kalifornien: Infrarot-Aufnahmen der amerikanischen Pazifikküste
Der Satellit TET-1 (Technologieerprobungsträger) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) beobachtete an mehreren Tagen die Entwicklung eines großen Brandherds in der Nähe der Stadt Ventura, nördlich von Los Angeles. Die größte zusammenhängende Feuerfläche mit einer Strahlungsenergie von 18 Megawatt wurde am 10. Dezember erfasst. Für die Aufnahme vom 15. Dezember berechneten die Wissenschaftler für einzelne Flächen eine Strahlungsenergie von 11 Megawatt.
TET-1 ist zusammen mit dem Satelliten BIROS Teil der FireBIRD Mission des DLR, die Hochtemperaturereignisse wie Waldbrände vom All aus detektiert.
Die Kleinsatelliten BIROS (Bispectral InfraRed Optical System) und TET-1 (Technologie-Erprobungsträger) bilden in der Mission FireBIRD (Fire Bispectral InfraRed Detector) ein hocheffizientes Tandem zur Waldbrandfrüherkennung. Mit ihrem neuartigen Infrarot-Sensorsystem lassen sich die Ausbreitung und Hitzeentwicklung von Feuern sehr genau messen.
Noch immer kämpfen Einsatzkräfte im amerikanischen Bundesstaat Kalifornien gegen heftige Waldbrände. Große Trockenheit und starke Winde haben dafür gesorgt, dass sich die Feuer immer weiter ausbreiten konnten. Die Mission FireBIRD (Fire Bispectral InfraRed Detector) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) besteht aus dem Satellitenduo TET-1 (Technologie-Erprobungsträger) und BIROS (Bi-Spektral Infrared Optical System). Sie detektieren Hochtemperaturereignisse vom All aus. Am Sonntag den 10. Dezember erfasste TET-1 einen großen Brandherd in der Nähe der Stadt Ventura, nördlich von Los Angeles, an der amerikanischen Pazifikküste. In den folgenden Tagen konnten weitere Daten aufgenommen werden. "Mit den präzisen Systemen von FireBIRD können wir auftretende Veränderungen der Brände genau erkennen", sagt Winfried Halle, Projektleiter von FireBIRD vom DLR-Institut für Optische Sensorsysteme und ergänzt: "Dies kann helfen, das Verhalten und die Entwicklung von Großbränden in Zukunft besser vorauszusagen."
Feuer mit enormer Energiemenge
Schon nach der Analyse der ersten Aufnahme erkannten die DLR-Forscher, dass das Feuer in den zentralen Brandflächen wesentlich intensiver brannte und damit im Vergleich größere Energiemengen ausstrahlte, als dies bei den größeren Waldbränden in Chile, Portugal und British Columbia in 2016 und 2017 der Fall war. Die Wissenschaftler berechneten für einzelne Bereiche innerhalb der großen Feuerfläche in Kalifornien eine Strahlungsenergie des Feuers von bis zu 18 Megawatt. Die Strahlungsenergie der zuvor genannten Brände war nur etwa halb so groß.
Die Daten zeigten, dass sich im Laufe der Woche die einzelnen Feuerflächen in ihrer Intensität und in ihrer räumlichen Ausbreitung stark veränderten. Die größte zusammenhängende Feuerfläche wurde am 10. Dezember erfasst, die größte Anzahl an einzelnen, intensiven Feuern am 12. Dezember. In den folgenden Tagen nahmen die intensiven Flächen ab. Allerdings flammen kleinere Feuer an weiteren Orten immer wieder auf. Die Aufnahmen zeigten, dass die Brände zusammen eine große Fläche verwüsteten, was die Löscharbeiten vor Ort erschwerte. "Es gibt in Europa keine vergleichbare Satellitenmission, die in der Lage ist, die Strahlungsenergie von Bränden so präzise zu messen", bemerkt Halle.
Bei großen Feuerereignissen, wie beispielweise den Waldbränden in Chile im Januar dieses Jahres, stellt das Zentrum für Satellitengestützte Kriseninformation (Zentrum für satellitengestützte Kriseninformation (ZKI)) des DLR die Daten von FireBIRD den lokalen Behörden zur Verfügung. Das ZKI bereitet in Krisensituationen die relevanten Satellitendaten so auf, dass sie von Lagezentren, Behörden, Hilfsorganisationen oder politischen Entscheidungsträgern optimal genutzt werden können. Zu den Waldbränden in Kalifornien wurde vom ZKI mit den FireBIRD-Daten eine Übersichtskarte erstellt.
Die Mission FireBIRD
Die DLR FireBIRD-Mission besteht aus den zwei Satelliten TET-1 und BIROS (Bispectral Infrared Optical System). Beide basieren auf dem vom DLR-Institut für Optische Sensorsysteme entwickelten Kleinsatelliten BIRD (operationell betrieben von 2001 bis 2004) und sind mit einem ähnlichen Infrarot-Kamerasystem an Bord ausgestattet. Bereits seit 2012 umkreist TET-1 die Erde auf der Suche nach Feuern und anderen Hochtemperaturereignissen. Seit 2016 ist TETs "Bruder", der in Berlin Adlershof gebaute Kleinsatellit BIROS, ebenfalls im All, um in einer offenen Konstellation mit TET-1 dessen wichtige Mission zu unterstützen.
Die Daten werden hauptsächlich von den Bodenstationen des DLR in Neustrelitz empfangen und im Deutschen Fernerkundungsdatenzentrum des DLR verarbeitet, archiviert und einer weltweiten wissenschaftlichen Nutzung zugänglich gemacht. Die FireBIRD-Satelliten werden durch das Deutsche Raumfahrtkontrollzentrum (GSOC) der DLR-Einrichtung Raumflugbetrieb in Oberpfaffenhofen betrieben und kontrolliert.
FireBIRD ist im Gegensatz zu aktuellen anderen Satellitensystemen in der Lage, insbesondere auch kleinere Feuer zu erkennen. Damit können diese genauer erfasst und somit auch ihr Einfluss auf das Klima besser untersucht werden. Eine genaue Erfassung von Waldbränden und Buschfeuern ist nicht zuletzt aufgrund der wirtschaftlichen Schäden hoch relevant.
