Katastrophenmanagement
Vulkanausbrüche
Vulkanausbrüche gehören zu den spektakulärsten und zerstörerischsten Schauspielen, die unser Planet zu bieten hat. Dabei strömt aus den Tiefen des Erdmantels glutflüssiges Magma an die Oberfläche, wo es sich explosionsartig oder über längere Zeiträume als Lava seinen Weg bahnt.
Mit Aufnahmen von Satelliten können oft schon vor dem Ausbruch von Vulkanen Änderungen in ihrer Höhe gemessen werden – und zwar weil sich die Erdoberfläche unter dem Druck des Magmas aufwölbt. Außerdem lassen sich durch den Vergleich von Satellitendaten vor dem Ausbruch mit danach aufgenommenen Daten die Folgen des Ausbruchs feststellen.
Im Bild sind Höhenänderungen am Ätna (Italien), die durch Lavaströme entstanden sind, in Falschfarben dargestellt. Das Bild ist aus dem Vergleich von Radardaten gewonnen worden.
Folgen von Erdbeben
Erdbeben sind häufig eine Folge von Spannungen zwischen zwei Platten der Erdkruste, die sich plötzlich lösen und zu Verschiebungen zwischen diesen Platten führen. Diese ruckartige Bewegung ist es, die zu den oftmals katastrophalen Schäden eines Erdbebens führt.
Um ein besseres Verständnis für diese Vorgänge zu erhalten, muss man diese Verschiebungen möglichst gut kennen. Auf diese Weise können möglicherweise in der Zukunft bessere Vorhersagen von Erdbeben gemacht werden.
Das Bild zeigt die durch das Erdbeben vom 12. Januar 2010 um Port-au-Prince (Haiti) entstandenen Erdkrustenbewegungen. Die Farben zeigen das Ausmaß der Verschiebung: von grün für wenig Verschiebung bis zu dunkelrot für zwei Meter Bewegung. Das rot eingefärbte Gebiet nördlich einer Störungszone (rote Linie) wurde um etwa 1,30 Meter nach Westen verschoben.
Die Messung wurde durch den Vergleich zweier TerraSAR-X-Radarbilder vom 18. Februar 2009 und vom 14. Januar 2010 erstellt. Die Farben zeigen den Betrag der Verschiebung an, die Pfeile zusätzlich die Richtung.
Satelliten unterstützen Einsatzkräfte bei Katastrophen
Egal ob natürlich oder vom Menschen verursacht – Katastrophen erfordern eine schnelle Reaktion der Einsatzkräfte. Nur wenn Feuerwehr, Technisches Hilfswerk oder ähnliche Einrichtungen rasch am richtigen Ort sind, können die gefährdeten Menschen rechtzeitig aus den betroffenen Gebieten evakuiert oder mit dem Nötigsten versorgt werden. Fehlende Information dagegen kann leicht dazu führen, dass die Hilfe am falschen Ort landet.
Satelliten leisten hier wertvolle Dienste. Aus ihren Daten werden für die Einsatzkräfte innerhalb von Stunden Karten der betroffenen Gebiete erstellt. Durch den Vergleich von Aufnahmen vor und nach einer Katastrophe kann häufig das Ausmaß der Schäden sehr genau bestimmt werden – und es lassen sich so die Orte identifizieren, die am dringendsten Hilfe benötigen. Außerdem wird daraus auch klar, wo Zufahrten blockiert oder noch befahrbar sind.
Das Bild zeigt eine Satellitenbildkarte des Hafengebiets von Port-au-Prince und Teile des Zentrums der Stadt vor dem Erdbeben am 12. Januar 2010. Sie wurde unmittelbar nach dem Erdbeben für die Katastrophenhelfer hergestellt. Eingetragen sind Straßen und wichtige Infrastruktur-Einrichtungen wie ein Krankenhaus am unteren Bildrand, erkennbar am Roten-Kreuz-Symbol. Nach dem Erdbeben waren der Präsidentenpalast und auch die Kathedrale zu großen Teilen zerstört.
Vor und nach dem Tsunami
Viele Katastrophen sind mit großflächigen Schäden in der Vegetation oder in den vom Menschen gebauten Siedlungen und Infrastruktureinrichtungen verbunden. Tsunamis, Überflutungen und Erdbeben gehören oft zu diesen raumgreifenden Ereignissen.
Gerade wenn große Flächen betroffen sind, können Satelliten wichtige „Helfer“ sein, weil ihre Daten weite Bereiche abdecken (allein vom Boden oder per Flugzeug wäre das gar nicht zu leisten). Damit sind sie direkt nach der Katastrophe ein wertvolles Werkzeug für die Rettungskräfte. Aber auch in den Tagen und Wochen danach sind Satellitenbilder für die Erfassung von Schäden wichtig – etwa um die Behebung zu planen oder die Kosten für Versicherungen einschätzen zu können.
Dieses Bild zeigt die ausgedehnten Schäden als Folge des Tsunamis in einem Vorher-Nachher-Vergleich der japanischen Küste zwischen dem 5. September 2010 (links) und dem 12. März 2011 (rechts). Vor allem die Siedlungen nahe dem Damm rechts im Bild sind weitgehend zerstört, doch ziehen sich die überfluteten Bereiche weit ins Landesinnere.
Satelliten und Katastrophenvermeidung
Naturereignisse wie Überschwemmungen werden nur dort zu Katastrophen, wo sie Menschen und ihren Gütern Schaden zufügen. Gute Vorbereitung auf derartige Ereignisse kann daher helfen, Katastrophen zu vermeiden. Ein Beispiel dafür sind Schutzbauten wie etwa Deiche, die vom Menschen genutzte Flächen vor Überschwemmungen schützen. Für die Planung und Überwachung derartiger Bauten sind genaue Informationen sehr wichtig, weil durch sie mögliche Schwachpunkte gefunden werden können.
Aus Daten von Radarsatelliten wie TerraSAR werden sehr genaue Geländeinformationen gewonnen, die für diese Anwendungen eingesetzt werden können.
Das Bild zeigt ein eingefärbtes Höhenmodell von New Orleans im Süden der USA. Große Teile der Stadt befinden sich deutlich unterhalb des Meeresspiegels (blau) und wären ohne Schutzmaßnahmen überflutet. Dazu würde nicht nur das Meer, sondern auch der Mississippi beitragen (dunkelgelb), der über dem Stadtniveau liegt und durch Dämme gebändigt werden muss.
Vulkanstaubmessungen aus dem All
Durch Vulkanausbrüche können gewaltige Mengen an Staub und Asche hoch in die Atmosphäre geworfen und dort von Windströmungen weit über den Globus transportiert werden. Als Folge kann sogar die Temperatur weltweit abnehmen, wie zum Beispiel nach dem Ausbruch des Pinatubo im Jahr 1991, der zu einem globalen Temperaturrückgang von 0,4 °C führte. Eine direkte Gefahr geht von den Aschewolken für Flugzeuge aus, weil der Staub zum Versagen der Triebwerke führen kann. Information über die Ausbreitung der Aschewolken ist daher für die Luftfahrt sehr wichtig.
Aus den Daten von Wettersatelliten kann die Größe und Lage dieser Aschewolken sehr gut bestimmt werden. Anhand von Wetterprognosen lässt sich auch ihre weitere Bewegung gut vorhersagen – wichtig für die Flugsicherheit!
Die Aufnahme des europäischen Wettersatelliten Meteosat-9 zeigt die Aschewolke des 2010 ausgebrochenen isländischen Vulkans Eyjafjallajökull als dunklen Streifen zwischen Schottland und Süd-Norwegen.
Überwachung von Waldbränden
Wald- und Buschbrände können innerhalb kurzer Zeit enorme Waldflächen vernichten und dabei auch Siedlungen zerstören. Bei Trockenheit und ungünstigen Windbedingungen sind sie außerdem nur mit großem Aufwand wirkungsvoll einzudämmen. Deshalb ist es wichtig, dass Waldbrände möglichst frühzeitig entdeckt und bekämpft werden.
Satellitendaten liefern Informationen über bestehende Brandgefahr und helfen bei der Suche nach Bränden. Im Ernstfall werden dann sofort die Einsatzkräfte alarmiert. Mit diesen Daten kann auch die Entwicklung eines Waldbrands verfolgt und nach dem Ende des Brandes das Ausmaß des Schadens bewertet werden.
Das Satellitenbild zeigt das Umland von Melbourne im Südosten Australiens, das im Jahr 2009 von verheerenden Waldbränden heimgesucht wurde. Dichte Rauchwolken aktiver Feuer hängen über dem Gelände, die bereits abgebrannten Flächen erscheinen im Bild braun.