Methan (CH4) ist nach Kohlenstoffdioxid (CO2) das wichtigste anthropogene Treibhausgas. Daher ist es wichtig, die atmosphärischen Konzentrationen dieser Gase streng zu überwachen. Wie aber kann man mittels Satelliten die atmosphärische Methan-Konzentration messen? Und Was zeigen uns diese Messungen?
Light is reflected in a specific direction from smooth surfaces, while rough surfaces scatter it in many directions. Radar satellites use this principle for Earth observation. They send microwaves to the Earth and analyze the returning signals to identify different types of surfaces. Smooth surfaces appear differently on radar images compared to rough ones. By analyzing these differences, scientists can gather important information about the Earth’s surface. Stay tuned to learn more!
Measuring temperatures is something we do every day. But how do you measure the temperature of the entire Earth? This video introduces you to the Sentinel-3 satellite, our “thermometer in space.” You’ll learn how it measures the Earth’s heat from 800 km above, and what we can learn from it. We’ll look at fascinating thermal images, like one from a heatwave in Egypt. You’ll see how cities, deserts, and forests have different temperatures. In the end, we’ll explain why these measurements are so important for understanding climate change and extreme weather events.
Temperaturen messen, das machen wir jeden Tag. Aber wie misst man die Temperatur der ganzen Erde? Dieses Video zeigt euch den Satelliten Sentinel-3, unser “Thermometer im Weltraum”. Ihr erfahrt, wie er aus 800 km Höhe die Wärme der Erde misst und was wir daraus lernen können. Wir schauen uns spannende Wärmebilder an, zum Beispiel von einer Hitzewelle in Ägypten. Ihr seht, wie unterschiedlich warm Städte, Wüsten und Wälder sind. Am Ende erklären wir, warum diese Messungen so wichtig sind, um Klimawandel und extreme Wetterereignisse zu verstehen.
Reflection in Focus – Earth Observation by Radar Satellites
Radar satellites use the reflective properties of the Earth’s surface to gather valuable information. These satellites send electromagnetic waves to the Earth, which are reflected back from the surface and return to the satellite. The analysis of these returning signals makes it possible to identify different materials, structures, and even changes over time. But how do radar satellites use reflection to capture and analyze data about the Earth’s surface? And what can actually be detected in radar images?
Use the worksheetfor this lesson to explore the phenomenon of reflection from the perspective of radar satellites with the help of the satellite image!
Watch the learning video and read the operating instructions carefully!
Learning Video:
How do radar satellites use reflection to analyze the Earth’s surface?
Operating Instructions:
1. Display the interactive map:
Simply click on to switch to the interactive map and work with the satellite data. Mit einem Klick auf , you can return here!
2. Working on the Interactive Map:
Click on the icon: in the interactive map to display details about the satellite data.
This button displays an image of the dataset on the map (there is only one image in this dataset).
You can also use it to hide and show the image again, which is indicated by this icon:
If you activate this button at the bottom of the image, you can read the reflection strength of the pixels. The higher the number (0-255), the stronger the reflection. A click on the image deactivates the mode.
The tools you can use to edit the image are accessed by clicking on “Tools”(1) auf. The help button (2) shows a short video explaining how to use the tool
3. What exactly does the tool do?
The tool marks pixels in the radar image that look similar, meaning they have similar reflection properties.
You activate the button and then click on a pixel in the satellite image. The tool will now mark all other pixels in the satellite image that are similar, meaning they have similar reflection properties. You can adjust how similar they need to be using the “Adjust Tolerance” slider.
0 means: Zero tolerance! Only pixels that have exactly the same value (reflection) as the pixel selected in the image will be marked.
100 means: Very tolerant! Pixels will be marked that fall within a value range of ±100 around the selected pixel.
After a short calculation time, the tool displays the area of the marked region in square meters in the satellite image.
Das Erzeugen scharfer Bilder aus dem All mit langwelligen elektromagnetischen Wellen stellt eine bedeutende technische Herausforderung dar. SAR, oder Synthetic Aperture Radar, ist eine Technologie, die es ermöglicht, die scheinbaren Grenzen der Physik zu überwinden. In diesem Video erfahrt ihr, wie SAR funktioniert und wie es physikalische Prinzipien nutzt, um physikalische Einschränkungen zu umgehen
Satellitenbilder zeigen die Schönheit der Erde, ermöglichen neue Erkenntnisse in der Forschung und liefern wichtige Daten für zahlreiche Anwendungsbereiche. Doch was kann man auf ihnen wohl am häufigsten beobachten? Die Antwort: Wolken, Wolken und nochmals Wolken. Eine zeitlich lückenlose Beobachtung der Vorgänge auf der Erdoberfläche vom Weltall aus wird so natürlich erschwert. Doch es gibt Satelliten und Sensoren, für die Wolken kein Problem darstellen und die eine ganze Reihe von Eigenschaften haben, die sie zu wichtigen Werkzeugen für die Beobachtung unseres Planeten machen – die Radarsatelliten.
Licht wird von glatten Oberflächen in eine bestimmte Richtung reflektiert, während raue Oberflächen es in viele Richtungen streuen. Dieses Prinzip nutzen Radarsatelliten zur Erdbeobachtung. Sie senden Mikrowellen zur Erde und analysieren die zurückkehrenden Signale, um verschiedene Oberflächenarten zu identifizieren. Glatte Oberflächen erscheinen anders auf den Radaraufnahmen als raue. Durch die Analyse dieser Unterschiede können Wissenschaftler wichtige Informationen über die Erdoberfläche gewinnen. Bleibt dran, um mehr zu erfahren!
Reflexion im Fokus- Erdbeobachtung durch Radarsatelliten
Die Reflexion ist ein Schlüsselphänomen, das uns so selbstverständlich wie unser Spiegelbild erscheint. Tatsächlich geht es weit darüber hinaus. Wie weit? Nun, in unserem Beispiel sind es rund 700 km in den Weltraum. Denn auch Radarsatelliten nutzen die Reflexionseigenschaften der Erdoberfläche, um wertvolle Informationen zu sammeln Diese Satelliten senden elektromagnetische Wellen zur Erde, die von der Oberfläche reflektiert werden und zurück zum Satelliten gelangen. Die Analyse dieser zurückkehrenden Signale ermöglicht es, unterschiedliche Materialien, Strukturen und sogar Veränderungen im Laufe der Zeit zu identifizieren. Aber wie nutzen Radarsatelliten die Reflexion, um Daten über die Erdoberfläche zu erfassen und zu analysieren. Und was kann in Rdarbildern eigentlich erkennen?
Nutze das Arbeitsblatt zu dieser Lerneinheit um mit Hilfe des Satellitenbildes dem Phänomen der Reflexion aus der Perspektive der Radarsatelliten auf den Grund zu gehen!
Schau dir dazu das Lernvideoan und ließ die die Hinweise zur Bedienung genau durch!
Lernvideo:
Wie nutzen Radarsatelliten die Reflexion um die Eroberfläche zu analysieren?
Hinweise zur Bedienung:
1. Interaktiven Karte einblenden:
Klicke einfach auf um zur interaktiven Karte zu wechseln und mit den Satellitendaten zu arbeiten. Mit einem Klick auf kommst du zurück zu hierher!
2. Arbeiten auf der interaktiven Karte:
Klicke auf das Symbol: in der interaktiven Karte um Details zu den Satellitendaten einzublenden.
Dieser Button zeigt ein Bild des Datensatzes auf der Karte an (in diesem Datensatz gibt es nur ein Bild) .
Du kannst es damit auch wieder aus -und wieder einblenden, was durch dieses Symbol angezeigt wird:
Aktivierst du diesen Button am unteren Bildrand, kannst du die Relexionsstärke der Pixel ablesen. Je höher die Zahl ( 0-255) desto stärker die Reflexion. Ein Klick ins Bild deaktiviert den Modus
Die Werkzeuge mit denen du das Bild bearbeiten kannst rufst du Mit einem Klick auf “Werkzeuge” (1) auf. Der Hilfebutton (2) zeigt in einem kurzen Video wie das Werkzeug bedient wird.
3. Was macht das Werkzeug genau?
Das Werkzeug markiert Pixel im Radarbild die sich ähnlich sehen, also ähnliche Reflexionseigenschaften haben.
Man aktiviert den Button und klickt dann auf einen Pixel im Satellitenbild. Das Tool markiert jetzt alle anderen Pixel im Satellitenbild die diesem ähnlich sind, also ähnliche Relexionseigenschaften haben. Wie ähnlich sie sich sein sollen, können wir mit dem Regler “Adjust Tolerance” einstellen.
0 bedeutet: Null Tolleranz! Es werden nur Pixel markiert, die genau den selben Wert ( Reflexion )haben wie das Pixel, das im Bild ausgewählt wurde.
100 bedeutet: Sehr tollerant! Es werden Pixel markiert us die in einem Wertebereich +- 100 um den gewählten Pixel liegen.
Nach einer kuzen Berechnungszeit zeigt das Werkzeug an, wie vielen Quadratmetern die markierte Fläche im Satellitenbild entspricht.
Hitzewellen sind gefährlich für die Gesundheit und kosten zahlreiche Leben, trocknen die Landschaft aus und erhöhen das Risiko für Ernteausfälle, Tiersterben und Brände. Im Sommer 2023 suchten mehrere schwere Hitzewellen den Mittelmeerraum heim. Hitzeinseln sind von diesen Temperaturextremen besonders betroffen, da diese nachts die Hitze nur langsam abgeben. Dadurch besteht ein erhöhtes Risiko für alle Menschen, die dort leben. Mit dem Erdbeobachtungs-Satelliten Sentinel-3 lässt sich die Oberflächentemperatur über große Flächen hinweg bestimmen, um besonders stark betroffene Risikogebiete zu überwachen und es lassen sich einfache Maßnahmen identifizieren, um das Risiko in Zukunft zu verringern.
Im Arbeitsblatt und der App werden anhand von Satelitenbildern mit Echtfarben, Pflanzenbewuchs und Bodentemperaturen genauer unter die Lupe genommen und darauf aufbauend geplante und umgesetzte Maßnahmen dagegen diskutiert.
to switch to the interactive map and work with the satellite data. Mit einem Klick auf 
, you can return here!
in the interactive map to display details about the satellite data.
displays an image of the dataset on the map (there is only one image in this dataset).
at the bottom of the image, you can read the reflection strength of the pixels. The higher the number (0-255), the stronger the reflection. A click on the image deactivates the mode.
and then click on a pixel in the satellite image. The tool will now mark all other pixels in the satellite image that are similar, meaning they have similar reflection properties. You can adjust how similar they need to be using the “Adjust Tolerance” slider. 
