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.
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!
Satellitenbilder zeigen unseren Planeten aus neuen Blickwinkeln und in den ungewöhnlichsten Farben. Doch sie sehen nicht nur schön aus! Mit ihrer Hilfe werden vor allem Informationen gesammelt deren Analyse zum Verständnis des Systems Erde und des Wandels in dem es sich befindet einen unschätzbaren Beitrag leisten. Doch wie geschieht das? Wie sehen diese stillen Beobachter, die Satelliten, aus? Welche Daten liefern sie und wie helfen sie uns dabei die hochdynamischen Prozesse auf unserem Planeten zu verstehen und zu erkennen welche Rolle der Mensch dabei spielt?
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Das elektromagnetische Spektrum- Einführung
Satelliten können Merkmale unserer Umwelt aufzeichnen, die uns Menschen verborgen bleiben. Doch was genau sehen sie denn, was wir nicht sehen?
Einführung in das elektromagnetische Spektrum
Elektromagnetisches Spektrum – Vertiefung
Alle Informationen, die von erdbeobachtenden Satelliten gesammelt werden sind aus den Wellen des elektromagnetischen Spektrums abgeleitet. Grund genug, sich diese elektromagnetischen Wellen und ihre Eigenschaften einmal genauer anzuschauen.
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Die Welt in Infrarot
Den meisten Menschen ist Infrarot aus dem Alltag ein Begriff. Wärmebildkameras, Infrarotlampen, aber auch Fernbedingungen oder die Körperscanner am Flughafen verwenden Infrarot. Wir Menschen können Infrarot nicht sehen, nehmen es aber teilweise als Wärme wahr. Also was genau ist Infrarot und wie wird es in der Erdbeobachtung eingesetzt?
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Die räumliche Auflösung
Wie genau wir unsere Umwelt mit Hilfe von Satelliten beobachten können, hängt maßgeblich von verschiedenen Eigenschaften ihrer Sensoren ab, denn diese entscheiden darüber, wie detailliert Informationen über die Erdoberfläche aufgezeichnet werden. Aber warum verwendet die Fernerkundung nicht einfach nur Sensoren mit einer hohen Auflösung, um uns eine detailgenaue Abbildung der Erdoberfläche zu ermöglichen?
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Die spektrale Auflösung
Spektrale Satellitensensoren sehen die Erde grau. Dies liegt daran, dass sie jeden Wellenlängenbereichen getrennt voneinander in so genannten Spektralkanälen aufnehmen. Die spektrale Auflösung, also die Anzahl der Spektralkanäle, ist eine wichtige Eigenschaft von Satellitensensoren. Doch welche spektrale Auflösung sollte ein Sensor haben und warum können nicht alle Bereiche des elektromagnetischen Spektrums gemessen werden?
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Erdbeobachtung von der ISS
Ganze 400 km von unserer Erde entfernt, befindet sich die Internationale Raumstation, die ISS. Binnen 92 min umkreist die fußballfeldgroße Station unseren Planeten und ist seit dem Jahr 2000 ständig bewohnt. Sie bietet ein einzigartiges Potential für die Forschung in verschiedensten naturwissenschaftlichen Gebieten – und auch für die Erdbeobachtung! Werfen wir also einen kurzen Blick auf einige wichtige Sensorsysteme, die sich auf der ISS befinden und mit ihren Missionen die Beobachtung und die Erforschung unseres Planeten vorantreiben.
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Landnutzungswandel
Wir Menschen verändern die Landoberfläche unserer Erde aktiv – und das, in einem viel größeren Maßstab und mit dramatischeren Folgen als jemals zuvor. Wozu führen die Veränderungen bei der Landnutzung? Und wie lassen sich diese global verfolgen und darstellen? Satellitenaufnahmen ermöglichen uns die Veränderungen in der Landnutzung sehr genau zu dokumentieren. Sie machen das Erfassen der Landbedeckung möglich und liefern Informationen über die Landnutzung auf globaler Ebene. Sie ermöglichen uns Prozesse des Landnutzungswandels und die damit verbundenen Entwicklungen zu verstehen und zu begleiten.
Bereits heute zeigen sich vermehrt Hitzeperioden, die gerade die Menschen in den Städten belasten. Besonders ältere Menschen leiden, für manche hat es lebensbedrohliche Folgen. Vor dem Hintergrund des Klimawandels und Prognosen, dass zwei Drittel der Weltbevölkerung bis 2050 in den Städten leben werden, ist das Stadtklima ein aktuelles und relevantes Thema.
Paris ist eine der am stärksten betroffenen Städte Europas. Sommernächte sind hier bis zu 4 K wärmer, als im Umland. In den Hitzewellen im Sommer 2022 war Paris besonders stark betroffen, allerdings laufen hier auch bereits Projekte, um das Problem zu reduzieren, in dem Verkehrsflächen zu Grünflächen umgewandelt werden.
Im Arbeitsblatt und der App werden anhand von Satelitenbildern mit Echtfarben, Pflanzenbewuchs und Bodentemperaturen die Ursachen der Urbanen Hitzeinsel Paris genauer unter die Lupe genommen und darauf aufbauend geplante und umgesetzte Maßnahmen dagegen diskutiert.
Im Pariser Klimaabkommen aus dem Jahr 2015 wurde das Ziel festgelegt, den Anstieg der globalen Mitteltemperatur auf 2°C beziehungsweise auf 1,5°C zu begrenzen. Dies ist nötig, da die Folgen der Klimaänderung bei jedem 0,1°C Erwärmung unbeherrschbarer werden. Mithilfe verschiedener Daten kann errechnet werden, wie viele Jahre noch bleiben, bis das 1,5°-Ziel und das 2°-Ziel erreicht werden.
Pariser Klimaabkommen
2°C-Ziel bzw. 1,5°C-Ziel
CO2-Emissionen
CO2-Budget
Klimakonferenzen
Umstellung der Energiesysteme
UN-Ziele für Nachhaltige Entwicklung
Pariser Klimaabkommen: Wieviel Zeit bleibt uns noch?
