Satellitenmessung Brand – Wie funktioniert die Feuerwache aus dem All?

Wenn ihr unseren letzten Beitrag gelesen habt, dann wisst ihr, dass die Erde rund um die Uhr von Satelliten überwacht wird. Dies hat zur Folge, dass wir immer häufiger werdende Gefahren wie lodernde Waldbrände oder schmelzendes Meereis stets aktuell verfolgen können. Doch wie messen unsere Augen aus dem All die Meereisbedeckung oder erkennen einen Waldbrand? Satelliten transportieren auf ihrem Weg um die Erde verschiedene Messinstrumente, die passiv oder aktiv Messungen durchführen. Passiv messende Sensoren erfassen die natürlich vorhandene Strahlung in verschiedenen Wellenlängenbereichen. Je nach Wellenlänge kann man daraus verschiedene Eigenschaften über die beobachtete Strahlungsquelle ableiten. Meereis hat eine hohe Albedo, reflektiert also bei Tag die Sonnenstrahlung gut und hebt sich vom Ozean ab. Ebenso kann man durch Messungen von Wärmestrahlung im thermischen Infrarotbereich (10-12 Mikrometer) die Temperatur der Strahlungsquellen bestimmen. Dadurch können Brandherde identifiziert und deren Intensität bestimmt werden aber auch Rückschlüsse über die Meereisdicke gezogen werden. Wolken stellen im sichtbaren und Infrarotbereich einen Störungsfaktor dar, da sie Strahlung absorbieren und emittieren. Hier kommen Mikrowellenradiometer ins Spiel, da Wolken in diesem Bereich nahezu unsichtbar sind. Die Emission von Mikrowellen hängt von physikalischen Eigenschaften ab, wie Material, Molekülzusammensetzung oder Kristallstruktur, sodass man z.B. mehrjähriges von einjährigem Eis unterscheiden kann. Neben den passiv messenden Sensoren gibt es auch Satelliten die mit aktiven Messgeräten wie Radar oder Lidar ausgestattet sind. Diese strahlen Mikrowellen oder Laserimpulse aus und messen die zurückgestreute Strahlung. Aus der Stärke der Rückstrahlung und der Zeitverzögerung kann man Informationen über die Beschaffenheit des Objektes gewinnen.

Text: Matteo Urzi
Bilder: Olaf Börner