Aqua (EOS-PM1)

Im Rahmen von ESE und EOS eingesetzter Satellit der NASA zur Ermittlung von genauen ozeanographischen und atmosphärischen Messdaten mit dem Ziel eines besseren Verständnisses des Erdklimas und seiner Änderungen. Seine Sensoren messen während der zunächst auf 6 Jahre angelegten Mission Bewölkung, Niederschlag, Lufttemperatur, Luftfeuchte, Schneebedeckung, Meereseis und Meeresoberflächentemperatur.

Aquas Orbit

Auf einer niedrigen, sonnensynchronen Umlaufbahn (705 km) mit 98,2 Grad Neigung überquerte Aqua den Äquator ursprünglich jeden Tag zur selben Zeit. Aqua befand sich während der meisten seiner ersten 20 Jahre als dritter Satellit im sogenannten "A-Train" mit mehreren anderen Satelliten (OCO-2, der japanische GCOM W1, PARASOL, CALIPSO, CloudSat und Aura). Im Januar 2022 verließ Aqua jedoch den "A-Train" (wie bereits Cloud Sat, CALIPSO und PARASOL), als er aufgrund seiner begrenzten Treibstoffvorräte in einen frei driftenden Modus überging, bei dem die Zeit des Äquatorübergangs von seiner streng kontrollierten Umlaufbahn langsam auf spätere Zeiten verschoben wird. Aqua ist zu Anfang des Jahres 2023 noch immer aktiv.

Aufgaben

Als wissenschaftlicher Forschungssatellit untersucht er nicht nur den Niederschlag, die Verdunstung und den Kreislauf des Wassers. Vielmehr hat diese geowissenschaftliche Mission ein sehr hohes Maß an Präzision bei der Durchführung der wichtigsten Langzeitmessungen bewiesen. Diese hochkalibrierten Messungen der Strahlungsdichte, des Reflexionsgrads und der Rückstreuung wurden zur Kreuzkalibrierung früherer und aktueller Sensoren der NASA sowie einer Vielzahl von Sensoren anderer Behörden und der internationalen Gemeinschaft verwendet. Tausende von Wissenschaftlern und Nutzern aus der ganzen Welt haben die Aqua-Daten genutzt, um die sechs interdisziplinären erdwissenschaftlichen Schwerpunktbereiche der NASA zu bearbeiten: Atmosphärische Zusammensetzung, Wetter, Kohlenstoffkreislauf und Ökosysteme, Wasser- und Energiekreislauf, Klimavariabilität und -veränderung sowie Erdoberfläche und Erdinneres.

Aquas Sensoren

• AMSR-E (Advanced Microwave Scanning Radiometer-EOS)
• AIRS (Atmospheric Infrared Sounder)
• AMSU-A (Advanced Microwave Sounding Unit-A)
• CERES (Cloud's and the Earth's Radiant Energy System)
• HSB (Humidity Sounder for Brazil) und als Hauptinstrument
• MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer).

Datenbeispiel 1: River of Haze

Der MODIS-Sensor an Bord des NASA-Satelliten Aqua nahm das folgende Bild eines dicken Dunststroms (haze) über Nordindien und Bangladesh am 10. Januar 2013 auf. Es ist eine häufige Erscheinung im Winter. Der Dunst oder Smog entstammt vermutlich einer Mischung von städtischer und industrieller Luftverschmutzung, landwirtschaftlichen Feuern kombiniert mit einem regionalen meteorologischen Phänomen, einer Temperaturinversion. Gewöhnlich ist die Luft in höheren Atmosphärenschichten kühler als die in Bodennähe, eine Situation, die es warmer Luft erlaubt, aufzusteigen und dabei Schadstoffe zu verteilen. Allerdings reichert sich im Winter oft Kaltluft über Nordindien an und hält so die Verschmutzung in unteren Luftschichten, wo sie für die menschliche Gesundheit sehr nachteilig ist.

Die schlechte Luftqualität ist im vergangenen Jahrzehnt zu einem bedeutenden Problem für Indien und Bangladesh geworden. Nach einer Studie stieg in Indiens Großstädten zwischen 2002 und 2010 die Luftbelastung schneller an, als in den rasch wachsenden Städten Chinas. Viele indische Städte verzeichneten zweistellige Zuwächse der Luftbelastung. Kalkutta, Indiens drittgrößte Stadt, erreicht einen Anstieg von 11,5 %, Bangalore erzielte mit 34 % den stärksten Zuwachs aller indischen Städte.

Die Untersuchung beruhte auf MODIS-Daten und Daten des Multi-angle Imaging SpectroRadiometer (MISR) auf dem NASA-Satelliten Terra.

River of Haze Quelle: NASA

Datenbeispiel 2: Steigende Temperaturen der Meeresoberfläche im Golf von Mexiko

Meeresoberflächentemperaturen im Golf von Mexiko erwärmen sich auf natürliche Weise wegen der sommerlichen Temperaturzunahme. Diese warmen Wassertemperaturen begünstigen die Bildung von tropischen Stürmen und Hurrikanen im Golf von Mexiko und vor der Ostküste der USA. Im Allgemeinen tendieren Hurrikane dazu, sich über warmen tropischen Ozeanen zu bilden, deren Wasser ca. 28 °C oder höher ist. Diese Gebiete sind in der Grafik links gelb, orange und rot eingefärbt.

Die Grafik entstand auf der Basis von gemischten Daten aus dem Mikrowellen- und Infrarotbereich, aufgenommen von den Instrumenten AMSR-E und MODIS an Bord des Satelliten Aqua und des Instruments TMI an Bord des Satelliten TRMM.

Steigende Temperaturen der Meeresoberfläche im Golf von Mexiko Quelle: NASA

Weitere Informationen:

• Aqua Brochure (NASA GSFC)
• Science Writer's Guide to Aqua (NASA)
• The Water Cycle (NASA)
• Aqua - Startseite (NASA GSFC)
• Aqua-Profil im CEOS EO Handbook (CEOS / ESA)
• Aqua - Satellite missions Directory (eoPortal Directory)