Klimatologie und Fernerkundung
Im Wesentlichen sind die für klimatologische Aufgaben genutzten Fernerkundungssysteme identisch mit denen, die mit meteorologischer Zielsetzung (s. Meteorologie und Fernerkundung) verwendet werden. Dies gilt auch weitgehend für die beobachteten Parameter, allerdings mit anderer Schwerpunktsetzung und anderen Raum- und Zeitskalen. Natürlich nutzt die Klimaforschung weiterhin und in sinnvoller Ergänzung zu den Fernerkundungsmethoden diverse in situ-Messungen (Bodenstationen, Ozeanwetterschiffe, Radiosondenstationen, phänologische Gärten).
Das folgende Bildpaar des Satelliten Suomi NPP vom 15.11. 2013 belegt die Klimawirksamkeit von Gebirgen. Die Ketten des Himalaya - sie enthalten einige der höchsten Berggipfel der Erde - dienen als klimawirksame Grenze zwischen Zentral- und Südasien. Die Trennung zwischen kalter Luft aus dem Norden und warmer, feuchter Luft aus dem Süden wird offensichtlich, wenn man auf die Schneeflächen des Echtfarbenbildes (oben) sieht, die sich auf der Nordseite der Kammregionen erstrecken.
Die Unterschiede im Klima und bei Eigenheiten an der Erdoberfläche werden noch deutlicher, wenn man das Nahinfrarotbild (unten) anschaut, statt des Echtfarbenbildes. Drei Spektralbänder des Instrumentes VIIRS sind in diesem Bild kombiniert (SVM05, SVM07 und SVM10), und die resultierenden Farben wurden verstärkt. Im Allgemeinen helfen diese Bänder, die Unterschiede zwischen den Farben der schneefreien Erdoberfläche (SVM05, 07) und der Schneebedeckung (SVM10) zu unterscheiden. Grüne Gebiete stehen in diesem Bild für vegetationsreiche Oberflächen, weiß für Schnee und grau meist für vegetationslose, kühle Oberflächen. Kleine Seen treten verstreut über das Bild auf. Sie sind in dem Nahinfrarotbild nicht nur deutlicher sichtbar, sondern man erkennt an der rostroten Farbe mancher Seen deren höhere Phytoplanktonkonzentration.
Klimagrenze im Bild I Der Himalaya Echtfarbenbild |
Klimagrenze im Bild II Der Himalaya Nahinfrarotbild Quelle: NOAA |
Meteorologisch- /klimatologische Parameter werden ergänzt durch solche, die mittel- bis längerfristige Aussagen über Klimaentwicklung erlauben. So ist für das volle Verständnis des irdischen Klimas das Monitoring aller Komponenten des Systems Erde zumindest in Teilen vonnöten, einschließlich ihrer Interaktionen.
Dazu gehören:
- die Atmosphäre
- die Kryosphäre
- die Biosphäre
- die Hydrosphäre
- Aspekte der festen Erde, z.B. der Vulkanismus der Lithosphäre oder das irdische Magnetfeld und das Schwerefeld
Schließlich müssen im Zusammenhang mit äußeren Klimaantrieben (external forcing) Veränderungen der Solarstrahlung, der Erdbahnparameter und auch menschliche Aktivitäten berücksichtigt werden.
Für die Betrachtung von Klimaveränderungen werden lange Beobachtungszeitreihen der verschiedenen Parameter benötigt. Fernerkundung, insbesondere Satellitenfernerkundung kann diese erst seit wenigen Jahrzehnten bereit stellen. Die aktuellen Daten müssen daher durch die Ergebnisse von älteren, konventionellen Messungen und die Einbeziehung von indirekten Methoden der Datengewinnung (Proxydaten wie Warvenchronologie, Korallenanalyse) ergänzt werden.
Bedeutende Klimaanomalien und Wetterereignisse im Jahr 2020 Link zur Zusammenfassung des Berichts von NOAA NCEI: http://bit.ly/Global202012. Quelle: NOAA |
Weitere Informationen:
- Die Werkzeuge der Klimaforschung (DKRZ/MPI)
- SAT-KLIM: Das satellitengestützte Klimaüberwachungssystem des DWD (DWD)
- Introduction to Climate Change - Lecture Notes for Meteorologists (David D. Houghton, WMO)
- Global Forest Observations for Carbon Tracking (The Earth Observation Handbook Rio+20)
- Monitoring the Climate System with Satellites (MetEd/UCAR-Lernmodul, kostenfrei anmelden für PW-Zugang)
- Satellite Earth Observations in Support of Climate Information Challenges (CEOS / ESA 2015)
- WMO - World Climate Programme
- Klimaüberwachung beim Deutschen Wetterdienst (DWD)
- Die deutschen Klimabeobachtungssysteme (DWD)
- Klimadaten / Klimakarten weltweit u.a. (DWD, Kurzadressen)
- Integrated Climate Data Center, dt. /e. (ICDC, Uni Hamburg)
- Copernicus Climate and Atmosphere services provide 2021 climate insights on a global scale (Copernicus)