HELMHOLTZ-ALLIANZ FERNERKUNDUNG UND DYNAMIK DES ERDSYSTEMS HELMHOLTZ ALLIANCE REMOTE SENSING AND EARTH SYSTEM DYNAMICS
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HELMHOLTZ-ALLIANZ FERNERKUNDUNG UND DYNAMIK DES ERDSYSTEMS HELMHOLTZ ALLIANCE REMOTE SENSING AND EARTH SYSTEM DYNAMICS
Published by
Helmholtz Alliance ‘Remote Sensing and Earth System Dynamics’
Adress
Microwaves and Radar Institute
Oberpfaffenhofen
D-82234 Weßling
Germany
Editors
Dipl. Ing. Sandra Reigber
Phone: +49 8153 28 3165
Prof. Dr. Irena Hajnsek
Phone: +49 8153 28 2363
Prof. Dr. Alberto Moreira
Phone: +49 8153 28 2306
Authors
Alberto Moreira (DLR), Irena Hajnsek (DLR/ETHZ), Sandra Reigber (DLR),
Andreas Huth (UFZ), Kostas Papathanassiou (DLR), Rico Fischer (UFZ),
Thomas Walter (GFZ), Michael Eineder (DLR), Carsten Montzka (FZJ),
Ute Wollschläger (UFZ), Angelika Humbert (AWI), Matthias Braun (FAU)
Layout
Sandra Reigber (DLR)
Printing
Digital- & Offsetdruck Wolfertstetter KG, Gilching
Publication
Oberpfaffenhofen, November 2017
Reprinting or other use (including excerpts) only permitted after prior
agreement with the Helmholtz Alliance.
More information about the Helmholtz Alliance on web under
www.hgf-eda.de
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Inhaltsverzeichnis
Table of Contents
Vorwort
Foreword ………………………………………………………………………………………………………………..... 4
Wissenslücken
Missing Links ……………………………………………………………………………………………………………... 6
Die Helmholtz-Allianz „Fernerkundung und Dynamik des Erdsystems“
The Helmholtz Alliance „Remote Sensing and Earth System Dynamics“ …………………………………………….. 7
Die Neuvermessung der Welt aus dem Weltall: Wälder und ihre Struktur
A new view of the world: measuring forests and their structure from space ……………………………………….. 10
Wie kann man Naturgefahren besser verstehen und Risiken minimieren?
How can we gain a better understanding of natural hazards and minimize the risks? …………………………….. 14
Wie beeinflusst die Bodenfeuchte den Wasser- und Energieaustausch zwischen Boden und Atmosphäre?
How does the soil moisture affect the water and energy exchange between soil and atmosphere? ……………… 18
Mit Satellitenfernerkundung den rasanten Wandel der Kryosphäre quantifizieren
Quantifying the rapid change of the cryosphere with satellite remote sensing …………………………………… 22
Wissenslücken schließen
Closing the gaps ……………………………………………………………………………………………………….... 26
Helmholtz-Allianz in Fakten
Helmholtz Alliance in facts ……………………………………………………………………………………………… 28
Partner und Kontakte
Partners and Contacts …………………………………………………………………………………………..………. 29
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Liebe Leserinnen und Leser, Dear Readers,
das 21. Jahrhundert stellt unsere Gesellschaft vor Heraus- As we progress into the 21st century our society is facing
forderungen globaler Dimension. Neben dem Klimawandel challenges of a global dimension. In addition to climate change,
gehören Ressourcenknappheit, weltweites Bevölkerungs- natural resource shortages, global population growth,
wachstum, Umweltzerstörung und abnehmende Biodiversität zu environmental degradation and declining biodiversity are among
den zentralen Problemen. Satellitensysteme können einen the key issues for which solutions are urgently needed. Satellite
einmaligen Beitrag zur Lösung dieser Herausforderungen leisten, systems offer a unique contribution to address these challenges
da sie eine globale Sicht unseres Planeten ermöglichen und mit by enabling a global view of our planet and delivering
ausgeklügelten Sensoren Informationen über das gesamte sophisticated information about the entire Earth’s system through
Erdsystem liefern. Somit können dynamische Prozesse und die advanced sensor systems. Thus, dynamic processes and the
damit verbundenen hoch komplexen Wechselwirkungen auf der associated highly complex processes on the Earth's surface, in the
Erdoberfläche, im Erdinneren und in der Atmosphäre besser Earth's interior and in the atmosphere can be better understood.
verstanden werden. Ziel ist es, akkurate Prognosen über The goal is to establish accurate forecasts for future development
zukünftige Entwicklungen und den globalen Wandel aufzustellen and global change understanding, thereby contributing to
und damit einen Beitrag für zielgerichtetes politisches und targeted political and social actions at the local, regional and
gesellschaftliches Handeln auf lokaler, regionaler und globaler global levels.
Ebene zu leisten.
In order to move closer to this goal, the Helmholtz Alliance
Um diesem Ziel näher zu kommen, wurde 2012 die Helmholtz- "Remote Sensing and Earth System Dynamics" was founded in
Allianz „Fernerkundung und Dynamik des Erdsystems“ ge- 2012. We are celebrating its fifth anniversary this year. In total,
gründet. Sie feiert dieses Jahr ihren fünften Geburtstag. Insgesamt we are 140 scientists from eight Helmholtz centers, Max Planck
sind wir 140 WissenschaftlerInnen aus acht Helmholtz-Zentren, and Leibniz Institutes as well as other national and international
Max-Planck- und Leibniz-Instituten sowie anderen nationalen und universities and research institutes. The Helmholtz Alliance is
internationalen Universitäten und Forschungseinrichtungen. Die unique with its composition of a comprehensive research
Helmholtz-Allianz ist mit ihrer Zusammensetzung und um- spectrum in four Earth spheres – the Helmholtz review confirmed
fassendem Forschungsspektrum über vier Erdsphären einmalig – this in 2015 through a highly renowned evaluation committee.
dies hat 2015 die Helmholtz-Begutachtung mit einer hoch- The main areas of research in the last five years have been the
karätigen Besetzung bestätigt. Der Forschungsschwerpunkt in den development of algorithms for the estimation of geophysical and
letzten fünf Jahren lag in der Entwicklung von Algorithmen zur biophysical parameters, which provide valuable information to
Bestimmung von geo-/biophysikalischen Parametern, die answer the most current scientific questions in the fields of
Informationen zur Beantwortung hochaktueller wissenschaftlicher biosphere, geosphere, cryosphere and hydrosphere. In addition to
Fragestellungen in der Bio-, Geo-, Kryo- und Hydrosphäre liefern. networking with a broad international scientific community, in
Neben dem Networking mit einer breiten internationalen recent years we have succeeded in preparing 40 doctoral students
Wissenschaftsgemeinde ist es uns in den letzten Jahren gelungen, and 20 postdocs for the data evaluation of the next generation of
40 Doktoranden und 20 Postdocs fit für die Datenauswertung der satellite systems. With this great team many research highlights
nächsten Generation von Satellitensystemen zu machen. Mit have been achieved, as you can see from this brochure. In
diesem großartigen Team wurden viele Forschungs-Highlights addition, more than 150 peer-reviewed publications have been
erreicht, wie Sie aus dieser Broschüre entnehmen können. Ferner published in top-ranked international journals, 30 doctoral theses
wurden über 150 referierte Veröffentlichungen in renommierten have been completed and we have received various awards and
Zeitschriften publiziert, bereits über 30 Doktorarbeiten prizes for our research.
abgeschlossen und für unsere Forschung diverse Auszeichnungen
und Preise verliehen.
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Im Fokus unserer Allianz steht Tandem-L, ein Vorschlag für eine One significant focus of our Alliance has been Tandem-L, a
hochinnovative Satellitenmission zur globalen Beobachtung von proposal for a highly innovative satellite mission for the global
dynamischen Prozessen auf der Erdoberfläche in bisher nicht observation of dynamic processes on the Earth's surface with a
erreichter Qualität und Auflösung. Aufgrund seiner neuartigen hitherto unachieved quality and resolution. Due to its novel
Abbildungstechniken und enormen Aufnahmekapazität wird imaging techniques and enormous imaging capacity, Tandem-L
Tandem-L entscheidend zu einem besseren Verständnis des will contribute significantly to a better understanding of the
Systems Erde und seiner Dynamik beitragen. Im Rahmen eines Earth’s system and its dynamics. As part of a review process led by
vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF)
geführten Begutachtungsprozesses für die Erstellung einer for the establishment of a roadmap for research infrastructures,
Roadmap für Forschungsinfrastrukturen wurde Mitte 2017 das the German Science Council evaluation report was published in
Votum des Wissenschaftsrats veröffentlicht: „Von der Bild- mid-2017 with the positive statement: "The imaging technology
gebungstechnologie in der Tandem-L-Mission wird erwartet, dass in Tandem-L is expected to yield innovative geo-information
sie zu innovativen Geoinformationsprodukten und -dienst- products and services, which can lay the foundation for future
leistungen führt, die das Fundament für künftige nationale und national and international observation and continuous monitoring
internationale Beobachtungen sowie die kontinuierliche of the Earth System and its changes.” We have been working
Überwachung des Erdsystems und dessen Veränderungen legen with this vision since the beginning of our Alliance and aim to
werden.“ Mit dieser Vision arbeiten wir seit Beginn unserer Allianz deliver fundamental contributions to its realization in the next few
und wollen in den nächsten Jahren mit großer Begeisterung und years with great enthusiasm and a great deal of innovation.
viel Innovationskraft einen entscheidenden Beitrag zu ihrer
Verwirklichung leisten.
Prof. Dr. Alberto Moreira
Direktor, DLR-Institut für Hochfrequenztechnik und Radarsysteme
Principle Investigator der Helmholtz-Allianz
Prof. Dr. Alberto Moreira
Director, Microwaves and Radar Institute – DLR
Principle Investigator, Helmholtz Alliance
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Wissenslücken Missing Links
Die Erde ist ein durch Energieflüsse und Stoffkreisläufe verbundenes The Earth is a huge ecosystem connected through energy flows
dynamisches komplexes Ökosystem, dessen vielfältige Austausch- and material cycles, whose complex exchange processes are still
prozesse auch heute noch nicht gänzlich verstanden sind. In Zeiten not fully understood today. However, in times of accelerated
des beschleunigten globalen Wandels sind jedoch das Verständnis global change, the understanding and quantification of these
und die Quantifizierung dieser Prozesse von zentraler gesellschaft- processes are of central importance for human society. Global
licher Bedeutung. Globale bio- und geophysikalische Satellitenpro- bio- and geophysical satellite products, as well as their integration
dukte sowie ihre Integration in Erdsystem-Modelle können hierbei into Earth system models can make a decisive contribution here.
einen entscheidenden Beitrag liefern.
Despite the rethinking in the Earth observation, there are only a
Trotz des Umdenkens in der Erdbeobachtung gibt es heute nur few satellite missions today that directly provide environmentally
wenige Satellitenmissionen, die direkt umwelt- und klimarelevante relevant information. The majority of satellite observation mis-
In-formationen mit hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung sions deliver data as a function of the electromagnetic spectrum
bereit-stellen. Die Mehrzahl der Satellitenmissionen liefern Daten in and no information products at all.
Abhängigkeit von den elektromagnetischen Spektrum und keine
Informationsprodukte.
Die Helmholtz-Allianz war in jeder Hinsicht außerordentlich erfolgreich. Selten wurde eine so gut
qualifizierte und engagierte Gruppe von Wissenschaftlern zusammengebracht, um einige der
dringlichsten Umwelt-fragen unserer Gesellschaft innovativ und interdisziplinär anzugehen. Die
Bemühungen der Allianz haben zu vielen neuen wissenschaftlichen Entdeckungen geführt, aber auch zu
neuen Fortschritten bei der Anwendung von Fernerkundungsmethoden. Am wichtigsten ist vielleicht,
dass die Allianz den immensen Wert, der durch die Implementierung der weltraumgestützten L-Band-
SAR-Interferometrie in Form der Tandem-L-Mission erreicht werden kann, eindeutig demonstriert hat.
Nach fünf Jahren im „External Advisory Board“ der Allianz bin ich davon überzeugt, dass eine solche
Mission für die Erdbeobachtung höchste Priorität haben sollte.
The Helmholtz Alliance has been exceptionally successful by any measure. Rarely has such a well-qualified
and committed group of scientists been brought together to innovatively attack some of our society’s
most pressing environmental questions, both within and across disciplines. The efforts of the Alliance
have generated much new scientific discovery, as well as novel advances in the application of remote
sensing methods. Perhaps most importantly, the Alliance has unambiguously demonstrated the immense
value that will be achieved through the implementation of spaceborne L-band SAR interferometry, in the
form of the Tandem-L mission. After five years of serving on the Alliance External Advisory Board, I am
convinced that such a mission should be of the highest priority for Earth observation.
Prof. Dr. Ralph Dubayah, University of Maryland; Principle Investigator for the Global Ecosystems Dynamics
Investigation Lidar (GEDI) Mission, External Advisory Board member of the Helmholtz Alliance
Die Helmholtz-Allianz hat sich das Ziel gesetzt, eine Verbindung The Helmholtz Alliance aims to establish a link between the
zwischen den dynamischen Prozessen der Erdsysteme und der Erd- dynamic processes of Earth systems and Earth observation. The
beobachtung herzustellen. Der Fokus liegt dabei auf der Erstellung focus is on the development of satellite products, which serve as
von Satellitenprodukten, die als Eingangsparameter für umwelt- input parameters for environmental science models. The satellite
wissenschaftliche Modelle dienen. Die Satellitenprodukte müssen products must be specified precisely to meet the requirements of
hierzu genauestens spezifiziert werden, um den Anforderungen the models in terms of spatial resolution, product accuracy, availa-
der Modelle in Bezug auf räumliche Auflösung, Produktgenauigkeit, bility and coverage. The integration of these satellite products on
-verfügbarkeit und -abdeckung gerecht zu werden. Die Integration a high-resolution global and temporal scale revolutionizes today's
dieser Satellitenprodukte auf einer hochaufgelösten globalen und understanding of dynamic Earth systems.
zeitlichen Skala revolutioniert das heutige Verständnis der
dynamischen Erdsysteme.
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Die Helmholtz-Allianz „Fernerkundung The Helmholtz Alliance “Remote Sensing
und Dynamik des Erdsystems“ und Earth System Dynamics“
Die Helmholtz-Allianz „Fernerkundung und Dynamik des Erdsys- The Helmholtz Alliance “Remote Sensing and Earth System Dyna-
tems“, kurz EDA, ist eine Forschungsallianz mit über 140 inter- mics”, abbreviated to EDA, is a research alliance with more than
disziplinären Wissenschaftlern aus acht Helmholtz-Zentren, acht 140 interdisciplinary scientists from eight Helmholtz Centres, eight
Universitäten, drei außeruniversitären Forschungsinstituten, einer universities, three non-university research institutes, a Federal
Bundesforschungsanstalt sowie zwei internationalen Organisatio- Research Institute and two international organisations. The aim of
nen. Das Ziel der Helmholtz-Allianz ist es, innovative globale bio- the Helmholtz Alliance is the development of innovative global
und geophysikalische Informationsprodukte zu entwickeln, wie sie bio- and geophysical information products that can only be deliv-
durch zukünftige Generationen von Fernerkundungssystemen ered by a new generation of remote sensing satellites, and their
geliefert werden können, und diese in umweltwissenschaftliche integration into environmental science models.
Modelle zu integrieren.
The Helmholtz Alliance is coordinated by the German Aerospace
Die Koordination der Helmholtz-Allianz wird vom Deutschen Zent- Center (DLR) in Oberpfaffenhofen with Prof. Dr. Alberto Moreira
rum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) in Oberpfaffenhofen mit as principle investigator and Prof. Dr. Irena Hajnsek as scientific
Prof. Dr. Alberto Moreira als Principle Investigator und Prof. Dr. Irena coordinator. The research programme currently covers a period of
Hajnsek als wissenschaftliche Koordinatorin durchgeführt. Das five years. The collaborative work began in January 2013.
Forschungsprogramm umfasst zum aktuellen Zeitpunkt eine Dauer
von fünf Jahren. Im Januar 2013 wurde mit der Arbeit begonnen. Due to Germany's leading competence in radar remote sensing
Aufgrund der führenden Kompetenz Deutschlands in der Radar- and the Earth observation mission Tandem-L applied for at the
fernerkundung sowie im Hinblick auf die beim Bundesministerium Federal Ministry of Education and Research, the focus within the
für Bildung und Forschung beantragte Erdbeobachtungsmission project is set on radar satellites. The research activities focus on
Tandem-L wurde der Fokus in der Allianz auf Radarsatelliten gelegt. the following topics in the field of biosphere, geosphere,
Die Forschungsaktivitäten konzentrieren sich dabei auf folgende hydrosphere and cryosphere:
Themen im Bereich der Biosphäre, Geosphäre, Hydrosphäre und
Kryosphäre. • Biosphere: Global forest structure and biomass dynamics are
evaluated for forest and biodiversity monitoring and the
• Biosphäre: Erfassung der globalen Waldstruktur und der quantification of the global carbon cycle;
Biomassedynamik für die Wald- und Biodiversitätsüberwachung
sowie als Eingangsvariable für die Quantifizierung des globalen • Geosphere: The ability to measure topographic variations with
Kohlenstoffkreislaufs; millimetre accuracy is explored for improving the under-
standing of earthquake, volcano and landslide activities;
• Geosphäre: Millimetergenaue Messung topographischer
Veränderungen zur Verbesserung des Verständnisses von • Hydrosphere: The quantification of soil moisture and its
Erdbeben-, Vulkan- und Hangrutschungsaktivitäten; variations at high spatial resolution is assessed with respect to
• Hydrosphäre: Messung der Oberflächenbodenfeuchte und deren hydrological models and the global water cycle;
Variationen bei hoher räumlicher Auflösung in Bezug auf
hydrologische Modelle bzw. den globalen Wasserkreislauf; • Cryosphere: The estimation of melting and change processes
in snow, ice, sea ice and permafrost is assessed in terms of the
• Kryosphäre: Schätzung der Schmelz- und Veränderungsprozesse global climate change.
in Schnee, Eis, Meereis und Permafrost im Hinblick auf den
globalen Klimawandel. With regard to these key topics, many outstanding scientific re-
sults have been achieved over the past few years by the Helmholtz
In Bezug auf diese zentralen Themen konnten in den letzten fünf
Alliance. These results are reflected in 150 reviewed and partly
Jahren viele herausragende wissenschaftliche Ergebnisse innerhalb
awarded publications so far.
der Helmholtz-Allianz erzielt werden. Diese spiegeln sich in über 150
referierten und zum Teil prämierten Publikationen wieder.
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Darüber hinaus ergaben sich im Laufe der letzten fünf Jahre durch In addition, the interdisciplinary collaboration between the
die interdisziplinäre Zusammenarbeit der Wissenschaftler vielfältige scientists of the Helmholtz Alliance has resulted in a variety of
Querverbindungsaktivitäten, deren Ergebnisse von themenüber- cross-linking activities and the attained results are of cross-
greifender Relevanz sind. relevance for all Alliance topics.
Die Förderung des wissenschaftlichen Austauschs zwischen den be- The promotion of scientific exchange between the participating
teiligten Partnerorganisationen stellt eine der wichtigsten Net- partner institutes is one of the most important management
working-Aktivitäten der Allianz dar. Erreicht wird dies sowohl durch activities of the Helmholtz Alliance. This is achieved by organising
die Organisation von regelmäßigen Workshops, Seminaren und annual workshops, seminars and summer schools as well as by
Sommerschulen als auch durch die Planung und Durchführung planning and conducting joint field campaigns. For example, it
gemein-samer Feldkampagnen. Es hat sich zum Beispiel gezeigt, has been shown that the establishment of common test sites
dass die Festlegung auf bereits etablierte Testgebiete zu wertvollen leads to valuable synergy effects between the scientists of differ-
Synergieeffekten zwischen den einzelnen Wissenschaftlern führt. ent work packages and research facilities.
Wir befinden uns derzeit in einem Wandel in der Erdbeobachtung. So werden Satellitenprodukte nicht
mehr nur noch als wissenschaftliches Spielzeug sondern als verlässliche Datengrundlage anerkannt und
auch genutzt. Hieraus entstand die Idee der Helmholtz-Allianz, eine Gemeinschaft zu bilden, die sich zum
Ziel gesetzt hat, aus Satellitendaten Informationsprodukte zu entwickeln. Dabei haben wir uns nicht nur
auf einen speziellen Bereich konzentriert, sondern wollten gleich Verbindungen zwischen den verschie-
denen Erdsystemen bilden. Insgesamt haben wir diese Herausforderung gut gemeistert. Wir konnten
während unserer Allianz nicht nur Satellitenprodukte definieren und entwickeln, sondern auch eine
gemeinsame Sprache finden und lernten die Anforderungen der anderen zu verstehen.
We are currently undergoing a change in Earth observation. Satellite information products are no longer
only recognised and used as scientific toy but also as a reliable data basis. The Helmholtz Alliance was
born from this idea to form a community with the aim to develop information products from satellite
data. Here, we did not only concentrate on a specific area, but also wanted to establish connections
between the different Earth systems. Overall, we have mastered all the challenges very well. Within the
framework of our alliance, we have not only defined and developed satellite products, but also found a
common language and learned to understand the needs of others.
Prof. Dr. Irena Hajnsek, ETH Zurich and German Aerospace Center;
Scientific Coordinator of the Helmholtz-Alliance
Darüber hinaus bildet die Allianzwoche, welche jährlich in Gar- In addition, the Alliance Week, which is held annually in Gar-
misch-Partenkirchen durchgeführt wird, ein wichtiges Forum zum misch-Partenkirchen, is an important forum for exchanging ideas
Ideenaustausch und zur Planung künftiger Projektvorhaben. Inner- and planning future projects. Within four days, all participants
halb von vier Tagen erhalten alle Teilnehmer einen tiefen Einblick in could get a deep insight into the ongoing scientific progress of
den laufenden wissenschaftlichen Fortschritt der verschiedenen Ar- the various work packages. An emphasis of the meeting is set on
beitspakete. Ein Schwerpunkt des Treffens liegt auf der Vernetzung networking and discussion among scientists. On the one hand,
und Diskussion der Wissenschaftler untereinander. Dadurch wird this significantly improves the understanding between the differ-
zum einen das Verständnis zwischen den verschiedenen Forschungs- ent work packages of different spheres and on the other hand,
aktivitäten unterschiedlicher Sphären gefördert und zum anderen cooperations are intensified and concrete recommendations for
werden Kooperationen intensiviert und konkrete Empfehlungen zur the improvement of the project results are formulated.
Verbesserung der Projektergebnisse formuliert.
So far, up to 100 scientists from all partner institutes, as well as
Bisher nahmen jährlich bis zu 100 Wissenschaftler aus allen Partner- the "External Advisory Board" and the "User Advisory Board"
instituten, sowie dem „External Advisory Board“ und dem „User have participated in this event every year. Both committees,
Advisory Board“ an dieser Veranstaltung teil. Beide Gremien, be- consisting of ten internationally renowned experts, were assem-
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stehend aus zehn international renommierten Experten, wurden bled exclusively for the Helmholtz Alliance in order to evaluate
exklusiv.für.die.Helmholtz-Allianz.zusammengestellt,.um.den.wis- scientific progress, the significance of research in an international
senschaftlichen Fortschritt, den Stellenwert der Forschung im inter- comparison and the relevance of the results for potential users.
nationalen Vergleich sowie die Relevanz der Ergebnisse für poten- Concerning this matter, the experts give their feedback at the end
tielle Nutzer zu bewerten. Am Ende der Tagung geben die Experten of the meeting. Up to now, the Helmholtz Alliance has always
jeweils ihr Feedback dazu ab. Bis jetzt konnte die Helmholtz-Allianz been able to convince the experts in all three areas.
die Gutachter jährlich in allen drei Bereichen positiv überzeugen.
Another important task of the Alliance management is the pro-
Eine weitere wichtige Aufgabe der Allianz ist die Förderung des motion of young academics, which should go beyond the indi-
wissenschaftlichen Nachwuchses, welcher über die individuellen vidual graduate, training and education programs of the Alliance
Maßnahmen der einzelnen Forschungspartner hinausgehen soll. partners. Already at the beginning of the Alliance project the
Schon zu Beginn der Allianz wurden dazu der „Young Scientist "Young Scientist Day", the "Expert Program" and the "Doctoral
Day“, das „Expert Programm“ sowie das „Doktorandenaustausch- Exchange Program" have been established. The "Young Scientist
programm“ etabliert. Der „Young Scientist Day“, welcher jährlich Day", which takes place annually in the run-up to the Alliance
im Vorfeld der Allianzwoche stattfindet, bildete ein wesentliches Week, is an essential forum for the scientific exchange of young
Forum zum wissenschaftlichen Austausch der Jungwissenschaftler scientists.
untereinander.
Within the framework of the “Expert Programme”, internationally
Im Rahmen des „Expert Programms“ werden international aner- renowned scientists are invited as keynote speakers to the
kannte Wissenschaftler als Keynote-Sprecher zur Allianzwoche Alliance Week. The young scientists benefited from the leading
eingeladen. Die Jungwissenschaftler profitierten hierbei von dem expertise and at the same time had the opportunity to engage in
umfangreichen Fachwissen der Experten und haben gleichzeitig die scientific exchange. As part of the doctoral exchange programme,
Möglichkeit zum wissenschaftlichen Austausch. Im Rahmen des every graduate or post-graduate student have been encouraged
Doktorandenaustauschprogramms wird jeder Nachwuchswissen- to visit a partner institute for at least one week during the course
schaftler angehalten, mindestens einmal während seiner Promo- of the Alliance project. Over the last five years, a total of 31
tionslaufzeit ein Partnerinstitut für mindestens eine Woche zu be- doctoral students and postdocs have participated in this
suchen. Im Laufe der letzten fünf Jahre nahmen insgesamt 31 Dok- continuing education programme.
toranden und Postdocs an diesem Weiterbildungsprogramm teil.
The activities in the Alliance are also integrated in other major
Die Aktivitäten in der Allianz sind auch in anderen großen For- research programs of the Helmholtz Association, such as TERENO,
schungsprogrammen der Helmholtz-Gemeinschaft integriert, wie ACROSS and MOSES. In addition, members of the Alliance are
zum Beispiel TERENO, ACROSS und MOSES. Darüber hinaus sind involved in a number of international technical and scientific com-
Mitglieder der Allianz in einer Reihe von internationalen technischen mittees (e.g. BIOMASS Mission Advisory Group, Sentinel-1 Mission
und wissenschaftlichen Gremien (z.B. BIOMASS Mission Advisory Advisory Group, CEOS SAR Calibration Subgroup, IEEE GRSS In-
Group, Sentinel-1 Mission Advisory Group, CEOS SAR Calibration strumentation and Future Technologies, etc.). With this participa-
Subgroup, IEEE GRSS Instrumentation and Future Technologies, etc.) tion, the Alliance has been able to gain valuable inputs for the
involviert. Mit dieser Beteiligung konnte die Allianz wertvolle Inputs research program, as well as to internationally promote its
für das Forschungsprogramm gewinnen sowie gleichzeitig die research activities.
Forschungsaktivitäten auf internationaler Ebene vertreten.
In all: the Helmholtz Alliance combines the expertise of radar
Resümierend kann festgestellt werden: Durch die Helmholtz-Allianz remote sensing specialists with that of natural scientists and
wird auf international einzigartige Weise die Expertise von Radar- modellers in an internationally unique way. For the participating
Fernerkundungsspezialisten mit der von Naturwissenschaftlern und research institutes, this offered the opportunity to combine
Modellierern verknüpft. Für die beteiligten Forschungseinrichtungen interdisciplinary know-how and to train a new generation of
bietet sich damit die einmalige Gelegenheit, interdisziplinäres Know- young scientists. In addition, the cooperation between the
how zu verbinden und eine neue Generation junger Wissenschaftler research institutions of the Helmholtz programmes "Earth and
auszubilden. Darüber hinaus wird die Kooperation zwischen den Environment" and "Aeronautics, Space and Transport" has been
Forschungseinrichtungen der Helmholtz-Programme „Erde und considerably intensified, so that the Helmholtz Alliance is now an
Umwelt“ sowie „Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr“ wesentlich important interface between these two programmes.
intensiviert, sodass die Helmholtz-Allianz heute eine wichtige
Schnittstelle zwischen den beiden Programmen darstellt.
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Die Neuvermessung der Welt aus dem A new view of the world: measuring
Weltall: Wälder und ihre Struktur forests and their structure from space
Wälder binden große Mengen an Kohlenstoff und bilden daher eine Forests are an important component in the global carbon cycle.
wichtige Komponente im globalen Kohlenstoffkreislauf. Die Wälder Global forests are characterized by complex patterns and struc-
der Erde können sehr unterschiedliche Strukturen aufweisen. Folg- tures. Consequently, biomass stocks and carbon fluxes are vari-
lich sind Biomasse und Kohlenstoffflüsse oft räumlich variabel und able in space which is a challenge for current measurements. To
schwierig zu erfassen. Um Waldeigenschaften großflächig erfassen reduce this uncertainty, we need new monitoring techniques at
zu können, werden daher neue globale Beobachtungstechniken global scale. Radar remote sensing is currently the only remote
benötigt. Die Radarfernerkundung ist derzeit die einzige Fernerkun- sensing technique that is able to provide global high-resolution
dungstechnik, welche hochauflösende Messungen der Waldstruktur measurements and is sensitive to the structure of forests. This is
ermöglicht, da Radarwellen die besondere Eigenschaft haben auch due to the penetration capability of radar into and through
mehrere Vegetationsschichten durchdringen zu können. vegetation layers.
In der Helmholtz-Allianz wurden umfangreiche Forschungsarbeiten In this context, the Helmholtz Alliance explored unique oppor-
zu 3D-Radarmessungen durchgeführt. Die Forschungsaktivitäten tunities arising from 3D radar measurements and their integration
lassen sich in drei Bereiche einteilen: (1) beginnend bei der in the context of actual research activities. This has been attemp-
Schätzung von Waldparametern aus Radardaten, (2) die Verwen- ted at different levels (1) starting at the estimation of forest para-
dung dieser Waldparameter, um ökologische Indikatoren abzu- meters from radar data, (2) then using these forest parameters to
leiten, bis zu (3) der Kopplung dieser Messungen mit Waldsimu- derive significant ecological indicators, up to (3) the extrapolation
lationsmodellen. of forest dynamics in space and time.
In unseren Studien konnten wir zeigen, dass Waldstruktur ein we-
sentliches Element zur Charakterisierung des Zustands von Wäldern
ist. Eine genaue Vermessung der Waldstruktur ermöglicht die Be-
stimmung von Waldbiomasse durch Fernerkundung in bisher nicht
dagewesener Qualität. Es wurden neue Verfahren entwickelt, mit
denen die vertikale und horizontale Struktur von Wäldern quanti-
fiziert werden kann (siehe Abbildung rechts). Die entwickelten
Methoden haben auch das Potenzial, moderne Aspekte der
Waldökologie – weit über Biomasse und Produktivität hinaus – mit
Fernerkundung zu verbinden.
Schätzung der Waldstruktur durch Fernerkundung
Waldbestände können durch Radar-Fernerkundung in verschiedene
Strukturtypen klassifiziert werden. Hierzu wurden neue Methoden
für die Analyse von 3D-Radarsignaturen entwickelt. Der Ansatz
wurde erfolgreich für Wälder mit unterschiedlichen Strukturen ge-
testet sowohl in Europa als auch in den Tropen. Das gleiche Konzept
wurde auch verwendet, um anthropogene oder natürliche Verände- Entwickeltes Konzept zur Klassifikation von Waldstrukturen
rungen in der Waldstruktur zu erkennen. Die obere rechte Abbil- mittels Fernerkundung. Der vertikale Strukturindex unter-
dung zeigt ein polarimetrisches Radarbild eines Waldes in Traun- scheidet zwischen homogenen und heterogenen (mehr-
stein, dessen vertikale strukturelle Veränderung zwischen 2008 und schichtig) Wäldern, der horizontale Index beschreibt unter-
2012 anhand der Abbildung auf Seite 11 (oben) ersichtlich wird. Die schiedliche Baumdichten (von dicht bis dünn besiedelt).
entsprechenden Waldtypen wurden dabei aus 3D-Radarmessungen Established classification scheme for the classification of forest
abgeleitet und dem entsprechenden Klassifikationsschema structures by remote sensing. Vertical structure types are
(Abbildung rechts) zugeordnet. Die detektierten Strukturverän- classified from homogeneous to heterogeneous and horizontal
derungen beruhen auf der Ausdünnung älterer Waldbestände. structure types from dense to sparse.
|10Vertikaler Strukturindex:
0 homogen
1 heterogen
Neu etablierter Megaplot Traunstein Forest structure has been recognized as an important element to
describe the state of forests. It allows for improving forest bio-
Große Monitoringflächen im Wald, auf denen alle Bäume mit ihren
mass estimates and has the potential to connect modern aspects
räumlichen Positionen erfasst werden, sind selten, aber unverzicht-
of forest ecology – far beyond biomass and production – to remo-
bar als Teststandorte für die Fernerkundung. Terrestrische Wald-
te sensing. A new concept has been established that is able to
inventuren, die große Flächen abdecken, wie z.B. die deutsche
describe the variety of forest structural types using horizontal and
Bundeswaldinventur, stützen sich auf relativ kleine Stichproben-
vertical descriptors (e.g. tree height heterogeneity) to interpret the
punkte, die entlang eines Rasters mit relativ großen Abständen
3D radar signature in terms of forest structure and to establish a
angeordnet sind. Dies erschwert die Bewertung von Waldfern-
common framework for field inventory and remote sensing data.
erkundungsprodukten. Als eine Aktivität der Helmholtz-Allianz
wurde ein einzigartiges Testgebiet in Froschham bei Traunstein, Estimating Forest Structure from Remote Sensing
Bayern etabliert (siehe Abbildung S. 12). Auf der 25 Hektar großen
Monitoringfläche wurden mehr als 30.000 Bäume vermessen und The concept of classifying forest stands into different structure
Befliegungen mit Radar- und Lidarinstrumenten durchgeführt (alle types has been linked to the reconstructed 3D radar signature by
erhobenen Daten sind frei verfügbar). Dieser Wald wird auch in developing novel processing methodologies. The framework has
Zukunft als wichtiges Referenzgebiet zur Verfügung stehen. Der been successfully validated with a number of temperate and
Megaplot Traunstein wurde in das renommierte ForestGeo- tropical sites of very different forest structure types. The same
Netzwerk des Smithsonian Institute, Washington, aufgenommen. concept has been used to demonstrate the ability of horizontal
Erkenntnisse aus dieser und weiteren Kampagnen, beispielsweise in and vertical structure indices, derived from 3D radar reflectivity, to
Deutschland (TERENO Gebiet Hohes Holz, Roda Einzugsgebiet) und detect anthropogenic or natural changes in forest structure. The
auch in Afrika (AfriSAR-Kampagne in Gabun in Zusammenarbeit mit upper right image of page 10 shows a polarimetric radar image of
NASA und ESA), führen zu einem erheblich verbesserten Verständnis a forest in Traunstein. Its structural change between 2008 and
der Zusammenhänge zwischen Waldstruktur, Waldbiomasse und 2012 is shown in the upper figure of this page. The correspon-
Kohlenstoffflüssen.
Interferometrische Verfahren haben schon oft die Wissenschaft revolutioniert. Jetzt können sie uns
helfen, die globalen Wälder und deren Dynamik besser zu verstehen. Tandem-L wird die globale Wald-
und Klimaforschung nachhaltig verändern, indem es Radartomogramme der globalen Wälder erstellen
wird. Das ist wirklich außergewöhnlich. Es wird uns helfen zu verstehen, welche Wälder wie stark
gestört sind und welche Rolle sie im globalen Kohlenstoffkreislauf spielen. Die Allianz hat die Rahmen-
bedingungen für diese großartigen Möglichkeiten geschaffen.
Interferometric techniques revolutionized science several times in history. Now they can help us to
strongly increase our knowledge on global forests and its change in time. Tandem-L will sustainably
change global forest and climate research by providing time series of radar tomograms of the world's
forests. That's really extraordinary. It will allow us to assess where and how much forest is disturbed
and to decide about the role they play in the global carbon cycle. The Alliance has highly contributed
for exploring these new techniques.
Prof. Dr. Andreas Huth, Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ);
Research Topic Speaker Biosphere , Deputy Scientific Coordinator of the Helmholtz Alliance
Verknüpfung von Fernerkundung und Waldmodellierung ding classes were derived from 3D radar measurements and
assigned to the established classification scheme. The detected
Die Verknüpfung von Waldmodellen mit Daten aus der Ferner- structural changes are due to thinning activities of older forest
kundung ist noch immer eine Herausforderung. Es gibt zwei we- stands.
sentliche Möglichkeiten dies durchzuführen: man kann einerseits
Produkte aus der Fernerkundung zum Initialisieren von Wald-
|11modellen nutzen (z.B. für Prognosen) oder alternativ mit Wald- New Megaplot Traunstein
modellen Zusammenhänge zwischen verschiedenen Waldeigen-
Large monitoring areas in the forest, on which all trees including
schaften untersuchen (z. B. für Biomasse und Produktivität). Beide
their spatial positions are recorded, are rare but highly important
Ansätze wurden in der Helmholtz-Allianz verfolgt.
as test sites for remote sensing. The lack of such a large plot in
Fernerkundung ermöglicht die großflächige Anwendung von Vege- Germany was a strong impediment for evaluating forest remote
tationsmodellen. Mit hochauflösenden Waldmodellen können viel- sensing products with terrestrial forest survey data. Therefore, as
fältige Waldeigenschaften abgeschätzt werden (z. B. Produktivität, an activity of the Helmholtz Alliance project, a large permanent
Kohlenstoffbindung, Wasserflüsse). In einer aufwendigen Studie research plot was established as a new super test site (25 ha,
konnte gezeigt werden, dass sich durch die Kombination eines 30,000 measured trees in a highly diverse structured forest; see
Waldmodells (FORMIND) mit Fernerkundung detaillierte Karten zu Figure below) – including even- and uneven-aged forest stands.
den Kohlenstoffvorräten und -flüssen im Amazonas ableiten lassen This megaplot is highly valuable as a permanent reference for
(siehe Abbildung S. 13). Durch diesen neuen Ansatz ist es möglich, remote sensing as well as for the understanding of large scale
jeden einzelnen Baum im Amazonas zu simulieren, insgesamt 410 forest structure. In 2016, a full inventory was realized including
Milliarden Bäume. every tree’s position. In addition, radar and lidar (airborne and
UAV) campaigns have been conducted (all collected data are
Es zeigte sich, dass die Wälder im Amazonasgebiet derzeit jährlich
freely available). Since 2017, this research plot is part of the
20 Gt Kohlenstoff durch Photosynthese binden (Bruttoprimär-
global Smithsonian Tropical Forest Institute Network (ForestGEO).
produktion) und große Mengen an oberirdischer Biomasse (77 Gt)
Insights gained from these and other campaigns, for example in
speichern. Unter den gegenwärtigen Bedingungen bildet der Ama-
Germany (e.g., TERENO site Hohes Holz, Roda catchment) and in
zonas daher eine wichtige Kohlenstoffsenke. Das entwickelte Kon-
Africa (AfriSAR campaign in Gabon together with ESA and NASA),
zept zur Verbindung von Fernerkundung und Waldmodellen ist
lead to a considerably improved understanding of the links
between forest structure, forest biomass and carbon fluxes.
Traunstein Megaplot: Luftbild vom Waldgebiet (a); aus Lidar-Daten abgeleitete Waldhöhen (b); vertikale und horizontale Strukturkarten,
aus Bestandsdaten (c,d); Lidar- (e,f) und Radarmessungen (g,h) abgeleitet. Der verwendete Index zur Charakterisierung der Waldstruktur
kann Werte zwischen 0 (Vertikaler Index: heterogen; Horizontaler Index: dicht) und 1 (Vertikaler Index: homogen; Horizontaler Index:
dünn) annehmen.
Traunstein megaplot: Optical Image of the Traunstein forest (a); lidar derived canopy height map (b); vertical and horizontal structure
maps derived from the inventory data (c,d), lidar measurements (e,f) and radar measurements (g,h). The index used to characterize the
forest structure varies between 0 (vertical index: heterogeneous; horizontal index: dense) and 1 (vertical index: homogeneous; horizontal
index: thin).
|12generisch und übertragbar auf andere Regionen. Es kann leicht er- Linking Remote Sensing and Forest Modelling
weitert werden, um unter anderem hochaufgelöste Informationen
Linking forest models with remote sensing is still a challenge and
über die Struktur von Wäldern zu integrieren.
can be confronted in two ways: by either using remote sensing
Mit Methoden der Fernerkundung können bisher nur wenige products to initialize existing forest models (e.g., for predictions)
Waldeigenschaften direkt gemessen werden. Deshalb wurden in der or alternatively, by using forest models to explore relationships
Helmholtz-Allianz Waldmodelle verwendet, um Beziehungen zwi- between forest attributes (e.g., for forest height and biomass).
schen verschiedenen Waldeigenschaften zu untersuchen (z. B. Both approaches were explored within the Helmholtz Alliance.
Waldhöhe, Biomasse). Durch die Simulation von 400.000 verschie-
First, we used remote sensing data to establish large-scale appli-
denen Waldbeständen (Forest Factory – Ansatz) wurde ein breites
cations of local forest models. The advantage of using a local
Spektrum von Waldeigenschaften untersucht und ermittelt, wie
forest model at the large scale is that it brings along information
diese mit der horizontalen und vertikalen Waldstruktur zusammen-
on many different forest attributes (e.g. productivity, carbon
hängen. Aber auch der Einfluss von Störungen und Management
sequestration, water fluxes). In combination with remote sensing
spielt eine große Rolle für diese Beziehungen. Die Verwendung von
(here forest height), this enables the derivation of high-resolution
diesen Relationen wird die Bestimmung von Waldbiomasse und
maps of carbon stocks and fluxes – which was conducted for the
Produktivität durch Fernerkundung erheblich verbessern.
whole Amazon. By linking remote sensing and forest modelling, it
Insgesamt haben die Forschungsaktivitäten der Helmholtz-Allianz is possible to simulate each tree in the Amazon region. Finally, the
wesentlich dazu beigetragen, die globale Vermessung von Wäldern growth of more than 410 billion trees could be analysed. Accor-
durch innovative Radartechniken zu ermöglichen und hierbei ding to this approach, forests in the Amazon store high amounts
verschiedene Disziplinen einzubinden. Moderne Radartechniken of above-ground biomass (77 Gt of carbon) and have an annual
werden unser Wissen über die Wälder der Erde und den globalen productivity of 20 Gt (gross primary production). The study shows
Kohlenstoffkreislauf wesentlich verbessern. that the Amazon represents an important carbon sink under
current conditions. The developed
framework is generic and could easily be
expanded to integrate high resolution
information on structure of forests.
Secondly, forest models have been used
for exploring relationships between forest
attributes which can be measured by re-
mote sensing and other forest attributes
(e.g. forest height vs. above-ground
biomass). By simulating 400,000 different
forest stands (so called ‘Forest Factory’
approach), a wide range of remote sensing
metrics were correlated with horizontal
and vertical forest structure indices and
were also analyzed for forest biomass
estimations.
In a nutshell, the Helmholtz Alliance con-
tributed to improving remote sensing
Hochauflösende Biomassekarte vom Amazonas-Regenwald und Häufigkeits- methods for multi-criterial global forest
verteilungen (rechts) für 1 km Auflösung bzw. 40 m Auflösung durch Verknüpfung surveys and thus to a better understanding
von Fernerkundung und Vegetationsmodellierung (Rödig et al. 2017, Global Ecology of forest dynamics worldwide. The out-
and Biogeography). comes of the alliance’s endeavors will have
significant implications for future climate
High resolution biomass map for the Amazon rainforest and frequency distributions
change research.
of biomass (right) at 1 km resolution and at 40 m resolution derived from linking
remote sensing with vegetation modelling (Rödig et al. 2017, Global Ecology and
Biogeography).
Durch die Kombination von Satellitenprodukten und Waldmodellen ist es uns gelungen hochauf-
gelöste Karten von Kohlenstoffvorräten und -flüssen im Amazonas-Regenwald zu erstellen. Unsere
Methodik dient als Grundlage zur Verbesserung von Kohlenstoffschätzung auf regionaler bis glo-
baler Skala. Zusammen mit innovativen Konzepten, die von meinen Kollegen der Helmholtz-Allianz
auf lokaler Skala erforscht wurden, und Satellitenmissionen wie Tandem-L werden wir Kohlenstoff-
vorräte und -flüsse zukünftig sogar noch besser abschätzen können. Somit könnten Unsicherheiten
im globalen Kohlenstoffkreislauf hinsichtlich Vegetation erheblich reduziert werden.
By combining satellite products and forest models, we have succeeded in producing high-resolution
maps of carbon stocks and fluxes for the Amazon rainforest. Our methodology serves as a basis for
improving carbon estimates on a regional to global scale. Together with innovative ideas, that have
been explored at a local scale by my colleagues from the Helmholtz Alliance, and satellite missions
such as Tandem-L, we will be able to derive even better estimates of carbon stocks and fluxes in the
future. Thus, uncertainties in the global carbon cycle regarding vegetation could be strongly
reduced.
Dr. Edna Rödig, Helmholtz Centre for Environmental Research (UFZ);
graduated young scientist of the Helmholtz Alliance
|13Wie kann man Naturgefahren besser How can we gain a better understanding
verstehen und Risiken minimieren? of natural hazards and minimize the risks?
Der geologischen Aktivität der Erde, mit gebirgsbildenden, vulkan- Ultimately, the geological activity of the Earth, with its mountain-
ischen und massebewegenden Prozessen, ist letztlich auch die forming, volcanic and mass-moving processes, is also the origin of
Atmosphäre und das Leben auf dem Planeten zu verdanken. Natur- the atmosphere and life on the planet. The forces of nature are
gewalten haben schon frühe Humanoiden dazu gezwungen, Stand- the reason why already early humanoids had to migrate to differ-
orte zu wechseln und zu anderem Terrain zu migrieren, wie jüngste ent terrain, as recent results from volcanic and tectonic examples
Ergebnisse an vulkanischen und tektonischen Beispielen in Kenia in Kenya have shown. But how is modern society prepared for
zeigten. Wie ist allerdings die moderne Gesellschaft auf Naturge- natural hazards, and how can geological processes be monitored
fahren eingestellt, und wie können die geologischen Prozesse global and investigated on a global scale?
überwacht und untersucht werden?
Every year, approximately half a million earthquakes are registered
Zirka eine halbe Million Erdbeben werden jedes Jahr auf der Erde on Earth, of which about 100 cause damage. About 60 of over
registriert, von denen ungefähr 100 auch zu Schäden führen. Von 1500 known volcanoes erupt per year. Approximately 100-200
über 1500 bekannten aktiven Vulkanen brechen jedes Jahr etwa 60 million tons of CO2 are emitted into the atmosphere by volcanic
aus. Vulkanische Aktivität trägt jährlich ungefähr 100-200 Million activities yearly. However, those emissions are not constant and
Tonnen CO2 in die Atmosphäre. Allerdings sind die Emissionen nicht the consequences only partly catastrophic. In general, for both
konstant und die Effekte nur zum Teil katastrophal. Sowohl bei earthquakes and volcanic eruptions applies: the stronger the
Erdbeben als auch bei Vulkanausbrüchen gilt: je größer die magnitude of the events the less frequent and the more difficult
Magnitude, desto seltener und schwerer abschätzbar sind diese they are to assess.
Ereignisse.
The geographical spread of geological natural hazards shows that
Die geographische Verbreitung der geologischen Naturgefahren particularly the deformation zones at the edges of tectonic plates
zeigt, dass vor allem die Deformationszonen an den Rändern tek- are affected by earthquakes, volcanism and landslides. Due to this
tonischer Platten durch Erdbeben, Vulkanismus und Hangrut- global distribution with a total length of more than 250,000 kilo-
schungen heimgesucht werden. Aufgrund dieser globalen Ver- metres, remote sensing methods from satellites represent the
teilung entlang von insgesamt über 250.000 Kilometern Länge most reliable data source. The use of satellite data enables an
stellen fernerkundliche Methoden von Satelliten die verlässlichste exact measurement of both the location and the magnitude of
Datenquelle dar. Durch Satellitendaten lässt sich nicht nur Ort und events. The magnitude is not the only factor for the damage as
Lage, sondern auch die Magnitude der Ereignisse exakt bemessen. shown by recent examples from Haiti (2010) and Chile (2014).
Die Schäden sind dabei nicht nur durch die Magnitude bedingt, wie While the Haiti earthquake caused more than a quarter of a
jüngste Beispiele von Haiti (2010) und Chile (2014) zeigten. million casualties, the earthquake in Chile was significantly less
Während das Haiti-Erdbeben zu über einer viertel Million Opfer destructive – even though the magnitude of the earthquake in
führte, war das Erdbeben in Chile deutlich weniger destruktiv und Chile was even stronger than in Haiti. In order to understand such
dies, obwohl die Magnitude in Chile sogar noch größer war als in differences, precise and nearly global measures of, for instance,
Haiti. Um derartige Unterschiede zu verstehen, sind mit Radar- the ground movements are required. Such measurements can be
Satelliten ermittelbare, exakte und flächendeckende Messdaten der realized by radar satellites.
Bodenbewegungen erforderlich.
In the Helmholtz Alliance, the advantage of radar satellite data
Der Vorteil von Radarsatellitendaten wurde in der Helmholtz-Allianz has been extensively demonstrated and is apparent: while optical
ausgiebig demonstriert und liegt auf der Hand: Während optische systems require sunlight and cloud free skies, Synthetic Aperture
Systeme auf Sonnenlicht und wolkenfreien Himmel angewiesen Radar (SAR) satellites are able to operate in all visibility conditions,
sind, funktionieren die Synthetische-Apertur-Radar (SAR)-Satelliten even without daylight, in the event of smog and through volcanic
bei allen Sichtbedingungen, sogar bei Dunkelheit, Smog und durch ash clouds, making them ideal for monitoring natural hazards.
vulkanische Aschewolken hindurch, und sind deshalb ideal zur SAR systems can measure the displacement of land masses during
Beobachtung von Naturgefahren geeignet. Die Verschiebung von earthquakes with millimetre precision. Further, bulging surfaces
Landmassen bei Erdbeben werden mit SAR-Systemen auf den indicating volcanic eruptions, unstable slopes before a cata-
Millimeter genau messbar: Vulkaneruptionen kündigen sich strophic landslide and subsidence in cities due to their load
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