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Wie tägliche Bilder der gesamten Erde unsere Sichtweise verändern werden

Am 14. Februar startete eine Firma namens Planet Labs 88 kleine Satelliten. In Kombination mit den bereits vorhandenen Satelliten und der kürzlich erfolgten Übernahme des Satellitenbildgebungsunternehmens Terra Bella betreibt das Unternehmen mehr Satelliten als jedes andere Unternehmen auf der Welt.

Jede Einheit hat etwa die Größe eines Brotlaibs und umfasst ein zylindrisches Goldteleskop, das mit einem CCD-Bildsensor (ähnlich den hochwertigen, rauscharmen Sensoren in High-End-Digitalkameras) verbunden ist, sowie Ausrüstung zum Strahlen Bilder von 20 mal 20 Kilometern zu einem Netz von Bodenstationen.

Mit der erhöhten Kapazität - die Satelliten, genannt Doves - breiten sich derzeit auf der Erde aus und setzen ihre Sonnenkollektoren ein - wird Planet in der Lage sein, sein ursprüngliches Ziel zu erreichen: die Abbildung der gesamten Landmasse der Erde jeden Tag.

Dove-Satellite.jpg Jeder Satellit, eine Taube genannt, hat etwa die Größe eines Brotlaibs. (Planet Labs)

„Wir haben wirklich lange und intensiv über alle Probleme der Welt nachgedacht, und was können wir mit Satelliten tun, um diesen Dingen zu helfen, von der Nahrungsaufnahme der Hungrigen über den Zugang der Menschen zu sauberem Wasser bis hin zur Katastrophenreaktion, um die Entwaldung zu stoppen? Sagt Will Marshall, Mitbegründer und CEO von Planet. "Wir glauben, dass eine regelmäßigere Darstellung des Planeten vielen dieser globalen Herausforderungen erheblich helfen kann."

Planet verkauft den Zugang zu ihren Bildern an eine Vielzahl von Branchen, von landwirtschaftlichen Unternehmen über Kartierungsunternehmen für Verbraucher bis hin zu Regierungen. Die Bilder werden zur Überwachung der Landwirtschaft und der Wälder für die Bewirtschaftung sowie zur Planung von Aufklärungs- und Katastrophenmaßnahmen verwendet. Sie bieten jedoch ein großes Potenzial für die Bewältigung von Umweltproblemen.

Satellitenaufnahme über Louisiana vor dem Hochwasser (Planet Labs) Ein Satellitenbild über Louisiana nach einer Überschwemmung (Planet Labs)

Marshall verwendet die Entwaldung als Beispiel: Satellitendaten können uns sagen, wo und wie viel sie vorkommen, aber die aktuelle Bildgebung erfolgt nur alle paar Jahre mit ausreichender Genauigkeit. "Sie können am Ende dieser paar Jahre aufwachen und es gibt ein verdammt großes Loch im Amazonas", sagt er. "Das ist gut zu wissen, aber es ist zu spät, etwas dagegen zu unternehmen."

Deshalb hat Planet sein Botschafterprogramm ins Leben gerufen, das Forschern, die es für akademische Projekte verwenden, Bilder kostenlos zur Verfügung stellt.

"Ein kritisches Missing Link zwischen Nachhaltigkeitsergebnissen und dem Erreichen einer nachhaltigeren Finanzierung oder einer nachhaltigeren globalen Wirtschaft sind bessere Daten darüber, was tatsächlich passiert", sagt Tara O'Shea, Auswirkungsanalystin bei Planet. „Wie quantifizierst du das? Wie lässt sich Umweltforschung in konkrete Instrumente umsetzen? “

17. Dezember 2015: Ein Satellit erfasst ein Bild eines Solarparks in Qinghai, China. (Planet Labs) 27. Februar 2016: Der Solarpark wird erweitert. (Planet Labs) 30. Januar 2017: Die Farm wächst weiter. (Planet Labs)

Derzeit liefert das Programm Daten an ungefähr 160 Forscher in verschiedenen ökologischen und sogar humanitären Bereichen. Hier sind drei, die ähnliche Informationen - TIFF-Dateien mit Bildern der Erde mit mittlerer Auflösung - auf unterschiedliche Weise verwenden.

Schießerei auf die OK Coral

Greg Asner ist Professor für Erdsystemwissenschaften an der Carnegie Institution for Science in Stanford. Normalerweise fliegt er in einem mobilen Labor an Bord eines Dornier Do 228-Flugzeugs, dem Carnegie Airborne Observatory, und erfasst mithilfe detaillierter Bildgebungstechniken Daten über die Artenvielfalt unter ihm - welche und wie viele Arten leben in einem Gebiet. Die Daten von Planet können die Artenvielfalt zwar nicht direkt bewerten, er kann jedoch Bereiche auswählen, auf die er sich konzentrieren möchte. Die täglichen Informationen von den Tauben geben ihm einen strategischen Überblick, und das Observatorium füllt die Details aus.

„Wenn Sie jeden Tag irgendwo auf der Welt suchen können, wo möchten Sie Ihre Schwerpunkte in Bezug auf Naturschutzwissenschaften setzen?“, Sagt Asner. "Orte, die sich schnell ändern können, das ist wirklich die Antwort."

Er fand ein großartiges Beispiel auf den Spratly-Inseln, einer Sammlung von Korallenatollen im Südchinesischen Meer. Während sich das Meerwasser erwärmt, sterben Korallen aus, was als Bleichen bezeichnet wird. Mit Bildern von Planet identifizierte Asner die Atolle und tauchte dann ein, um sie sich genauer anzusehen. Anstatt über dem Flugzeug zu schweben, führte er Unterwasseruntersuchungen der Korallen durch, um festzustellen, ob die Satellitendaten Hinweise auf die Grundgesundheit der Riffe gaben, und veröffentlicht die Ergebnisse in der Zeitschrift Remote Sensing in Ecology and Conservation .

„Wir haben bewiesen, dass die Planetendaten nicht nur die Lage dieser Atolle, sondern auch die Menge an Korallenriffen anzeigen können“, sagt Asner.

Es stellt sich heraus, dass die Korallen der Spratly-Inseln im Vergleich zu Riffen auf der ganzen Welt relativ gesund sind, was sie zu einem idealen Schutzziel macht. Aber die Inseln sind auch in einzigartiger Weise gefährdet - das Südchinesische Meer ist ein umstrittenes Gebiet, das militärische Kräfte aus der gesamten Region anzieht. "Es ist ironisch, traurig und beunruhigend, dass all diese Militärs jetzt dort operieren und diese Riffe von Hand zerstören", sagt er.

Gletschertempo

Andreas Kääb ist Professor für Geowissenschaften an der Universität Oslo und misst die Fließgeschwindigkeit von Gletschern in Patagonien, Neuseeland, Alaska, im Himalaya und an anderen Orten. Gletscher haben mit dem Klimawandel zu tun und wirken sich weltweit auf den Meeresspiegel aus. Ihre Fließgeschwindigkeit kann sich jedoch auch lokal stark auf die nachgelagerten Ökosysteme und Gemeinden auswirken, da Schmelzwasserseen wachsen, vom Eis aufgehalten werden und platzen.

Tägliche Bilder ermöglichen Kääb, die Gletscher zu verfolgen, indem er die Bewegung von Gletscherspalten und anderen sichtbaren Merkmalen auf ihrer Oberfläche misst. Er führt dies durch Datenanalyse durch, um die Raten verschiedener Gletscher zu vergleichen und vorherzusagen, welche stärker von Temperaturänderungen betroffen sein werden. "Das Ziel ist dann, frühzeitig vorherzusagen, welcher Gletscher ein Problem sein könnte", sagt er.

Im Jahr 2016 entdeckte Kääb in der Region Karakoram an der indisch-pakistanischen Grenze einen ungewöhnlich schnellen Gletscher, der mehrere Meter pro Tag zurücklegte, und beobachtete, wie er einen Fluss überquerte und ihn stoppte. Im Laufe der Wochen sammelte sich das Wasser hinter dem Gletscher an, bis das Eis oben auf dem Wasser schwamm und der Fluss frei wurde.

Es gab Sachschäden, aber niemand wurde verletzt. Solche Informationen könnten leicht verwendet werden, um ein Frühwarnsystem für solche Überschwemmungen auf der ganzen Welt zu entwickeln.

"Die hohe Wiederholungsrate der Planetendaten ist sehr wichtig", sagt er. "Wenn Sie diese Informationen nur alle zwei Wochen erhalten, werden wir möglicherweise die wichtigen Änderungen verpassen."

Feldforschung

Meha Jain, Assistenzprofessor für Umweltinformatik und Justiz an der University of Michigan, untersucht die Auswirkungen von Umweltveränderungen auf kleine landwirtschaftliche Betriebe - zwei Hektar oder kleiner - in Indien. In dieser Größenordnung ermöglicht es ihr die Daten von Planet, einzelne Felder auf dem Bauernhof zu erkennen. Die Kollegen von Stanford haben eine Simulation erstellt, die die Daten mit Vegetationsindizes vergleicht, und Jain verwendet diese Indizes, um die Produktion zu verfolgen.

Mittlerweile bietet CIMMYT, das International Maize and Wheat Improvement Center, den Landwirten in Indien ein Gerät zur Ausbringung von Düngemitteln an, mit dem das Material gleichmäßiger verteilt wird als mit herkömmlichen handgestreuten Methoden. „Wir verwenden Satellitendaten, um die Erträge über die Zeit hinweg abzubilden und um festzustellen, ob wir die Auswirkungen dieser Eingriffe aus dem Weltraum erfassen können“, sagt Jain.

In den letzten zwei Jahren hat Jain 200 Felder im nordostindischen Bundesstaat Bihar ausgewertet, von denen die Hälfte mit der neuen Methode gedüngt wurde, die andere Hälfte von Hand. Bisher ergab Jains Arbeit einen Ertragsvorteil von 7 bis 10 Prozent, wenn der Streuer verwendet wird.

"Die Landwirtschaft ist für etwa 70 Prozent der indischen Landbevölkerung die wichtigste Lebensgrundlage. Jede Art von Produktionssteigerung, die wir erzielen können, ist also nicht nur eine Frage der Ernährungssicherheit, sondern auch eine Frage des Wohlergehens", sagt sie.

Wie tägliche Bilder der gesamten Erde unsere Sichtweise verändern werden