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Weltraumsatellit soll im Kampf gegen die Dürre helfen

13.10.2014

Die NASA plant, im Januar 2015 den Satelliten SMAP (The Soil Moisture Active-Passive) zu starten, mit dem die Bodenfeuchte großflächig und in verschiedenen Teilen der Erde überwacht werden kann. Diese Informationen werden laut den Entwicklern beispiellos genau und detailliert sein. Darüber hinaus können Veränderungen des Bodenzustands buchstäblich in Echtzeit beobachtet werden - der Satellit aktualisiert die Informationen mindestens alle zwei bis drei Tage.

Die Bedeutung dieses Projekts für verschiedene Dienstleistungen und vor allem für die Landwirtschaft, die aufgrund fehlender Informationen über den tatsächlichen Zustand des Bodens und der Unfähigkeit, Änderungen seines Feuchtigkeitsgehalts vorherzusagen, erhebliche Verluste erleidet, ist schwer zu überschätzen. Herkömmliche Methoden zur Abschätzung der Bodenfeuchte mit Sensoren, basierend auf Punktmessungen in einzelnen Bereichen, sind aufwändig und teuer. Außerdem bieten sie keine ausreichende Messgenauigkeit und bei der Extrapolation ihrer Messwerte auf große Flächen muss man mit merklichen Fehlern rechnen.

Der Satellit wird in eine zirkumpolare, sonnensynchrone Umlaufbahn in 680 km Höhe über der Erdoberfläche gebracht. Dieser Standort des Satelliten ermöglicht regelmäßige Bodenbeobachtungen in nahezu allen Regionen der Erdoberfläche. Die an Bord des Satelliten installierten hochpräzisen Mikrowellen-Steuergeräte – ein Radar und ein im L-Band arbeitendes Radiometer – ermöglichen eine kontinuierliche Abtastung der oberen Bodenschichten bis zu einer Tiefe von etwa 5 cm und einer Auflösung von etwa 50 km.

Mit Hilfe von SMAP erhalten wir ein globales Bild des aktuellen Zustands der Bodenfeuchte in verschiedenen Teilen der Welt (insbesondere in landwirtschaftlichen Gebieten, insbesondere solchen, die für periodische Dürren anfällig sind) und können zuverlässige Vorhersagen zu Überschwemmungen und Überschwemmungen treffen Dürren. Dr. Narendra Das, Leiter des SMAP-Wissenschaftsteams der NASA, sagte: „Regenfeldbauern werden die Bodenfeuchtigkeit kennen und in der Lage sein, Anpflanzungen zu planen und gleichzeitig hohe Erträge zu erzielen … Der Satellit wird helfen, Dürren in verschiedenen Regionen vorherzusagen; diese Daten werden helfen die Wiederaufnahme der landwirtschaftlichen Arbeit nach ungünstigen Klimaperioden planbar ist.“

Die vom Satelliten empfangenen Informationen werden natürlich nicht nur in der Landwirtschaft nützlich sein. Es wird genauere Wetter- und Klimakarten unseres Planeten erstellen. Die gesammelten Daten werden dazu beitragen, Wasser-, Energie- und Kohlenstoffkreisläufe besser zu verstehen und zu untersuchen und die komplexen globalen Prozesse, die auf der Erde stattfinden, besser zu verstehen.

Die geplante Dauer der SMAP-Mission beträgt 3 Jahre.

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Zufällige Neuigkeiten aus dem Archiv

Entschlüsselte den Grund für den frischen Duft des Waldes nach dem Regen 25.01.2015

Wir beginnen zu riechen, wenn Moleküle einer riechenden Substanz die Rezeptoren in unserer Nase erreichen. Wenn die Substanz selbst flüssig oder fest ist, besteht der schnellste Weg zum Riechen darin, winzige Flüssigkeitstropfen, die die gewünschte Substanz enthalten, in die Luft zu sprühen. Lufterfrischer funktionieren nach diesem Prinzip - Gas aus einem unter Druck stehenden Kanister sprüht ein Aerosol in die Luft, und der Raum wird sofort mit dem gewünschten Aroma erfüllt. Im Wald rennt jedoch niemand mit einer Dose Lufterfrischer herum. Es stellt sich heraus, dass es eine andere, natürliche Methode gibt, um ein Aerosol zu erhalten.

Wenn die Quelle des Waldgeruchs auf dem Boden liegt und das einzige, was einen nassen Wald von einem trockenen unterscheidet, fallende Wassertropfen sind, dann liegt der Schlüssel zum Rätsel höchstwahrscheinlich in ihnen. Bewaffnet mit Hochgeschwindigkeits-Videokameras machte sich ein Team von MIT-Forschern daran, zu sehen, was passiert, wenn ein Regentropfen auf eine poröse Oberfläche trifft. Es stellte sich heraus, dass sich im Moment des Aufpralls mikroskopisch kleine Luftbläschen an der Grenze zwischen dem gefallenen Tropfen und der Oberfläche bilden. Diese Bläschen beginnen, wie in einem Glas Champagner, aufzusteigen und, nachdem sie an die Oberfläche gekommen sind, Mikrotropfen Wasser in die Luft zu schleudern. Über einem gefallenen Regentropfen bildet sich eine Aerosolwolke, die Substanzen enthält, die das Wasser von der Bodenoberfläche weggetragen hat. Und schon eine leichte Brise verbreitet den Duft von Geosmin im Wald.

Natürlich beschränkten sich die Forscher nicht darauf, die Tatsache der Aerosolbildung durch fallende Tropfen selbst zu entdecken, sondern führten eine detaillierte Untersuchung dieses Mechanismus durch. Nach der Durchführung von etwa 600 Experimenten unter verschiedenen Bedingungen fanden sie heraus, dass das meiste Aerosol bei mäßigem Niederschlag und durchschnittlicher Bodenfeuchte gebildet wird. Bei einem starken Regenguss haben die Blasen in den Tröpfchen einfach keine Zeit, sich zu bilden, und sandige und lehmige Böden tragen zur besten Aerosolbildung bei.

Neben Waldgerüchen aus dem Boden können Aerosole Bakterien oder Sporen in die Luft heben, die sich über weite Strecken ausbreiten können. Und wenn im Wald die Wahrscheinlichkeit, etwas sehr Gefährliches und Giftiges einzuatmen, sehr gering ist, dann ist in Großstädten ein Spaziergang nach einem kleinen Sommerregen möglicherweise nicht so nützlich, wie es scheint.

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