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Daten zur Bodenfeuchte verbessern Wettervorhersage

Messflüge über Eifelregion und Jülicher Börde

Jülich, 29. April 2013 – Vom Flugzeug aus bestimmen Jülicher Umweltforscher seit Mitte April und noch in den nächsten zwei Wochen die Bodenfeuchte im Rureinzugsgebiet. In Messungen über der Jülicher Börde und der Eifelregion erfassen sie den Wassergehalt an der Oberfläche des Bodens. Er beeinflusst den Austausch von Energie und Wasser zwischen Boden und Atmosphäre und ist ein Parameter, mit dem sich Wetter- und Flutvorhersagen verbessern lassen. Die Kampagne ist Teil des deutschlandweiten Langzeitprojekts TERENO (TERrestrial ENvironmental Observatories) der Helmholtz-Gemeinschaft, in dem langfristige Folgen des Klimawandels auf regionaler Ebene untersucht werden.

Mit Mikrowellensensoren bestimmen die Jülicher Wissenschaftler zusammen mit Forschern des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) die Feuchte des Bodens aus der Luft. Dabei nutzen sie zwei verschiedene Sensortypen, die sich genau ergänzen: ein Radar und ein Radiometer. Der Radar sendet Mikrowellen aus, die das Wasser im Boden streut. Das zurück gestreute Signal ist dann ein Maß für den Wassergehalt in der obersten Bodenschicht. "Je nach Boden wird bis in eine Tiefe von drei bis fünf Zentimeter gemessen", erklärt Dr. Carsten Montzka vom Jülicher Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Agrosphäre. "Dabei misst das Radar räumlich sehr präzise, die Ermittlung des Bodenwassergehaltes ist aber stark von der Rauigkeit der Bodenoberfläche abhängig." Das passiv messende Radiometer ist dagegen weniger sensitiv: Es sendet selbst keine Signale, sondern empfängt elektromagnetische Strahlung von der Erdoberfläche. "Zwar in geringer räumlicher Auflösung, dafür können wir aus diesen Daten sehr exakte Werte für die Bodenfeuchte ermitteln", sagt Montzka. Zur Validierung werden Feuchtemessungen am Boden durchgeführt.

Die Messflüge dienen dazu, zu untersuchen, wie sich die beiden Methoden optimal kombinieren lassen. Die Forscher entwickeln, testen und analysieren Algorithmen zur Fusion der beiden Methoden mit einem großen Ziel: dem Einsatz beider Messverfahren im Kombipack bei der NASA-Mission SMAP (Soil Moisture Active and Passive). Bei dieser Mission wird ab 2015 von Satelliten aus die Bodenfeuchte gemessen.

Die Messungen haben am 16. April begonnen und finden bis Mitte Mai wöchentlich statt. Geflogen wird nachts zwischen 22 und 2:30 Uhr. Weitere Messflüge mit den Mikrowellensensoren an Bord der DLR-eigenen Dornier Do228 erfolgen im Bode-Einzugsgebiet (Sachsen-Anhalt).

RadiometermessungenRadiometermessungen hier beim Überflug über den Blausteinsee.
Copyright: Forschungszentrum Jülich

Weitere Informationen:

Institut für Bio- und Geowissenschaften, Bereich Agrosphäre (IBG-3)

TERENO (TERrestrial ENvironmental Observatories)

Satellitenmission der NASA zur Bestimmung der Bodenfeuchte

DLR F-SAR

Ansprechpartner:

Dr. Carsten Montzka
Tel. 02461 61-3289
c.montzka@fz-juelich.de

Pressekontakt:

Annette Stettien, Forschungszentrum Jülich
Tel.: 02461 61-2388
a.stettien@fz-juelich.de


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