Die Arktis gilt als Schlüsselregion für das globale Klima. Die Beobachtung und Überwachung der polaren Regionen ist daher ein wichtiges Element für das Verständnis des Klimawandels. Eine besondere Rolle spielen dabei auch optische Systeme zur Fernerkundung.
Eisstrukturen und Eisbärspuren auf einer arktischen Eisscholle, aufgenommen mit MACS-Polar aus einer Flughöhe von 100 Metern, zwischen Grönland und Spitzbergen, 2020 (Credit: DLR)
Neben der Lageaufklärung im Katastrophen- und Zivilschutz werden unsere MACS-Kamerasysteme auch für die spezifische Fragestellungen in der Fernerkundung eingesetzt, beispielsweise für die Polarforschung in der Arktis. Mit dem System MACS-Polar unterstützt das DLR Institut für Optische Sensorsysteme seit 2018 das Alfred-Wegener-Institut (AWI) in der Permafrostforschung und hilft so, die Datengrundlage für Analysen der klimatischen Veränderungen zu verbessern. Im Juni 2023 fand zur Einführung der zweiten Kamera-Generation eine Anwendungs- und Nutzungsschulung mit Forscherinnen und Forschern in Berlin Adlershof statt.
Erstmalig wurde 2018 das MACS-Kamerasystem in das Polarforschungsflugzeug POLAR 5 des AWI integriert und bei einer Messkampagne im kanadischen Inuvik eingesetzt. Ziel war es, die Landveränderungen in den Permafrostgebieten zu untersuchen. Gleichzeitig war der Einsatz auch ein erfolgreicher Test für die langfristige Nutzung unserer Kamera bei weiteren Kampagnen in der Arktis.
Drastische Land- und Vegetationsveränderungen infolge der Tauprozesse lassen die Auswirkungen des Klimawandels in der Arktis besonders deutlich erkennen. Die lokale und hochgenaue Kartierung solcher Veränderungen mit flugzeuggestützten optischen Sensorsystemen bilden oft die Grundlage für Modelle und Vorhersagen auf globaler Ebene. Die Bilddaten unserer Kamerasysteme erfassen die arktische Landschaft mit einer Auflösung von bis zu 5 cm pro Pixel – so detailreich, wie es bisher weder mit Satelliten noch mit Laserscannern möglich ist. Zudem kann MACS flexibel mit Sensoren in verschiedenen Spektralbereichen ausgerüstet werden. Je nach Forschungsfragestellung ist es so möglich, neben den üblichen Farb- und Nahinfrarot-Bildern auch Daten im thermischen oder kurzwelligen Infrarotbereich aufzunehmen. Damit lassen sich noch spezifischere Erkenntnisse zu Vegetations- und Tauprozessen ableiten.
Hardware-Übergabe und Schulung
Im Sommer 2023 ist die nächste Messkampagne in der Arktis geplant, um weitere Permafrostmessungen vorzunehmen. Die Forscherinnen und Forscher des AWI nutzen das Kamerasystem dort ohne personelle Unterstützung des DLR. Zur optimalen Vorbereitung fand daher am 7. Juni 2023 eine Nutzerschulung mit unseren Experten in den OPTSAL Räumlichkeiten in Berlin Adlershof statt. OPTSAL bietet mit seinen Infrastrukturen ideale Möglichkeiten, bedarfsgerechte Schulungen für Hard- und Software durchzuführen. Unter Anleitung unserer Kollegen Daniel Hein und Jörg Brauchle konnten sich die Nutzerinnen und Nutzer des AWI zum praktischen Einsatz von MACS austauschen und Fragen rund um technische Details und Fähigkeiten klären.
Nutzerinnen und Nutzer vom AWI mit den Kollegen Daniel Hein und Jörg Brauchle bei der Anwendungsschulung in Berlin Adlershof (Credit: DLR)
„In die neue Kamerageneration sind Erfahrungen aus vielen gemeinsamen arktischen Flugkampagnen eingeflossen. Dieser Prozess wird durch den engen Austausch zwischen DLR und AWI kontinuierlich fortgeführt. Somit ist gewährleistet, dass unsere Systeme stets bestmögliche Bilddaten für die Forschung liefern.“