{"id":2079,"date":"2026-02-12T21:46:11","date_gmt":"2026-02-12T18:46:11","guid":{"rendered":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/?p=2079"},"modified":"2026-02-24T17:53:10","modified_gmt":"2026-02-24T14:53:10","slug":"satelliten-in-der-erdumlaufbahn-ueberwachen-die-bodenfeuchtigkeit-die-wasserverfuegbarkeit-den-flusslauf-und-den-globalen-wasserkreislauf","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/planeta21vek.ru\/deu\/2026\/02\/12\/satelliten-in-der-erdumlaufbahn-ueberwachen-die-bodenfeuchtigkeit-die-wasserverfuegbarkeit-den-flusslauf-und-den-globalen-wasserkreislauf\/","title":{"rendered":"Satelliten in der Erdumlaufbahn \u00fcberwachen die Bodenfeuchtigkeit, die Wasserverf\u00fcgbarkeit, den Flusslauf und den globalen Wasserkreislauf"},"content":{"rendered":"

Das Hauptziel der SMAP-Mission ist die Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts der obersten Bodenschicht und ihres Zustands (gefroren oder aufgetaut). Eine weitere wegweisende Erkundungsmission der Europ\u00e4ischen Weltraumorganisation (ESA), die HydroGNSS-Satelliten, hat wesentlich zum besseren Verst\u00e4ndnis der globalen Wasserverf\u00fcgbarkeit und der Auswirkungen des Klimawandels auf den globalen Wasserkreislauf beigetragen. Der SWOT-Satellit (Surface Water and Ocean Topography) erm\u00f6glicht die Bestimmung des Flussabflusses, definiert als das Wasservolumen, das pro Sekunde an einem bestimmten Punkt entlang des Flusses flie\u00dft.<\/span><\/p>\n

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Ein Jahrzehnt globaler \u00dcberwachung des Wasserkreislaufs: Die NASA-Mission SMAP (Soil Moisture Active and Passive Monitoring). Die 2015 gestartete NASA-Mission SMAP liefert seit \u00fcber zehn Jahren globale radiometrische Messungen im L-Band. Messungen bei niedrigen Frequenzen (1,4 GHz bzw. 21 cm Wellenl\u00e4nge) geben Aufschluss \u00fcber den Zustand der Erdoberfl\u00e4che unter allen Wetterbedingungen, unabh\u00e4ngig von der Sonneneinstrahlung. Hauptziel der SMAP-Mission ist die Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts der obersten Bodenschicht und ihres Zustands (gefroren oder aufgetaut), wie in der Fachzeitschrift \u201eProceedings of the Institute of Electrical and Electronics Engineers\u201c (IEEE) berichtet wird.<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n

An der Erdoberfl\u00e4che vermittelt die Bodenfeuchtigkeit die Wasser-, Energie- und Kohlenstoffkreisl\u00e4ufe. Diese drei Kreisl\u00e4ufe sind die Hauptfaktoren, die das regionale Klima bestimmen und die Funktionsweise von \u00d6kosystemen regulieren.<\/span><\/p>\n

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\nK\u00fcnstlerische Darstellung des SMAP-Observatoriums mit Radiometer und Radar. NASA\/JPL\/Caltech<\/span><\/em><\/p>\n

Das Hauptinstrument des SMAP-Satelliten ist das L-Band-Radiometer, das pr\u00e4zise Daten zur Oberfl\u00e4chenhelligkeitstemperatur erfasst. Es verf\u00fcgt \u00fcber fortschrittliche Hard- und Software zur Erkennung und Unterdr\u00fcckung von Funkst\u00f6rungen (RFI). Das Radiometer misst die vertikale und horizontale Polarisation sowie die Stokes-Parameter T3 und T4 der von der Erde ausgehenden Mikrowellenstrahlung. Der Reflektorarm mit einem ausklappbaren 6 Meter gro\u00dfen Lichtgitterreflektor rotiert mit 14,6 Umdrehungen pro Minute und erzeugt so einen 1.000 Kilometer breiten Streifen, w\u00e4hrend der SMAP-Satellit die Erde in einer sonnensynchronen Umlaufbahn umkreist. Dadurch wird die Erde in zwei bis drei Tagen vollst\u00e4ndig erfasst, mit einer pr\u00e4zisen Wiederholung alle acht Tage. Das Radiometer wird monatlich durch Beobachtung von Deep-Sky-Objekten kalibriert.<\/span><\/p>\n

Das urspr\u00fcngliche SMAP-Instrument umfasste ein zugeh\u00f6riges L-Band-Radar, das von April bis Anfang Juli 2015 in Betrieb war und alle drei Tage \u00fcber Land ko- und kreuzpolarisierte Radarr\u00fcckstreudaten mit einer r\u00e4umlichen Aufl\u00f6sung von etwa 1 km erfasste. Diese Datenerfassung zeigte die Abh\u00e4ngigkeit der L-Band-Signale von der Bodenfeuchtigkeit, dem Wassergehalt der Vegetation und den Frost-Tau-Wechselbedingungen. Der Radarsender fiel am 7. Juli 2015 aus. Kurz darauf, im August 2015, wurden die Radar-Empfangskan\u00e4le f\u00fcr die Aufzeichnung von GNSS-R\u00fcckstreusignalen (Global Navigation Satellite System) umfunktioniert. Dadurch wurde SMAP zum ersten vollst\u00e4ndig polarimetrischen GNSS-Streuungsmesser im Weltraum f\u00fcr Untersuchungen der Landoberfl\u00e4che und der Kryosph\u00e4re.<\/span><\/p>\n

Ein Jahrzehnt Bodenfeuchtemessungen durch den SMAP-Satelliten hat zu zahlreichen wissenschaftlichen Fortschritten gef\u00fchrt. Die Daten wurden genutzt, um die Wechselwirkungen der drei wichtigsten Stoffwechselkreisl\u00e4ufe (Kohlenstoff, Wasser und Energie) an Land zu quantifizieren. Sie dienten au\u00dferdem der Verbesserung der D\u00fcrrebewertung und Hochwasservorhersage sowie der Erh\u00f6hung der Genauigkeit numerischer Wettervorhersagemodelle. Dar\u00fcber hinaus werden sie zur Messung der Menge an fl\u00fcssigem Wasser, der Dicke von Eisschilden und des Salzgehalts der Meeresoberfl\u00e4che verwendet. Die folgenden Abschnitte beschreiben die vielf\u00e4ltigen gesellschaftlichen Anwendungen der SMAP-Daten.<\/span><\/p>\n

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\nDie beobachtete Regulation der Photosynthese durch Wasserverf\u00fcgbarkeit [links] und Lichtverf\u00fcgbarkeit [rechts] ist dargestellt. Blau kennzeichnet eine st\u00e4rkere Limitierung. Die Photosyntheseraten beider Karten wurden mittels solarinduzierter Fluoreszenz (SIF) (mW\/m\u00b2 nm sr) mit dem Tropospheric Ozone Monitoring Instrument (TROPOMI) an Bord der Copernicus-Sentinel-5P-Mission der Europ\u00e4ischen Union bestimmt. Die Wasserverf\u00fcgbarkeit wurde anhand von Bodenfeuchtemessungen (SM) der Soil Moisture Active Passive (SMAP)-Mission ermittelt. Die Lichtverf\u00fcgbarkeit wurde mittels photosynthetisch aktiver Strahlung (PAR) mit dem Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) auf den NASA-Plattformen Terra und Aqua bestimmt. Die resultierenden Karten zeigen die Modellsteigung (mW\/m\u00b2 \/ nm\/sr) der gesch\u00e4tzten SIF-SM-Beziehung unter Wassermangelbedingungen [links] und die Modellsteigung (10\u207b\u00b3 \/ nm\/sr) der gesch\u00e4tzten SIF-PAR-Beziehung unter Lichtmangelbedingungen [rechts]. Jonard et al. (2022) in der Zeitschrift Biogeosciences<\/span><\/em><\/p>\n

Das prim\u00e4re wissenschaftliche Ziel des SMAP-Projekts ist die Entwicklung von Beobachtungsreferenzwerten, die die Wechselwirkungen zwischen Wasser-, Energie- und Kohlenstoffkreislauf an Land aufzeigen. Die Bodenfeuchte ist eine Variable im terrestrischen Zweig des Wasserkreislaufs. Sie koppelt den Wasserkreislauf an den Energiekreislauf, indem sie den latenten W\u00e4rmefluss begrenzt \u2013 die Energie\u00e4nderung beim W\u00e4rmeaustausch, wenn Wasser einen Phasen\u00fcbergang durchl\u00e4uft, wie beispielsweise die Verdunstung an der Land-Atmosph\u00e4re-Grenzfl\u00e4che. Die Bodenfeuchte koppelt auch den Wasser- und den Kohlenstoffkreislauf, wie die Photosynthese von Pflanzen belegt. Die globalen Beobachtungen der Bodenfeuchtefelder durch SMAP, kombiniert mit Fernerkundungsdaten von Elementen des Energie- und Kohlenstoffkreislaufs, k\u00f6nnen aufzeigen, wie diese drei Kreisl\u00e4ufe in der Realit\u00e4t miteinander verkn\u00fcpft sind und dienen somit als Referenzwert f\u00fcr Wetter- und Erdsystemmodelle.<\/span><\/p>\n

Die Photosynthese wird sowohl durch Wassermangel als auch durch unzureichende photosynthetisch aktive Strahlung gehemmt. Globale Karten zeigen, wie Bodenfeuchtigkeit und Licht die Photosynthese regulieren. Diese Referenzdaten k\u00f6nnen genutzt werden, um zu beurteilen, inwiefern Erdsystemmodelle mit den drei Hauptstoffwechselzyklen des Klimasystems zusammenh\u00e4ngen.<\/span><\/p>\n

SMAP-Produkte finden breite Anwendung in den angewandten Wissenschaften und Katastrophenschutzsystemen. Bodenfeuchtesch\u00e4tzungen auf Basis von SMAP-Beobachtungen liefern wichtige Informationen f\u00fcr das Management wasserbedingter Katastrophen, beispielsweise zur \u00dcberwachung von D\u00fcrreperioden in der Landwirtschaft (definiert als anhaltendes Bodenfeuchtedefizit) und Hochwassermengen (definiert als die F\u00e4higkeit der Landschaft, Wasser w\u00e4hrend Niederschl\u00e4gen aufzunehmen). Das SMAP-Projekt erzeugt einen parallelen, nahezu in Echtzeit verf\u00fcgbaren Datenstrom, auf den zahlreiche Bundes- und Landesbeh\u00f6rden in Entscheidungssystemen zu D\u00fcrre\u00fcberwachung, Ern\u00e4hrungssicherheit, \u00dcberschwemmungen und Transportkapazit\u00e4t zugreifen.<\/span><\/p>\n

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\nAuswirkungen der Hinzunahme von Bodenfeuchtedaten [SMAP-Datenassimilation (DA) minus keine DA] auf eine Simulation des Great Plains Low-Level Jetstream (GPLLJ) mit dem NASA Unified Weather Forecasting Model (NU-WRF). Die Ergebnisse zeigen den Mittelwert von 75 unabh\u00e4ngigen GPLLJ-Ereignissen. Die Diagramme stellen die Differenz der Windgeschwindigkeit mit der H\u00f6he (y-Achse) und der Zeit (Stunden auf der x-Achse) dar. Die einzelnen Felder zeigen den Eintritt des Jetstreams [links], seinen Kern [Mitte] und seinen Austritt [rechts]. Die Assimilation von Bodenfeuchtedaten erh\u00f6ht die Intensit\u00e4t des simulierten GPLLJ. Die gestrichelte Schattierung entspricht einem statistischen Konfidenzniveau von 99 %. Ferguson (2020) in Monthly Weather Review.<\/span><\/em><\/p>\n

Die mit SMAP erzielten Verbesserungen in der numerischen Wettervorhersage, die erh\u00f6hte Modellgenauigkeit und die verringerte Unsicherheit in Klimamodellprognosen basieren auf der Annahme, dass Solarenergie zur Wetter- und Klimadynamik beitr\u00e4gt. Die Bodenfeuchte hat einen starken Einfluss darauf, wie die verf\u00fcgbare Solarenergie \u00fcber Land auf ihre Komponenten (z. B. f\u00fchlbarer und latenter W\u00e4rmestrom) verteilt wird. Dieser Einfluss breitet sich durch die atmosph\u00e4rische Grenzschicht aus und beeinflusst letztlich die Wetterentwicklung.<\/span><\/p>\n

Ein Beispiel hierf\u00fcr sind die Landoberfl\u00e4chenprozesse, die die Entwicklung von bodennahen Jetstreams (LLJs) \u00fcber den US-amerikanischen Great Plains beeinflussen k\u00f6nnen. Diese Jetstreams treiben mesoskalige konvektive Wettersysteme an. Fr\u00fchere Studien haben gezeigt, dass LLJs empfindlich auf regionale Bodenfeuchtegradienten reagieren. Die Assimilation von SMAP-Bodenfeuchtedaten verbessert die Vorhersagen schwach synoptisch angetriebener oder entkoppelter LLJs im Vergleich zu Vorhersagen gekoppelter, zyklongetriebener LLJs. Beispielsweise zeigt ein NASA-Modell des Unified Weather Research and Forecasting (UNWRF), das 75 NLTs mit einer Aufl\u00f6sung von 9 km (5,6 Meilen) mit und ohne SMAP-Bodenfeuchtedatenassimilation (SMAP-Datenassimilation (DA) bzw. keine DA) einbezieht, wie die mittlere absolute Windgeschwindigkeitsdifferenz zwischen SMAP DA und ohne DA im Verlauf der Simulation ann\u00e4hernd linear zunimmt, mit maximalen Differenzen bei 850 hPa (bzw. mb) am Eintrittspunkt und im Kern des Jetstreams.<\/span><\/p>\n

Das massive Abschmelzen der gr\u00f6nl\u00e4ndischen und antarktischen Eisschilde tr\u00e4gt zum Anstieg des Meeresspiegels bei, einer der gravierendsten und unmittelbarsten negativen Folgen des Klimawandels. Die Geschwindigkeit des Abschmelzens in den letzten Jahren hat weltweit Besorgnis ausgel\u00f6st und L\u00e4nder mit K\u00fcstenbev\u00f6lkerung betroffen. Die Kryosph\u00e4renforschungsgemeinschaft fordert Ma\u00dfnahmen und den Einsatz aller verf\u00fcgbaren Beobachtungssysteme und Modelle, um die Muster und Geschwindigkeit des Landeisabschmelzens zu \u00fcberwachen.<\/span><\/p>\n

Das Abschmelzen der Eisoberfl\u00e4che beeinflusst den Massenverlust der Eiskappen auf vielf\u00e4ltige Weise: durch direkten Schmelzwasserabfluss aus der Ablationszone des gr\u00f6nl\u00e4ndischen Eisschildes, durch strukturelle Ver\u00e4nderungen in der Infiltrationszone des gr\u00f6nl\u00e4ndischen Eisschildes, durch Ver\u00e4nderungen der Schmelzwasserretention und der Abflussgrenzen, durch Ver\u00e4nderungen der Struktur antarktischer Schelfeise sowie durch die Destabilisierung von Gletscherabflussmechanismen durch verschiedene Prozesse (z. B. hydraulisches Brechen und Kalben). Langfristige Klimamodelle und Massenbilanzmodelle ben\u00f6tigen pr\u00e4zise Darstellungen der Schnee-, Firn- und Eisbildungsprozesse, um zuk\u00fcnftige Meeresspiegelst\u00e4nde vorherzusagen.<\/span><\/p>\n

Das SMAP-L-Band-Radiometer besitzt im Vergleich zu anderen Erdbeobachtungsinstrumenten eine relativ lange Wellenl\u00e4nge [21 cm (8 Zoll)]. Es erm\u00f6glicht die Messung des Fl\u00fcssigwassergehalts (LWC) von Eisschilden und Schelfeisfl\u00e4chen durch den Empfang von Strahlung aus dem Inneren der Schnee-Firn-Eis-S\u00e4ule. Relativ hohe LWC-Werte absorbieren die Strahlung nur teilweise, wodurch die Messung empfindlich auf Schwankungen der Fl\u00fcssigwasserh\u00e4ufigkeit (LWA) innerhalb der S\u00e4ule reagiert. Abbildung 4 zeigt die kumulative Fl\u00fcssigwasserh\u00e4ufigkeit f\u00fcr den Zeitraum 2015\u20132023, berechnet aus SMAP-Messungen.<\/span><\/p>\n

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\nAbbildung 4. J\u00e4hrlicher Gesamtfluss an fl\u00fcssigem Wasser (DLW) aus SMAP-Daten f\u00fcr 2015\u20132023. Die durchgezogene schwarze Linie in jeder Karte markiert die Gittergrenzen. Die graue Maske innerhalb des Eisschildes zeigt anhand der abnehmenden Helligkeitstemperatur an, wo Schmelze festgestellt wurde. Andreas Colliander\/Finnisches Meteorologisches Institut.<\/span><\/em><\/p>\n

Das SMAP-L-Band-Radiometer wurde auch zur Bestimmung der Dicke d\u00fcnnen Meereises [<0,5\u20131 m (<1,6\u20133,3 ft)] in der Arktis und im S\u00fcdlichen Ozean eingesetzt. Daten zur Dicke d\u00fcnnen Eises der SMOS-Mission (Soil Moisture and Ocean Salinity) der Europ\u00e4ischen Weltraumorganisation (ESA) wurden f\u00fcr SMAP unter Verwendung desselben festen Einfallswinkels neu kalibriert. Die Daten zeigen eine gute \u00dcbereinstimmung und deutliche Vorteile des kombinierten Datensatzes. Daten zur Dicke d\u00fcnnen Eises im L-Band erg\u00e4nzen die hochaufl\u00f6senden Profile dickeren Eises, die von Satellitenaltimetern (z. B. ESA CryoSat-2 und NASA Ice, Clouds and Land Elevation Satellite\u20132) gewonnen werden, sinnvoll.<\/span><\/p>\n

Das gemeinsame NASA\/SAC-D-Projekt (Aquarius), das von 2011 bis 2015 lief, erstellte mithilfe des L-Band-Radiometers und des L-Band-Streuungsmessers beispiellose monatliche Karten des globalen Meeresoberfl\u00e4chensalzgehalts mit einer Aufl\u00f6sung von 150 km. Das SMAP-L-Band-Radiometer erweiterte seit dem Ende von Aquarius nicht nur die Daten zum Meeresoberfl\u00e4chensalzgehalt, sondern erh\u00f6hte dank seines gr\u00f6\u00dferen Reflektors und breiteren Messstreifens auch die r\u00e4umliche Aufl\u00f6sung und die zeitliche Frequenz dieser Messungen. Diese h\u00f6here Aufl\u00f6sung und Wiederholbarkeit erm\u00f6glichen neue und beispiellose Einblicke in Mischungsprozesse und S\u00fc\u00dfwasserph\u00e4nomene, die Verfolgung von K\u00fcstenfahnen und andere lokale ozeanische Merkmale.<\/span><\/p>\n

Die optische Dichte der Vegetation (VOD) im L-Band, die mit dem Wassergehalt der Vegetation korreliert, wurde mithilfe der dualpolarisierten Helligkeitstemperaturen von SMAP gleichzeitig mit der Bodenfeuchte erfasst und dient einem besseren Verst\u00e4ndnis der globalen \u00d6kologie. Wasser im oberirdischen Pflanzengewebe d\u00e4mpft und depolarisiert dadurch die Mikrowellenstrahlung an der Oberfl\u00e4che; die VOD quantifiziert diesen Effekt. SMAP liefert globale VOD-Messungen unter allen Wetterbedingungen mit einer zeitlichen Aufl\u00f6sung von zwei bis drei Tagen. Ver\u00e4nderungen der VOD deuten entweder auf die Rehydrierung oder das Wachstum der Pflanzen hin. \u00d6kologen profitieren von diesen neuen \u00d6kosystembeobachtungen, die optische und nahinfrarote Vegetationsindizes (z. B. den Blattfl\u00e4chenindex (LAI)) erg\u00e4nzen, eine h\u00f6here zeitliche Aufl\u00f6sung aufweisen, von Wolken unbeeinflusst bleiben und in dichter Vegetation nicht so schnell s\u00e4ttigen.<\/span><\/p>\n

Beispiele f\u00fcr die Datennutzung sind die Entschl\u00fcsselung von Bedingungen, unter denen Vegetation Bodenwasser nur zur Rehydratation aufnimmt (d. h. ein Anstieg des VOD ohne \u00c4nderung des LAI), im Gegensatz zu Zeiten des Pflanzenwachstums (d. h. ein Anstieg sowohl des VOD als auch des LAI). Die Anwendungsm\u00f6glichkeiten des VOD erweitern sich, und die Umweltforschung betrachtet dieses Produkt als wertvolle zus\u00e4tzliche Informationsquelle zum Zusammenhang zwischen Boden- und Pflanzenwasserhaushalt.<\/span><\/p>\n

F\u00fcr diese Messmethode existiert derzeit kein vergleichbares bodengest\u00fctztes Verfahren. Um diese Methode als neues Mittel zur \u00dcberwachung der globalen \u00d6kologie vollst\u00e4ndig zu validieren, sind daher Feldexperimente mit Bordinstrumenten und bodengest\u00fctzten Probenahmeteams erforderlich.<\/span><\/p>\n

Das SMAP-Projekt arbeitete mit dem Applied Sciences Program der NASA Earth Science Division (heute Earth Science in Action) und den Katastrophen\u00fcberwachungs- und -vorhersageeinrichtungen zusammen, um SMAP-Produkte vor und nach dem Start in deren Betriebsabl\u00e4ufe zu integrieren. In einigen operativen Anwendungen, die eine langfristige Datenkontinuit\u00e4t erfordern, werden SMAP-Daten weiterhin zur Beurteilung aktueller Bedingungen sowie f\u00fcr Forschung und Entwicklung genutzt.<\/span><\/p>\n

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\nDie Bodenfeuchtesch\u00e4tzungen basieren auf SMAP-Daten f\u00fcr Kalifornien, Nevada, Arkansas, Mississippi und Louisiana und wurden vom Nationalen Landwirtschaftlichen Statistikdienst (NASS) des US-Landwirtschaftsministeriums (USDA) in seinem w\u00f6chentlichen Bericht vom 14. bis 20. November 2022 verwendet. Diese l\u00e4nderspezifischen Daten sind auf der NASS-Website verf\u00fcgbar (Link im Text).<\/span><\/em><\/p>\n

Vor dem Start entwickelte die SMAP-Mission ein Programm zur Erforschung und F\u00f6rderung der angewandten und operativen Nutzung von SMAP-Daten f\u00fcr Entscheidungsprozesse zum Wohle der Gesellschaft. Um diese Ziele zu erreichen, etablierte SMAP als erste NASA-Mission ein formelles Anwendungsprogramm und ein Programm zur fr\u00fchzeitigen Nutzung (Early Adoption Program, EA), das schlie\u00dflich f\u00fcr alle zuk\u00fcnftigen Erdbeobachtungssatellitenmissionen der NASA verpflichtend wurde. Das SMAP-Programm zur fr\u00fchzeitigen Nutzung steigert die Bekanntheit der Missionsprodukte, erweitert die Nutzergemeinschaft, verbessert die Zusammenarbeit mit potenziellen Nutzern, f\u00f6rdert das Verst\u00e4ndnis der SMAP-Datenkapazit\u00e4ten und beschleunigt die Verbreitung und Nutzung der Missionsprodukte nach dem Start.<\/span><\/p>\n

Viele der Projekterfolge wurden vor allem durch die aktive und kontinuierliche Zusammenarbeit mit Umweltbeh\u00f6rden und anderen Organisationen erzielt, die im nationalen Interesse t\u00e4tig sind. Die Bodenfeuchtedaten des SMAP-Projekts werden vom US-Landwirtschaftsministerium (USDA) zur Sch\u00e4tzung von Ernteertr\u00e4gen im In- und Ausland genutzt. So f\u00fchrt beispielsweise der Nationale Landwirtschaftliche Statistikdienst (NASS) des USDA w\u00f6chentliche Erhebungen zum Zustand und Status der Pflanzen sowie zur Bodenfeuchte auf US-amerikanischen Ackerfl\u00e4chen durch. Der NASS ver\u00f6ffentlicht die Bodenfeuchtedaten auf Ebene der einzelnen Bundesstaaten im NASS-Erntefortschrittsbericht.<\/span><\/p>\n

Herk\u00f6mmliche Feldmessungen der Bodenfeuchte sind umfangreiche und arbeitsintensive Datenerhebungsprozesse, die sich weitgehend auf die Angaben von Landwirten, landwirtschaftlichen Beratern und\/oder anderen Fachexperten st\u00fctzen, die Feldbeobachtungen durchf\u00fchren. Eine Einschr\u00e4nkung dieser Beobachtungen besteht darin, dass sie auf subjektiven Einsch\u00e4tzungen anstatt auf quantitativen Messgr\u00f6\u00dfen beruhen und je nach den Angaben einzelner Personen in den jeweiligen Landkreisen zu r\u00e4umlichen Inkonsistenzen f\u00fchren k\u00f6nnen. Dar\u00fcber hinaus enthalten die Berichte des NASS zum Pflanzenwachstum keine spezifischen Informationen \u00fcber den geografischen Standort der erfassten Bodenfeuchtebedingungen, was f\u00fcr die Datennutzer \u00e4u\u00dferst n\u00fctzliche Metadaten darstellt. Das NASS hat die Nutzung von SMAP-Beobachtungen in seine w\u00f6chentlichen Berichte w\u00e4hrend der Vegetationsperiode (M\u00e4rz bis November) integriert.<\/span><\/p>\n

Obwohl SMAP im gesch\u00fctzten Frequenzbereich von 1400\u20131427 MHz arbeitet, war das Radiometer w\u00e4hrend seiner gesamten Betriebszeit Funkst\u00f6rungen ausgesetzt. Seit seinem Start umfassten SMAP-Messungen sowohl unautorisierte Sender innerhalb des Durchlassbereichs als auch Emissionen au\u00dferhalb des Durchlassbereichs von Sendern in der N\u00e4he des zugewiesenen Spektrums. Die zuvor gestarteten Radiometer SMOS und Aquarius wiesen globale Funkst\u00f6rungen im L-Band nach. Daher wurde SMAP mit einem neuen digitalen Onboard-Detektor ausgestattet, der Funkst\u00f6rungen erkennt und herausfiltert. Das Radiometer generiert wissenschaftliche Daten sowohl im Zeit- als auch im Frequenzbereich, wodurch verschiedene Methoden zur Erkennung von HF-St\u00f6rungen in der Datenverarbeitungssoftware am Boden eingesetzt werden k\u00f6nnen.<\/span><\/p>\n

Die Daten aus dem Orbit zeigen, dass die Erkennung und Filterung von Funkst\u00f6rungen (RFI) gut funktionieren und die Qualit\u00e4t der SMAP-Helligkeitstemperaturmessungen verbessern. Die Algorithmen filtern am effektivsten zeitlich und frequenzm\u00e4\u00dfig schwache RFI, wobei die \u00e4quivalente Rauschtemperaturdifferenz (NEDT), ein Ma\u00df f\u00fcr die Empfindlichkeit des Radiometers, nur minimal beeinflusst wird. In einigen Gebieten der Erde besteht weiterhin ein Problem, da sehr hohe und anhaltende RFI zu erheblichen Datenverlusten durch die Entfernung der verunreinigten Daten f\u00fchren. Die globale RFI-Erkennungsratekarte f\u00fcr Januar 2025 zeigt einen deutlichen Kontrast zwischen der \u00f6stlichen und westlichen sowie der n\u00f6rdlichen und s\u00fcdlichen Hemisph\u00e4re. Gebiete mit isolierten und starken RFI korrespondieren mit besiedelten Gebieten. Eine Erkennungsrate von 100 % bedeutet, dass alle Pixel markiert und entfernt werden, was zu Datenverlusten f\u00fchrt. Die Analyse der Spektralinformationen legt nahe, dass viele Quellen wahrscheinlich bodengest\u00fctzte Radarsysteme sind; es bleiben jedoch auch viele hochfrequente Breitbandquellen und niedrigfrequente Nicht-Radarquellen bestehen. In Gebieten geopolitischer Konflikte zeigen Zeit-Frequenz-Analysedaten das Vorhandensein von St\u00f6rungen, die die gesamte Bandbreite des Radiometerempf\u00e4ngers abdecken.<\/span><\/p>\n

Das Problem der Funkst\u00f6rungen wird weiterhin \u00fcber offizielle Kan\u00e4le des Frequenzmanagements und offizielle Berichte behandelt. Diese Berichte enthalten die geografischen Koordinaten der St\u00f6rquellen, die St\u00f6rpegel, die H\u00e4ufigkeit ihres Auftretens im Beobachtungszeitraum sowie spektrale Informationen. All dies unterst\u00fctzt die Mitarbeiter vor Ort bei der Identifizierung potenzieller St\u00f6rer. Die Berichte werden an das Frequenzmanagementb\u00fcro der NASA gesendet und anschlie\u00dfend \u00fcber das Satelliteninterferenz-Melde- und -Behebungssystem an das betreffende Land weitergeleitet.<\/span><\/p>\n

Der aktuelle SMAP-Wissenschaftsdatensatz ist in der Tabelle dargestellt. Die Hauptdaten sind in vier Ebenen (L1\u20134) unterteilt. L1-Daten repr\u00e4sentieren die Helligkeitstemperatur des Instruments im L-Band in Kelvin und umfassen alle vier Stokes-Parameter (horizontale und vertikale Polarisation sowie den dritten und vierten Stokes-Parameter). Die Daten beinhalten sowohl den \u00c4quator\u00fcberquerungspunkt um 6:00 Uhr morgens (absteigender Bereich) als auch den um 18:00 Uhr abends (aufsteigender Bereich). Der Benutzer hat Zugriff auf Qualit\u00e4tskennzeichnungen, die die Verf\u00fcgbarkeit der Messungen f\u00fcr jedes Projekt angeben. L1B-Daten sind zeitlich geordnet und umfassen Messungen in L\u00e4ngs- und Querrichtung. L1C-Daten werden auf dem EASE2-Gitter (Equal-Area Scalable Earth V2) mit polaren und globalen Projektionen dargestellt. L2-Daten sind geophysikalische Daten (Bodenfeuchte, VOD und bin\u00e4re Gefrier-\/Auftauklassifizierung auf einem festen Erdgitter). L2-Daten, die \u00fcber eine halbe Umlaufbahn erfasst wurden, sind innerhalb von 24 Stunden nach der Erfassung \u00f6ffentlich zug\u00e4nglich. L3-Produkte sind Tageszusammenfassungen und beinhalten alle Halbuml\u00e4ufe des jeweiligen Tages.<\/span><\/p>\n\n

Tabelle: Die Active Passive Soil Moisture Science Product Suite ist \u00fcber das National Snow and Ice Data Center, eines der Distributed Active Archiving Centers der NASA, erh\u00e4ltlich.<\/span><\/p>\n

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Produktart<\/span><\/td>\nProduktbeschreibung<\/span><\/td>\nAufl\u00f6sung (Rasterdarstellung)<\/span><\/td>\nGranulatgr\u00f6\u00dfe<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
SPL1BTB<\/span><\/td>\nGeodaten, kalibrierte Helligkeitstemperatur in chronologischer Reihenfolge.<\/span><\/td>\n36 km<\/span><\/td>\nHalbe Umlaufbahn<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
SPL1CTB_E<\/span><\/td>\nBackus-Gilbert-interpolierte, kalibrierte Helligkeitstemperatur in chronologischer Reihenfolge<\/span><\/td>\n(9 km)<\/span><\/td>\nHalbe Umlaufbahn<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
SPL1CTB<\/span><\/td>\nGeolokalisierte, kalibrierte Helligkeitstemperatur auf dem Equal-Area Scalable Earth V2 (EASE2)-Gitter.<\/span><\/td>\n36 km<\/span><\/td>\nHalbe Umlaufbahn<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
SPL1CTB_E<\/span><\/td>\nInterpolierte und kalibrierte Backus-Gilbert-Helligkeitstemperatur auf dem EASE2-Gitter<\/span><\/td>\n(9 km)<\/span><\/td>\nHalbe Umlaufbahn<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
SPL2SMP<\/span><\/td>\nRadiometer f\u00fcr Bodenfeuchte und Vegetationstiefe<\/span><\/td>\n36 km<\/span><\/td>\nHalbe Umlaufbahn<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
SPL2SMP_E<\/span><\/td>\nBodenfeuchte und optische Dichte der Vegetation wurden mit einem Radiometer auf Basis des SPL1CTB gemessen.<\/span><\/td>\n(9 km)<\/span><\/td>\nHalbe Umlaufbahn<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
SPL2SMAP_S<\/span><\/td>\nCopernicus Sentinel-1 SMAP\/Bodenfeuchteradiometer<\/span><\/td>\n3 km<\/span><\/td>\nSentinel-1<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
SPL3SMP<\/span><\/td>\nT\u00e4gliche Daten des globalen zusammengesetzten Radiometers f\u00fcr Bodenfeuchte und optische Vegetationsdicke basierend auf SPL1CTB<\/span><\/td>\n36 km<\/span><\/td>\nT\u00e4glich\u2013Global<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
SPL3SMP_E<\/span><\/td>\nT\u00e4gliche Daten des globalen Kompositradiometers f\u00fcr Bodenfeuchte und optische Vegetationsdicke basierend auf SPL1CTB_E<\/span><\/td>\n(9 km)<\/span><\/td>\nT\u00e4glich\u2013Global<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
SPL3FTP<\/span><\/td>\nT\u00e4gliche Zusammenfassung der Gefrier-\/Auftauzyklen basierend auf SPL1CTB<\/span><\/td>\n36 km<\/span><\/td>\nT\u00e4glich\u2013Global<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
SPL3FTP_E<\/span><\/td>\nT\u00e4gliche Zusammenfassung der Gefrier- und Auftauvorg\u00e4nge basierend auf SPL1CTB_E<\/span><\/td>\n(9 km)<\/span><\/td>\nT\u00e4glich\u2013Global<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
SPL4SMAU<\/span><\/td>\nBodenfeuchtigkeit in der Oberfl\u00e4chenschicht und der Wurzelzone<\/span><\/td>\n9 km<\/span><\/td>\n3 Stunden – Global<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
SPL4CMDL<\/span><\/td>\nNetto-\u00d6kosystem-Kohlenstoffaustausch<\/span><\/td>\n9 km<\/span><\/td>\nT\u00e4glich\u2013Global<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
SPL1BTB_NRT<\/span><\/td>\nGenaue Echtzeit-Positionsbestimmung, chronologische Kalibrierung der Helligkeitstemperatur.<\/span><\/td>\n36 km<\/span><\/td>\nHalbe Umlaufbahn<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
SPL2SMP_NRT<\/span><\/td>\nBodenfeuchtigkeit, gemessen mit einem nahezu in Echtzeit arbeitenden Radiometer<\/span><\/td>\n36 km<\/span><\/td>\nHalbe Umlaufbahn<\/span><\/td>\n<\/tr>\n
L2\/L3 SMOS SM<\/span><\/td>\nBodenfeuchte und VOD in SMOS basierend auf SMAP-Algorithmen<\/span><\/td>\n(9 km)<\/span><\/td>\nHalb-Orbital\/T\u00e4glich Global<\/span><\/td>\n<\/tr>\n<\/tbody>\n<\/table>\n

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Das SMAP-Projekt erzeugt auch L4-Daten, die durch Datenassimilation gewonnen werden. L4-Produkte nutzen weitere Umweltbeobachtungen wie Niederschlag, Lufttemperatur und -feuchtigkeit, Strahlungsfl\u00fcsse an der Landoberfl\u00e4che sowie zus\u00e4tzliche Informationen zur Landnutzung und Bodenart, um Bodenfeuchtesch\u00e4tzungen an der Oberfl\u00e4che (nominal 0\u20135 cm) und im Untergrund (z. B. von der Wurzelzone bis zu einem Meter Tiefe) abzuleiten. Das Datenassimilationssystem kombiniert Modell und Messungen und erm\u00f6glicht so die Bestimmung des Tagesgangs der Landoberfl\u00e4chenbedingungen. Es liefert au\u00dferdem Sch\u00e4tzungen von Kohlenstoff-, Energie- und Wasserfl\u00fcssen an der Oberfl\u00e4che, wie Verdunstung, Oberfl\u00e4chenabfluss, Brutto-Prim\u00e4rproduktion (BPP) und Respiration. Die Differenz zwischen BPP und Respiration repr\u00e4sentiert den Netto-\u00d6kosystemaustausch und damit die Nettoquelle bzw. -senke des Kohlenstoffkreislaufs an Land.<\/span><\/p>\n

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\nProzentsatz der Pixel auf einem 0,25\u00b0-Raster f\u00fcr Januar 2025, die von aktiven und passiven Algorithmen zur Erkennung von Bodenfeuchte-RFI zur Entfernung markiert wurden. Priscilla N. Mohammed\/GSFC<\/span><\/em><\/p>\n

Die SMAP-Produktpalette umfasst auch nahezu in Echtzeit (NRT) verf\u00fcgbare Daten zur Helligkeitstemperatur und Bodenfeuchte f\u00fcr den Einsatz in operationellen Wettervorhersageanwendungen. NRT ist darauf ausgelegt, Daten innerhalb von drei Stunden nach der Messung an die Nutzer zu liefern. NRT nutzt die von SMAP vorhergesagte Antennenausrichtung (anstelle von Telemetriedaten) und modellbasierte Hilfsdaten (Bodentemperatur), um operationelle Zentren zu unterst\u00fctzen, die mehr als drei Stunden an Daten zur Aktualisierung ihrer Wettervorhersagemodelle ben\u00f6tigen. SMAP erf\u00fcllt derzeit die erforderlichen und angestrebten Latenzanforderungen f\u00fcr NRT.<\/span><\/p>\n

Zwei weitere Datenverarbeitungsprojekte kombinieren synergistische Daten mit anderen (zeitgleich durchgef\u00fchrten) Satellitenmessungen. Das Projekt SPL2SMAP_S kombiniert SMAP-L-Band-Radiostrahlungsmessungen mit C-Band-SAR-Messungen (Synthetic Aperture Radar) der ESA-Mission Copernicus Sentinel-1. Die SAR-Daten weisen eine hohe Aufl\u00f6sung auf und erm\u00f6glichen die Erstellung kombinierter Sch\u00e4tzungen der Bodenfeuchte an der Oberfl\u00e4che mit Aufl\u00f6sungen von 1 und 3 km. Hochaufl\u00f6sende Bodenfeuchteinformationen sind jedoch nur mit den kombinierten SMAP- und Sentinel-1-Messungen verf\u00fcgbar. Die Aktualisierungsrate f\u00fcr dieses Produkt ist begrenzt und kann bis zu 12 Tage betragen.<\/span><\/p>\n

Die kombinierten passiven L-Band-Radiometriedaten von SMOS und SMAP liefern globale, nahezu t\u00e4gliche Sch\u00e4tzungen der Bodenfeuchte an der Oberfl\u00e4che. Diese sind unerl\u00e4sslich f\u00fcr die Modellierung schneller hydrologischer Prozesse wie Schwerkraftdrainage und Grundwasserneubildung. SMAP bestimmt diese Parameter nur teilweise; die Daten werden alle zwei bis drei Tage aktualisiert. Dieses Produkt interpoliert SMOS-Mehrwinkeldaten auf einen SMAP-Einfallswinkel von 40\u00b0 und nutzt alle SMAP-Algorithmen, einschlie\u00dflich der Korrektur des Einflusses von Gew\u00e4ssern auf die SMAP-Helligkeitstemperatur, sowie zus\u00e4tzliche Daten f\u00fcr geophysikalische Inversionen der Bodenfeuchte und der optischen Dichte (VOD), um Konsistenz zu gew\u00e4hrleisten. In einigen Regionen, wie beispielsweise Japan, Teilen Chinas und dem Nahen Osten, ist das kombinierte SMAP-SMOS-Datenprodukt m\u00f6glicherweise nicht t\u00e4glich verf\u00fcgbar, da Funkst\u00f6rungen die Datenerfassung beeintr\u00e4chtigen.<\/span><\/p>\n

Obwohl das SMAP-Radar kurz nach dem Start ausfiel, wurden die gesammelten Daten zur Entwicklung eines Aktiv-Passiv-Algorithmus (AP-Algorithmus) f\u00fcr SMAP verwendet. Dieser Algorithmus wird auf kombinierte SMAP-Radiometerdaten und Radardaten der NASA\/ISRO-Mission Synthetic Aperture Radar (NISAR) angewendet \u2013 einer k\u00fcrzlich gestarteten L-Band-SAR-Mission, die globale Bodenfeuchtedaten mit einer r\u00e4umlichen Aufl\u00f6sung von mindestens einem Kilometer (0,62 Meilen) erfassen soll. Die hochaufl\u00f6senden Daten k\u00f6nnten die Entwicklung von SMAP-Datenanwendungen erleichtern (z. B. zur \u00dcberwachung der landwirtschaftlichen Produktivit\u00e4t, von Waldbr\u00e4nden und Erdrutschen).<\/span><\/p>\n

Eine geplante Mission erf\u00fcllt einige, aber nicht alle Messanforderungen und angestrebten Verbesserungen von SMAP. Die EU-Mission Copernicus Microwave Radiometer (CIMR) ist ein geplantes Mehrkanal-Mikrowellenradiometrie-Observatorium mit einem L-Band und vier weiteren Mikrowellenkan\u00e4len, das einen gro\u00dfen Gitterreflektor nutzt. Dieser Gitterreflektor \u00e4hnelt dem von SMAP verwendeten, ist jedoch gr\u00f6\u00dfer. Die erfolgreiche Demonstration rotierender, gro\u00dfer, ausklappbarer Gitterantennen f\u00fcr Erdbeobachtungen durch SMAP erwies sich als n\u00fctzlich f\u00fcr die Entwicklung von CIMR.<\/span><\/p>\n

Hinsichtlich der Erkennung von HF-Interferenzen verwendet CIMR ein \u00e4hnliches Verfahren wie SMAP. Bez\u00fcglich des thermischen Rauschens (NEDT) und der Datenlatenz erf\u00fcllt CIMR die f\u00fcr die n\u00e4chste Mission angestrebten Leistungswerte oder kommt diesen nahe und ist in den meisten Parametern gleichwertig oder besser als SMAP. Die native L-Band-Aufl\u00f6sung von CIMR betr\u00e4gt ca. 60 km; da die Messungen jedoch deckungsgleich sind, erm\u00f6glichen die h\u00f6her aufl\u00f6senden Messungen in dieser Konfiguration die Rekonstruktion der L-Band-Radiometrie mit einer h\u00f6heren Aufl\u00f6sung als die des CIMR-eigenen L-Bands. Es ist m\u00f6glich, die L- und C-B\u00e4nder zu kombinieren, um ein L-Band-Rekonstruktionsprodukt mit einer Aufl\u00f6sung von ca. 15 km auf Basis deckungsgleicher und \u00fcberlappender Messungen zu erhalten. Dank der gro\u00dfen Messbreite von CIMR ist eine Datenaktualisierungsrate von einem Tag m\u00f6glich.<\/span><\/p>\n\n

Die SMAP-Mission startete 2015 und sammelt seit \u00fcber zehn Jahren wissenschaftliche Daten. Dank der einzigartigen Instrumenteneigenschaften und Betriebsbedingungen liefert die globale Niederfrequenz-Mikrowellenradiometrie des SMAP-Observatoriums Sch\u00e4tzungen der Bodenfeuchte, der optischen Dichte der Vegetation und der Frost-Tau-Wechsel, die die Ergebnisse bisheriger und laufender Studien \u00fcbertreffen. Diese Daten finden breite Anwendung in der Erdsystemforschung und werden auch in der Katastrophenforschung eingesetzt.<\/span><\/p>\n

Die Forschungsgemeinschaften der Erdsystemwissenschaften und ihrer Anwendungen nutzen aktiv die \u00fcber ein Jahrzehnt gesammelten, hochwertigen globalen L-Band-Radiometriedaten. Die Intensit\u00e4t und Vielfalt der wissenschaftlichen Nutzung von SMAP-Daten zeigt sich in der Anzahl der Publikationen in Fachzeitschriften mit Peer-Review, die SMAP oder Soil Moisture Active Passive im Titel oder Abstract enthalten und SMAP-Daten verwenden (z. B. Suche in der Datenbank www.webofscience.com). Die Autoren weisen darauf hin, dass viele Publikationen diesen Suchansatz meiden. Die Bibliografie umfasst derzeit \u00fcber 1.700 Eintr\u00e4ge und \u00fcber 20.000 Zitate und deckt verschiedene Bereiche der Erdsystemwissenschaften ab, darunter Hydrologie und den regionalen und globalen Wasserkreislauf, Ozeanographie und Atmosph\u00e4renwissenschaften, die Kryosph\u00e4re, globale \u00d6kologie und Mikrowellen-Fernerkundungstechnologien.<\/span><\/p>\n

Das OpenET-Programm, eine \u00f6ffentlich-private Zusammenarbeit unter der Leitung der Konsortiumspartner NASA, U.S. Geological Survey, California State University, Monterey Bay, Environmental Defense Fund, Desert Research Institute, Google Earth Engine und HabitatSeven, liefert Informationen zur Evapotranspiration.<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n

Evapotranspiration bezeichnet den Wassertransport vom Boden in die Atmosph\u00e4re durch Pflanzen und die direkte Verdunstung von der Erdoberfl\u00e4che. OpenET ist ein unverzichtbares Werkzeug f\u00fcr das Wassermanagement, die Bew\u00e4sserungsplanung, die D\u00fcrre\u00fcberwachung und die Brandrisikobewertung.<\/span><\/p>\n

Das OpenET Data Explorer-Tool wurde urspr\u00fcnglich 2021 eingef\u00fchrt und bot Daten f\u00fcr 17 westliche US-Bundesstaaten. Das Farm and Ranch Management Support (FARMS)-Tool, das Anfang 2025 startete, bietet eine benutzerfreundliche Oberfl\u00e4che speziell f\u00fcr Landwirte und Tierhalter. Zum Zeitpunkt der Ver\u00f6ffentlichung von FARMS waren Daten f\u00fcr 27 Bundesstaaten verf\u00fcgbar. Am 15. Dezember 2025 umfassten alle Tools Daten f\u00fcr 48 Bundesstaaten.<\/span><\/p>\n

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\nDie Karte der kontinentalen USA enth\u00e4lt kostenlose OpenET-Wasserdaten und deckt nun alle 48 Bundesstaaten ab, anstatt nur die westlichsten 27. Die Farbskala zeigt die j\u00e4hrliche Gesamtverdunstung \u2013 die Wassermenge, die durch Vegetation und Verdunstung an die Atmosph\u00e4re abgegeben wird \u2013 von Orange (niedrig) bis Dunkelblau (hoch). OpenET<\/span><\/em><\/p>\n

Anwendungsgebiete von OpenET umfassen:<\/span><\/p>\n

Wasserverbrauchsmeldung: Die Wasserbeh\u00f6rden von Central und South Delta in Kalifornien nutzen OpenET, um die Meldung des Wasserverbrauchs an den Staat zu unterst\u00fctzen. Dies f\u00fchrt zu einer erh\u00f6hten Meldung seitens der Landbesitzer und erheblichen Kosteneinsparungen f\u00fcr die Landwirte.<\/span><\/p>\n

Bew\u00e4sserungsmanagement: Von einzelnen Landbesitzern bis hin zu gro\u00dfen Unternehmen wie Gallo und Sun Pacific Farming unterst\u00fctzt OpenET Landwirte aller Gr\u00f6\u00dfenordnungen dabei, den Wasserverbrauch ihrer Pflanzen zu verfolgen, um die Bew\u00e4sserung zu optimieren, die Ertr\u00e4ge zu erhalten oder zu steigern und die Kosten zu senken.<\/span><\/p>\n

Grundwassererfassung und -bewirtschaftung: Wasserbeh\u00f6rden in Kalifornien und Nebraska nutzen OpenET, eine Open-Source-Plattform zur Grundwassererfassung, die vom Environmental Defense Fund und seinen Partnern entwickelt wurde, um Landwirten die Erfassung und Bewirtschaftung ihrer Wasserressourcen zu erleichtern. Beh\u00f6rden in Oregon und Kansas entwickeln Pilotprojekte mit dieser Plattform.<\/span><\/p>\n

Am 28. November 2025 startete die erste Erkundungsmission der Europ\u00e4ischen Weltraumorganisation, der HydroGNSS-Satellit. Dies markiert einen wichtigen Schritt zur Erweiterung des globalen Verst\u00e4ndnisses der Wasserverf\u00fcgbarkeit und der Auswirkungen des Klimawandels auf den globalen Wasserkreislauf.<\/span><\/strong><\/span><\/p>\n

Zwei HydroGNSS-Satelliten wurden um 19:44 Uhr MEZ an Bord einer SpaceX Falcon 9-Rakete im Rahmen der Transporter-15-Mission vom Vandenberg Space Center in Kalifornien in die Umlaufbahn gebracht. Beide Satelliten nutzen die innovative Technologie der GNSS-Reflektometrie (Global Navigation Satellite System), um buchst\u00e4blich \u201eWasser zu finden\u201c, wie die ESA mitteilte.<\/span><\/p>\n

Dieser Prozess beinhaltet den Empfang von L-Band-Signalen von Navigationssystemen wie GPS und Galileo durch HydroGNSS-Satelliten. Diese Navigationssatelliten senden Mikrowellensignale im L-Band aus, die bei der Reflexion an der Erdoberfl\u00e4che ver\u00e4ndert werden. HydroGNSS-Satelliten vergleichen diese reflektierten Signale mit den direkt von GNSS-Satelliten empfangenen Signalen, um wertvolle Informationen \u00fcber Eigenschaften des Wasserkreislaufs und vieles mehr zu gewinnen.<\/span><\/p>\n

Um dies zu erreichen, ist jeder HydroGNSS-Satellit mit einem Empf\u00e4nger zur Erstellung von Laufzeit- und Dopplerverschiebungs-Karten ausgestattet. Dieser besteht aus zwei Antennen: einer Zenitantenne, die direkte GNSS-Signale empf\u00e4ngt, und einer Nadirantenne, die reflektierte Signale sammelt und verarbeitet, um Laufzeit- und Dopplerverschiebungs-Karten zu erstellen. Mithilfe dieser Technologie messen zwei kleine Satelliten, die die Erde in einem Winkel von 180 Grad umkreisen, Bodenfeuchtigkeit, Frost-Tau-Wechsel, \u00dcberschwemmungen und oberirdische Biomasse.<\/span><\/p>\n

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\nHydroGNSS-Satellit: Auf der Suche nach Wasser. ESA<\/span><\/em><\/p>\n

Diese Daten sind nicht nur entscheidend f\u00fcr ein tieferes Verst\u00e4ndnis des Wasserkreislaufs der Erde, sondern auch f\u00fcr Anwendungen wie die Hochwasservorhersage und die landwirtschaftliche Planung.<\/span><\/p>\n

Durch die \u00dcberwachung von \u00dcberschwemmungsgebieten und Feuchtgebieten wird HydroGNSS au\u00dferdem dazu beitragen, Feuchtgebiete zu identifizieren \u2013 wichtige \u00d6kosysteme, die bedeutende Methanquellen sein k\u00f6nnen \u2013 die oft unter Baumkronen verborgen sind.<\/span><\/p>\n

Informationen \u00fcber Gefrier- und Auftauzyklen geben Aufschluss \u00fcber das Gleichgewicht von Oberfl\u00e4chenstrahlung, Energie- und Kohlenstoffaustausch mit der Atmosph\u00e4re sowie \u00fcber das Verhalten des Permafrosts im Untergrund in hohen Breitengraden.<\/span><\/p>\n

Gleichzeitig helfen Daten zur oberirdischen Biomasse dabei, die Kohlenstoffspeicher der W\u00e4lder und ihre Rolle im globalen Kohlenstoffkreislauf zu bewerten.<\/span><\/p>\n

Inspiriert vom Geist der \u201eNew Space\u201c-Bewegung, setzen die Scouts auf Flexibilit\u00e4t und Innovation. Sie nutzen kleine, intelligente Satelliten, um bew\u00e4hrte Technologien zu verkleinern oder k\u00fchne neue Wege der Planetenbeobachtung zu erproben. Jede Mission wird innerhalb von nur drei Jahren von der Konzeption bis zum Start mit einem bescheidenen Budget von 35 Millionen Euro realisiert und deckt dabei alle Phasen ab \u2013 von der Entwicklung und dem Bau bis hin zum Betrieb im Orbit.<\/span><\/p>\n

Simonetta Celi, Direktorin der Erdbeobachtungsprogramme der ESA, sagte: \u201eDer Start von HydroGNSS, der ersten Scout-Mission der ESA, ist ein wichtiger Meilenstein f\u00fcr diese neue Familie schneller und kosteng\u00fcnstiger Erdbeobachtungsmissionen. Wir danken dem Hauptauftragnehmer der Mission, SSTL. \u2026 Der Start markiert auch einen wichtigen Schritt in der Entwicklung unseres FutureEO-Programms, in dem die Scouts einen schnellen, flexiblen, innovativen und kosteneffektiven Ansatz verk\u00f6rpern und unsere gr\u00f6\u00dferen Earth Explorer-Missionen erg\u00e4nzen. \u2026 Wir sind nun gespannt, wie HydroGNSS mithilfe der GNSS-Reflektometrie wertvolle Informationen \u00fcber wichtige hydrologische Variablen liefern wird, die den Wasserkreislauf der Erde pr\u00e4gen.\u201c<\/span><\/p>\n