Lexikon der Fernerkundung

CALIOP

Engl. Akronym für Cloud-Aerosol Lidar with Orthogonal Polarization; in zwei Wellenlängenbereichen arbeitendes Lidar-Instrument an Bord von CALIPSO. CALIOP liefert hochaufgelöste Vertikalprofile des atmosphärischen Aerosols und der Bewölkung. Deren noch wenig bekannte Einfluss auf die Strahlungbilanz der Erde wird durch die erwarteten Daten voraussichtlich besser verstanden, und damit auch ihr Potential für die globale Klimaveränderungen.

Weitere Informationen: CALIOP-Profil im CEOS EO Handbook (CEOS / ESA)

CALIPSO

Engl. Akronym für Cloud-Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observations; vormals unter der Bezeichnung PICASSO-CENA geführte Mission von NASA und CNES zur Ermittlung von Daten bzgl. Aerosol- und Wolkeneigenschaften mit dem Ziel verbesserter Klimavorhersage. Der Satellit befindet sich auf einer sonnensynchronen Umlaufbahn in 705 km Höhe bei einer Inklination von 98,2°. Seine Umlaufdauer beträgt knapp 99 min. CALIPSO führt ein Polarisations-empfindliches LIDAR als Hauptinstrument mit, ferner ein abbildendes Infrarot-Radiometer (IIR) und eine Weitwinkelkamera. CALIPSO ist Bestandteil des auf Synergieeffekte ausgelegten A-Trains. Der Start erfolgte zusammen mit CloudSAT am 28.4.2006 auf einer zweistufigen Delta II-Rakete. Im April 2016 feierte Calipso sein 10. aktives Jahr im Orbit.

A-Train, CALIPSO CALIPSO


2006 wurde CALIPSO in seine Erdumlaufbahn gebracht. Er ist Teil des 'A-Train', einer Konstellation von Erdbeobachtungssatelliten. CALIPSO repräsentiert die jüngste Generation von Missionen zur Klimabeobachtung und umfasst dabei modernste Untersuchungen von Wolken Aerosol. Dadurch wird unsere Fähigkeit, den Klimawandel besser vorhersagen und unsere Atemluft studieren zu können, deutlich verbessert.


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Quelle: NASA
 

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Cal/Val-Phase

Phase zu Beginn einer Satellitenmission, in der die Instrumentennutzlast kalibriert und die Datenauswertung verifiziert wird.

CAPI

Engl. Akronym für computer assisted photo interpretation, dt. Computer unterstützte Bildinterpretation; franz. photo interprétation assistée par ordinateur; nach DIN 18716 ein "Verfahren, bei der die gewünschten Informationen aus Bilddaten rechnerisch mit interaktiven Eingriffen gewonnen und gespeichert werden".

CARTOSAT-1 (IRS-P5)

Indische Mission zur Ermittlung hochaufgelöster Daten (2,5 m) für Zwecke der Katasterkartierung, für digitale Gelände- und Höhenmodelle, Landnutzungskartierungen und diverse GIS-Anwendungen. CARTOSAT-1 trägt zwei panchromatische Kameras, die auch im Stereo-Modus eingesetzt werden können.
Der Satellit umkreist die Erde seit Mai 2005 auf einer sonnensynchronen Bahn in 630 km Höhe, bei einer Inklination von 97,87°. Die Umlaufdauer beträgt 97,178 min.
Auf CARTOSAT-1 folgten die Missionen CARTOSAT-2 (Start 2007), CARTOSAT-2A (Start 2008), CARTOSAT-2B (START 2010) und CARTOSAT-2C (Start 2016). Weitere Exemplare sind geplant.

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Cassini-Huygens

Die Cassini-Huygens-Mission ist ein Gemeinschaftsprojekt der NASA und der ESA zur Erforschung des Saturn und seiner Monde. Daten von Cassini-Huygens liefern möglicherweise auch Hinweise auf das Entstehen irdischen Lebens. Die Mission ist nach Jean Dominique Cassini (1625-1712), dem italo-französischen Astronomen benannt, der einige der Saturntrabanten und die große Lücke zwischen den Saturnringen B und A entdeckte (Cassini-Teilung) sowie nach dem Holländer Christiaan Huygens (1629-1695), der 1655 den Saturnmond Titan entdeckten und die Saturnringe beschrieb.
Die Cassinisonde mit dem Landemodul Huygens wurde im Oktober 1997 gestartet und hatte wegen eines erdnahen “Swingby-”Manövers zum Teil heftige Diskussionen ausgelöst, da die Energieversorgung des Raumschiffs durch eine Plutoniumbatterie gesichert wird.

Cassini in der Integrationsphase Cassini in der Integrationsphase Die Reise von Cassini-Huygens

Reise von Cassini-Huygens

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Quelle: ESA
Trennung des Landemoduls Huygens vom Orbiter Cassini Trennung des Landemoduls
Huygens vom Orbiter Cassini
Die Saturntrabanten und seine Ringstruktur Die Trabanten des Saturn
und seine Ringstruktur

Im Juni 2004 erreichte die Sonde den Saturnorbit und wird für vier Jahre dort verbleiben, die Huygens-Sonde landete im Januar 2005 auf Titan. Titan ist eines der geheimnisvollsten Objekte unseres Sonnensystems. Er ist der zweitgrößte Mond und der einzige mit einer dichten, methanreichen Stickstoffatmosphäre. Experten nehmen an, dass seine Atmosphäre derjenigen der jungen Erde ähnelt. Der 72-minütige Datenstrom, den Huygens nach seiner Landung sendete, verbesserte deutlich das Verständnis über den Mond. Auch der Cassini-Orbiter hat mit seiner umfangreichen Ausstattung an wissenschaftlichen Instrumenten viele neue, teils revolutionäre Erkenntnisse in Bezug auf Saturn und seine Monde geliefert. Die Mission wurde daher mehrfach verlängert, ihr Ende ist für September 2017 mit ihrem Eintritt in die Saturnatmosphäre vorgesehen.

cass_huyg_11_lres cass_huyg_15_lres Links: Saturnringe

Rechts: Jupiter - Südpol

Die interplanetare Mission Cassini/Huygens zum zweitgrößten Planeten unseres Sonnensystems, dem Saturn, hat der Menschheit neue Erkenntnisse gebracht, wie unser Planet vor vier Milliarden Jahren ausgesehen haben mag. Cassini untersucht u.a. den Ringplaneten Saturn sowie dessen Atmosphäre und wird darüber hinaus hinter die Monde Enceladus und Titan fliegen.

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Quelle: DLR
 

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CAST

Engl. Akronym für China Academy of Space Technology; eines der wichtigsten chinesischen Raumfahrtzentren zu Forschung, Entwurf und Produktion von Raumfahrzeugen, ihrer Komponenten und Bodensegmente.

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CATS

Engl. Akronym für Cloud-Aerosol Transport System; ein Lidar-Fernerkundungsinstrument, das von der International Space Station (ISS) aus profilierende Messungen des atmosphärischen Aerosols und der Wolken über die Dauer von mindestens sechs Monaten und bis zu drei Jahren durchführt. CATS wird unser Verständnis von Wolken- und Aerosoleigenschaften und deren Wechselwirkungen verbessern, sowie helfen, Klimamodelle zu optimieren.
Die Realisierung von CATS soll auch niedrigpreisige und optimierte Möglichkeiten bei der Entwicklung von wissenschaftlichen ISS-Nutzlasten aufzeigen.
CATS besitzt einen Laser welcher mit drei Wellenlängen (1064, 532 und 355 nm) über die Rückstreueigenschaften der Atmosphärenpartikel z.B. die Höhe, Dicke und Tiefe von Wolken bestimmen soll. Die Eigenarten der ISS-Bahn ermöglichen es zudem, die Partikeldichten über einem Gebiet zu unterschiedlichen Tageszeiten zu erfassen.
Die Schwebeteilchen in der Luft stammen von natürlichen Ereignissen wie Sandstürmen oder Vulkanausbrüchen, aber auch aus Industrie- und Verkehrsabgasen. Sie beeinflussen Wetter, Klima, bio-geochemische Prozesse, die Flugsicherheit und die menschliche Gesundheit allgemein.

CATS wurde am 10.1.2015 mit der wiederverwertbaren Raumkapsel Dragon zur ISS gebracht. Dort wurde das Instrument mit einem Roboterarm entladen und auf der Exposed Facility montiert. Diese Plattform ist an einem Ende des japanischen Forschungsmoduls Kibo montiert und nimmt zahlreiche Experimente auf, die im freien Weltraum arbeiten, d.h. an der Außenseite der ISS. Von dieser Stelle aus hat CATS freie Sicht auf die Erde und die dazwischen liegende Lufthülle.

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CASTLE

Engl. Akronym für Computer Aided System for Teleinteractive Learning in Environmental Monitoring; ein von der Europäischen Kommission finanziertes und vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Köln koordiniertes Projekt. Dessen Ziel ist die Erstellung eines Lehrgangs zur Einführung in die Fernerkundung in englischer Sprache. Dieser wird in einem Virtuellen Klassenraum im Internet zugänglich sein und für angemeldete Teilnehmer daneben auch in einem Tele-Klassenraum mit online-Kommunikation und der professionellen Bildverarbeitungssoftware ERDAS stattfinden. Das Konzept für CASTLE wurde vom Geographischen Institut der CAU zu Kiel erarbeitet, es ist auch Autor der Lektionen. Zielgruppe des Lehrgangs sind im Umweltbereich, etwa in Verwaltung und Landesämtern tätige erwachsene Berufstätige.
Die eigentlichen Projektinhalte werden über einen Web-Server bei der NLR in Holland bereitgestellt:http://castle.nlr.nl (Als Nutzernamen "student" eingeben und "OK" klicken, Passwort bleibt frei).

C-Band

Frequenzbereich von 8 bis 4 Ghz (3,75 bis 7,5 cm Wellenlänge; Angaben schwankend) innerhalb des Mikrowellensegments des elektromagnetischen Spektrums. C-Band-Anwendungen finden sich auf einigen experimentellen flugzeuggetragenen SAR-Systemen, wie auch bei satellitengestützten SAR-Systemen wie den SAR-Systemen auf den europäischen ERS-1, ERS-2 und ENVISAT und dem kanadischen RADARSAT. Die Wellenlänge dieser Systeme beträgt etwa 5,6 cm, was sich für die Meereisüberwachung wie auch bei anderen Anwendungen als hilfreich erwiesen hat. Mit C-Band ausgerüstete abbildende Radare werden i.a. nicht durch atmosphärische Effekte behindert und können auch durch tropische Wolken und Regenschauer "hindurchsehen". Ihre Durchdringungsfähigkeit in Bezug auf Vegetationsbedeckung oder Böden ist allerdings auf die oberen Schichten begrenzt. Das C-Band wird u.a. auch bei Raketenleitsystemen eingesetzt.

Mikrowellen Mikrowellenbereich

The portion of the spectrum of more recent interest to remote sensing is the microwave region from about 1 mm to 1 m. This covers the longest wavelengths used for remote sensing. The shorter wavelengths have properties similar to the thermal infrared region while the longer wavelengths approach the wavelengths used for radio broadcasts.

Quelle:
Natural Resources Canada

CBERS

Engl. Akronym für China Brezil Earth Resources Satellite Program; ein Gemeinschaftsprojekt zwischen Brasilien und der Volksrepublik China, bei dem eine Reihe von Erdbeobachtungssatelliten entwickelt und betrieben werden. Ursprünglich war die Entwicklung und der Bau von zwei Satelliten vorgesehen. Der entsprechende Kooperationsvertrag wurde am 6. Juli 1988 unterzeichnet, wobei Brasilien 30 % Anteil an der Entwicklung haben sollte. Im Jahr 2002 einigte man sich auf drei zusätzliche Satelliten und einen Ausbau des Anteils von Brasilien auf 50 % bei CBERS-3 und -4. Beide Länder haben gemeinsam Zugriff auf die Bilder. Brasilien stellt sie im Internet nach Registrierung frei zur Verfügung (INPE Image Catalog).
Die Satelliten sollen in wichtigen Bereichen Überwachungsdaten liefern, so für Abholzung und Feuer in der Amazonas-Region, Wasserressourcenverbrauch, städtisches Wachstums, Bodennutzung, Bildung und andere Anwendungen. In groß angelegten Projekten werden u.a. die Entwaldung des Amazonas-Tieflandes dokumentiert (PRODES) oder die Zuckerrohr-Anbauflächen überwacht (CANASAT).

Der erste Satellit der Serie (CBERS-1) wurde am 14. Oktober 1999 erfolgreich gestartet. Er wird manchmal auch mit der chinesischen Bezeichnung Ziyuan 1 (ZY 1) referenziert und blieb bis zum August 2003 funktionsfähig, wobei er seine geplante Lebensdauer von zwei Jahren erheblich übertraf. Der zweite Satellit (CBERS-2) wurde am 21. Oktober 2003 und der dritte (CBERS-2B) am 19. September 2007 gestartet. Alle Satelliten wurden von chinesischen Langer-Marsch-4B-Raketen vom Kosmodrom Taiyuan in einen sonnensynchronen Orbit in etwa 778 km Höhe und eine Inklination von etwa 98,5° gebracht.
CBERS-1 und 2 sind identische Satelliten. Sie haben für die Fernerkundung der Erde drei Multispektralkameras an Bord. CBERS-2B ist ähnlich aufgebaut wie die ersten beiden Satelliten, verfügt jedoch über eine neue Kamera High Resolution Panchromatic Camera (HRC). Weiterhin wurden ein GPS-Modul sowie ein Sternsensor für die Lageregelung eingebaut.

Die Satelliten CBERS-3 und CBERS-4 verfügen über verbesserte Kameras und Übertragungssysteme. CBERS-3 wurde am 9. Dezember 2013 gestartet, ging beim Start jedoch verloren. Der Start von CBERS-4 erfolgte am 7. Dezember 2014. China und Brasilien arbeiten an einem sechsten CBERS-Satelliten, dessen Start im Jahr 2017 erfolgen soll.

Weitere Informationen:

CCD

Engl. Akronym für Charge Coupled Device, dt. ladungs(träger)gekoppelte(s) Bauelement/Schaltung; flächen- oder zeilenhaft angeordnete Sensorelemente in opto-elektronischen Abtastern mit hoher Lichtempfindlichkeit zur Bildaufnahme von Flugzeugen oder Satelliten aus. Die integrierten Schaltkreise der CCDs bestehen aus dicht angeordneten Photodioden, die Licht (Photonen) in elektrische Ladung umwandeln. Die Erfassung der flächigen Verteilung von Licht erfordert CCD-Elemente (Pixel) in geordneter Form.
Ursprünglich wurden 1969 CCDs für die Datenspeicherung entwickelt. Jedoch wurde schnell bemerkt, dass diese Bauelemente lichtempfindlich sind und es vergleichsweise einfach ist, ein zweidimensionales Bild zu erfassen. Bereits 1970 wurde ein solcher CCD-Sensor gebaut, und 1975 wurden die ersten CCDs mit einer für Fernsehkameras ausreichenden Anzahl an Bildpunkten hergestellt. Seit ca. 1983 werden CCD-Sensoren als Bildsensoren in der Astronomie und der Satellitenfernerkundung eingesetzt.
CCDs werden z.B. auf den Satelliten der SPOT-Serie verwendet. Der Vorteil dieser Aufnahmetechnik ist, dass eine gesamte Bildzeile gleichzeitig erfasst wird und nicht wie bei opto-mechanischen Systemen ein Zeitversatz entsteht. Durch die Vorwärtsbewegung der Plattform wird Zeile um Zeile lückenlos und überdeckungsfrei senkrecht zur Flugrichtung abgetastet.

Bauweise eines Charge Coupled Device Anordnung der Fotodioden in einem CCD Links: Bauweise eines Charge Coupled Device

Rechts: Anordnung der Fotodioden in einem CCD

CCDs sind Halbleiterelemente, die gewöhnlich in einer
linearen (Scanner) oder flächigen Anordnung (Video, Digitalkamera) ausgerichtet sind. Sie bestehen aus Ketten von Kondensatoren, in welchen durch Belichtung Ladungen erzeugt werden; flächenhafte Anordnungen von CCDs kommen insbesondere in digitalen Kameras und in der Fernsehtechnik vor, in der Fernerkundung bei manchen Arten von Abbildenden Spektrometern. CCDs erzeugen Bilddaten.

Quellen und weitere Informationen:
National High Magnetic Field Laboratory
Uni Halle Geographie
 

CCD-Sensoren können sowohl für sichtbare Wellenlängen als auch für Nah-Infrarot-, UV- und Röntgen-Bereiche hergestellt werden. Dadurch erweitert sich das Spektrum für Sonderanwendungen von 0,1 pm bis auf etwa 1100 nm. Die Grenze zu langen Wellenlängen hin ist durch die Bandlücke des Halbleitermaterials begrenzt (ca. 1,1 eV für Si und 0,66 eV für Ge). Sie sind daher vielfältig in Naturwissenschaften und Technik verwendbar. Vor allem in der Astronomie haben sie andere Bildempfänger, wie Fotoplatten, schon früh weitgehend verdrängt, da sie durch ihre hohe Empfindlichkeit auch die Beobachtung sehr lichtschwacher Objekte erlauben. Weitere Vorteile sind ihre breite spektrale Empfindlichkeit, ihr hoher Dynamikumfang (also die Fähigkeit, gleichzeitig sehr lichtschwache und sehr helle Bereiche eines Bildes zu erfassen) und die Tatsache, dass die Bildinformationen digital anfallen, was zum Beispiel bei der Fotometrie (Helligkeitsmessung) und der Anwendung ausgefeilter Bildbearbeitungsmethoden von Vorteil ist.

CCD-Detektor

Kamera, die einen CCD-Chip als Fotodetektor verwendet. Einige wichtige Vorteile von CCDs gegenüber chemischen Aufnahmeverfahren:

  • Linearität: in einem weiten Bereich erzeugen doppelt soviele Photonen ein doppelt so starkes Signal
  • Quantenausbeute: bei einem CCD reichen wenige Photonen, um eine Signal zu erzeugen
  • Einfachere Reproduzierbarkeit: chemische Verfahren haben den Nachteil, dass das Ergebnis einer Aufnahme und der folgenden Entwicklung von vielen Faktoren beeinflusst wird, wie exakte chemische Zusammensetzung der fotoaktiven Beschichtung und der bei der Entwicklung verwendeten Emulsionen, Temperaturen bei der Lagerung und Entwicklung usw.
  • Bei CCDs entfällt die Digitalisierung der Ergebnisse

CCD-Kameras haben z.B. in der Astronomie gegenüber Fotoplatten noch immer den Nachteil, dass sie nur sehr kleine Flächen abdecken können, meist wenige Quadratzentimeter. Fotoplatten gibt es deutlich grösser.

CCRS

Engl. Akronym für das frühere Canada Centre for Remote Sensing; kanadisches Fernerkundungszentrum mit empfehlenswertem Web-Auftritt. Das CCRS ist in das Canada Centre for Mapping and Earth Observation (CCMEO) übergegangen. Es gibt dort weiterhin das Tutorial Fundamentals of Remote Sensing.

Weitere Informationen: Canada Centre for Remote Sensing - Startseite

CDTI

Span. Akronym für El Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial; Forschungsförderungsgesellschaft des spanischen Staates, die spanische Unternehmen bei der Teilnahme an europäischen Programmen, beispielsweise dem Forschungsrahmenprogramm der europäischen Kommission, den Programmen der ESA, ESRF oder CERN unterstützt.

Weitere Informationen:

Ceilometer

Bodengestütztes Messgerät zur Bestimmung der Wolkenuntergrenze, bei dünneren Wolken auch für die Struktur der unteren Wolkenschicht zu meteorologischen oder aeronautischen Zwecken. Mit Hilfe eines Ceilometers lassen sich fortlaufende Messungen dieser Parameter durchführen.
Standardmäßig werden heute auf einer bestimmten Wellenlänge arbeitenden Laser-Ceilometer bzw. Laser-Ceilographen eingesetzt. Der Laser-Ceilograph misst die Laufzeit eines vom Boden senkrecht nach oben ausgesandten Lichtpuls eines Lasers zur Wolkendecke und zurück (Pulslaufzeitverfahren). Aus der Laufzeit und der Lichtgeschwindigkeit kann dann die Höhe der Wolken berechnet werden (optische Abstandsmessung).
Die Instrumente sind typischerweise mit einer Verarbeitungseinheit ausgestattet, die einen Himmelszustandsalgorithmus ausführt und zumindest Kondensationsniveaudaten bereitstellt. Diese Systeme wurden im Verlauf der letzten Jahre um eine Vielzahl von Funktionen erweitert, die aufgrund der in der Mikroprozessor- sowie der Mikropulsarlaser- und Glasfasertechnik erzielten Fortschritte verfügbar geworden sind und zunehmend für wissenschaftliche Anwendungen wichtig sind. In Verbindung mit Netzwerkanordnungen ist damit ein einzigartiges Werkzeug zur Untersuchung von z.B. Aerosolen verfügbar.

ceilometer_1 Laser-Ceilometer CHM15K (Fa. JENOPTIK)

Innerhalb eines Messbereiches von bis zu 15 000 Meter detektieren die CHM 15k Ceilometer zuverlässig mehrere Wolkenschichten und Zirruswolken. Neben dem Standardgerät CHM 15k steht das für bodennahe Aerosolauswertungen optimierte Gerät CHM 15k-x zur Verfügung.

Wie ein Lidar sendet das Ceilometer kurze Laserpulse in die Atmosphäre, die an Molekülen und Partikeln zurück gestreut werden. Über die Laufzeit des Lichts lässt sich deren Entfernung, über die Rückstreu-Intensität ihre Konzentration und die optischen Eigenschaften bestimmen. Daraus lassen sich u.a. Wolkenhöhen, die Höhe der planetaren Grenzschicht und die vertikale Aerosolverteilung ableiten. Das Gerät verwendet einen diodengepumpten Nd:YAG Laser bei einer Wellenlänge von 1064 nm und erreicht ca. 8µJ/Puls bei einer Pulsrate von 5-7 kHz.  Die zurück gestreute Strahlung wird mit einem Newton-Teleskop aufgefangen und durch einen schmalbandigen Interferenzfilter auf eine Photodiode fokussiert, die im Photonzählmodus betrieben wird. Die vertikale Auflösung beträgt 15 m.

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Quelle: DWD
 

Ceilometer werden z. B. bei der Flugsicherung eingesetzt, um Piloten für den Landeanflug eine Abschätzung der Sichtverhältnisse in Nähe der Landebahn zu ermöglichen.
Die Höhe der Wolkenuntergrenze ist auch für das Verständnis des Strahlungshaushaltes der Erde und für die Entwicklung von Wolkenmodellen von großer Bedeutung. Mittels LIDAR können außerdem wichtige Informationen über die Wolkenstruktur gewonnen werden.

Ceilometer werden auch für die Wolkenforschung verwendet, bedingt durch die geringe Impulsleistung sind sie aber bezüglich der Eindringtiefe in die Wolken beschränkt. Bei gewissen Schnee- und Eiswolken können jedoch manchmal auch Eindringtiefen von bis zu 2 km beobachtet werden.

Die Darstellungsart der Ceilometer-Daten sind farbcodierte Höhenprofile über der Zeit, die zeitliche Auflösung beträgt 15 Sekunden.

Gegenüber den operationell eingesetzten Ceilometern ist ein weiteres Verfahren, das Wolkenradar, (bislang) eher ein Forschungsinstrument. Es hat eine teilweise andere Charakteristik, da es z.B. die Wolkendecke durchdringen, und damit auch deren Obergrenze bestimmen kann.

Veraltet ist die impulsoptische Höhenmessung. Dazu wird ein Lichtimpuls auf die Wolkenschicht ausgesendet. Der (für das menschliche Auge - im Gegensatz zum Wolkenscheinwerfer - nicht sichtbare) Widerschein des Lichtimpulses wird dann durch einen mit einer Photozelle ausgestatteten Parabolspiegel aufgefangen. Parallel wird mit einem optischen Messgerät die senkrecht stehende Ebene des Lichtstrahls abgetastet und der Winkel zwischen der Horizontalen sowie der Achse zwischen Messgerät und Lichtfleck bestimmt. Daraus lässt sich trigonometrisch die Wolkenhöhe bestimmen.
Anstelle des üblichen Wechsellichts wird bei diesem Verfahren Impulslicht sehr hoher Spitzenleuchtdichte (Edelgasfunkenstrecken) benutzt. Die Impulsspitzen sind gegenüber dem Tagesgleichlicht hoch und gewährleisten eine zuverlässige vollautomatische Registrierung von Wolkenhöhen und eine Beurteilung von Wetterentwicklungen. Die Messhöhe hängt von der Wolkenart ab. Es wird sowohl die Wolkenuntergrenze wie der Wolkencharakter aufgezeichnet.

Weitere Informationen:

Centre Spatial Guyanais (CSG)

Das Raumfahrtzentrum Guayana bei Kourou in Französisch-Guayana ist Europas wichtigster Weltraumbahnhof. Von hier aus starten seit 1979 die Ariane-Raketen des Raumtransportunternehmens Arianespace. Es existieren ferner Startanlagen für Sojus-Raketen, sowie für die Vega. Hausherr des Geländes ist die französische nationale Raumfahrtagentur CNES.

Das CSG ist durch seine Lage einer der am günstigsten gelegenen Startplätze der Welt. Es ist nur 500 km vom Äquator entfernt (5°3' nördliche Breite); dadurch verleiht die Erdrotation einer von dort aus startenden Rakete einen Geschwindigkeitsbeitrag von gut 460 m/s (horizontal in Richtung Osten). Außerdem ist es einfacher bei einem äquatornahen Start geostationäre Satelliten in die geostationäre Transferbahn zum Erreichen der geostationären Umlaufbahn zu bringen. Ein weiterer Vorteil des Standorts besteht darin, dass die Startrichtung zum Erreichen der wichtigsten Umlaufbahnen, die von den Trägerraketen angeflogen werden, die geostationäre Transferbahn und die sonnensynchrone Umlaufbahn, zum Meer hinführt und so beim Raketenstart keine Menschen gefährdet werden.

Centre Spatial Guyanais

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Mit seiner Lage von 5°3' N und einer großen freien Fläche in Richtung Osten über dem Atlantik bietet der Raumfahrtbahnhof in Guyana beste geographische Bedingungen für Raketenstarts. Diese äquatornahe Lage hat zwei Vorteile:

  • die Trägerrakete profitiert maximal von der Energie, die ihr an diesem Punkt bereits von der Rotationsgeschwindigkeit der Erde mitgegeben wird, eine Zusatzgeschwindigkeit von 460 m/s;
  • die Trägerrakete kann ohne Flugbahnänderungen Satelliten auf geostationäre Positionen über dem Äquator platzieren, was eine deutliche Ersparnis an Treibstoff bedeutet.

Die große Weite über dem Ozean erlaubt gleichermaßen Starts nach Norden (polarumlaufende Satelliten) wie auch nach Osten (geostationäre Satelliten). Letztere machen die Hälfte des zivilen Satellitenmarktes aus. Der Begriff 'CSG' bezeichnet die Gesamtheit der Weltraumeinrichtungen, die folgende Elemente enthält:

  • das Technikzentrum mit dem Kontrollzentrum Jupiter und dem Weltraum-Museum
  • die Vorbereitungskomplex für die Nutzlasten (EPCU)
  • die Startkomplexe (ELA)
  • die Zusammenbau- und Versuchseinrichtungen für die ARIANE 5
  • die Ortungs- und Fernmessungseinrichtungen für die ARIANE
  • das Satellitenkontrollzentrum der ESA DIANE
  • weitere Technikeinrichtungen des Zentrums.
Quellen: Wikipedia - CNES

Weitere Informationen:

CEO

Engl. Akronym für European Centre for Earth Observation, ein Programm der EU zur Förderung des Einsatzes von Erderkundungsdaten. Das Information on Earth Observation-System innerhalb der CEO bietet Informationen und Datenzugang.

Weitere Informationen: eoPortal - Sharing Earth Observation Resources

CEOS

Engl. Akronym für Committee on Earth Observation Satellites; 1984 gegründeter Ausschuss der meisten zivilen Raumfahrtagenturen zur Koordinierung von Erdbeobachtungsmissionen und zur Interaktion zwischen den Agenturen und einem weltweiten Nutzerkreis. In diesen Funktionen gilt das CEOS als bedeutendstes Forum.

Gegenwärtig hat CEOS zwei beständige Arbeitsgruppen:

  1. die Working Group on Information Systems and Services (WGISS) mit dem Ziel der Koordinierung und der Standardisierung des Umgangs mit Fernerkundungsdaten, um den Datenzugang zu erleichtern und ihren Nutzeffekt zu erhöhen,
  2. die Working Group on Calibration and Validation (WGCV) mit der Aufgabe die Qualität, Genauigkeit und Langzeit-Verfügbarkeit von Erderkundungsdaten sicher zu stellen.

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The CEOS Earth Observation Handbook

As an up-to-date and comprehensive compilation of CEOS Agency plans, the report provides a handy reference source on current and future civil Earth observation programmes. It also provides details of points of contact within CEOS and lists Internet sources for those requiring more information.

Part I of the Handbook discusses changes in the Earth System over the 20 years since Rio, exploring the causes, the effects and the trends (section 1). It explains the important role for satellite Earth observations (section 2) and for CEOS (section 3). Future challenges are discussed in section 4.

Part II presents a number of case studies (section 5) to illustrate the use of Earth observation satellites supporting the provision of information for our understanding in key areas.

Part III summarises Earth observation satellite capabilities and plans, including a description of the various types of satellite missions and instruments and their applications (section 6). For those interested in particular measurements (e.g. of ozone or ocean temperature), section 7 provides details of 27 different parameters and the plans for their observation during the coming decades. Sections 8 and 9 contain catalogues of satellite missions and instruments, respectively.

The full Handbook texts are available online at http://www.eohandbook.com. The database of the satellite missions, instruments and measurements is online at http://database.eohandbook.com and contains powerful search and presentation tools, with the ability to export customised tables and timelines in support of analyses of current and planned provision of observations in support of different applications and measurements.

Quelle: CEOS / ESA
 

Weitere Informationen:

CERES

Engl. Akronym für Clouds and the Earth's Radiant Energy System; für das Erdbeobachtungssystem der NASA (EOS) entwickelte Radiometer, die in drei Kanälen das von der Erdoberfläche reflektierte Sonnenlicht, die von der Erde emittierte thermische Strahlung sowie die Gesamtsumme der Strahlung vom oberen Rand der Atmosphäre bis zur Erdoberfläche messen: Ein Kurzwellenkanal (0,3 - 5,0 µm) zur Messung des reflektierten Sonnenlichts, ein Langwellenkanal, um die von der Erde emittierte Thermalstrahlung im 8-12 µm-Fenster zu messen und ein Breitbandkanal, um alle Wellenlängen zu erfassen. Aus diesen Daten werden Informationen über den Strahlungshaushalt der Erde gewonnen. Die Instrumente ermitteln auch die Wolkeneigenschaften einschließlich ihrer Ausdehnung, Höhe, Mächtigkeit und Partikelgröße. Diese Messungen sind für das Verständnis der globalen Klimaveränderungen von entscheidender Bedeutung sowie für die Verbesserung von Klimamodellen. CERES-Instrumente sind installiert auf den Satelliten von TRMM und EOS (Terra, Aqua) und stellen eine Weiterentwicklung von ERBE dar.

Kurzwellenbereich

Kurzwellenbereich

Langwellenbereich

Langwellenbereich
Von TRMM-CERES-Daten abgeleitete Strahlungsanomalien
während eines ENSO-Ereignisses
(Januar 1998 minus Januar 1985-89)

Globale Beobachtungen der Bewölkung und der Strahlung tragen zu einer verbesserten wissenschaftlichen Fundierung von saisonalen bis interannuellen Klimavorhersagen bei. Beispielsweise zeigen frühe CERES-Daten von TRMM, dass ENSO (http://www.enso.info) ein markantes Strahlungsmuster über dem Pazifikbecken aufweist, begleitet von hochreichender Konvektion über dem tropischen Ostpazifik und deutlich klarerem Himmel über dem tropischen Westpazifik. Starke Strahlungsanomalien im kurzwelligen und langwelligen Bereich wurden in der Spätphase des ENSO-Ereignisses von 1997/98 beobachtet (d.h. im Vergleich zu einem mit ERBE ermittelten 5-jährigen Mittel). Die Strahlungscharakteristika sind eng mit Ausmaß, Art und Mächtigkeit der Bewölkung korreliert.
Quelle: NASA

 

Weitere Informationen:

CGMS

Engl. Akronym für Coordination Group for Meteorological Satellites; 1972 gegründete Koordinierungsgruppe für Wettersatelliten. Dazu trafen sich Vertreter der European Space Research Organisation (1975 in ESA umbenannt), Japans, der USA und Beobachter der WMO und des Joint Planning Staff for the Global Atmosphere Research Programme in Washington um Fragen der Kompatibilität von geostationären Wettersatelliten zu besprechen.

Weitere Informationen:

CHAMP

Engl. Akronym für Challenging Mini-Satellite Payload for Geophysical Research and Application; abgeschlossenes deutsches Satellitenprojekt zur Bestimmung des Gravitationsfeldes und des Magnetfeldes der Erde, zur Präzisierung des Geoids, zur Ermittlung der Verteilung von Temperatur, Feuchte und Druck in Tropo- und Stratosphäre sowie der Elektronendichte in der Ionosphäre. Für diese Aufgaben wurden folgende Instrumente eingesetzt:

  • CHAMP GPS Sounder
  • CHAMP gravity package (Accelerometer+GPS)
  • CHAMP magnetometry package (1 Scalar + 2 Vector Magnetometer)

Das Erdmagnetfeld löste CHAMP mit einer Genauigkeit von etwa 0,5 Nanotesla auf. Zum Vergleich: Das Magnetfeld auf der Erdoberfläche beträgt ca. 30 µT. Das Schwerefeld erfasste der Satellit mit einer Präzision von ca. 0,0005 µm/s², entsprechend einer detektierbaren Höhenvariation von 1 mm. Zum Vergleich: die Erdbeschleunigung auf der Oberfläche beträgt fast 10 m/s². Die Ortsauflösung beträgt zwischen 100 und 200 km.
Der Satellit wurde im Juli 2000 von Plessetsk aus auf seine geneigte (87°), nicht-sonnensynchrone Umlaufbahn in 470 km Höhe gebracht. Am 19. September 2010 - nach mehr als dem doppelten der eigentlichen Missionszeit - verglühte CHAMP bei einem kontrollierten Wiedereintritt in die Erdatmosphäre.

CHAMP maß das Erdschwere-und -magnetfeld und ermittelte globale vertikale Temperatur- und Wasserdampfverteilungen aus GPS-Radiookkultationsmessungen. CHAMP wird als ' Gründervater' einer ganzen Generation von Satelliten und Satelliten-Messverfahren gesehen. Mit seinen hochgenauen, multifunktionalen, sich ergänzenden Nutzlastelementen (Magnetometer, Akzelerometer, Sternsensor, GPS-Empfänger, Laser-Retroreflektor, Ionendriftmeter) lieferte CHAMP erstmalig gleichzeitig hochgenaue Schwere- und Magnetfeldmessungen. Das erste Nachfolgeprojekt GRACE ist bereits am 17.3.2002 gestartet, das zweite Folgeprojekt GOCE am 17.3.2009.

Der von Astrium gebaute Satellit Champ

Quelle: Airbus D&S
Prinzip der CHAMP-Okkultationsmessung

Prinzip der CHAMP-Okkultationsmessung Quelle: GFZ Potsdam

Von CHAMP aus gesehen, geht immer gerade einer der 24 GPS-Satelliten hinter der Erde unter. Durch die Atmosphäre wird das Signal dieses Satelliten zu CHAMP hin gebogen. Der Brechungsindex jedes Mediums hängt ab von seiner optischen Dichte. Die Dichte der Atmosphäre wiederum hängt ab von der Temperatur und dem Wasserdampfgehalt. Aus der Brechung des GPS-Signals lässt sich das vertikale atmosphärische Profil der Temperatur und der Feuchte bestimmen.

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Weitere Informationen:

Change Detection

Engl. für Veränderungsdetektion, -erkennung; Verfahren der Fernerkundung zur Erfassung und Kartierung von Veränderungen des Zustandes der Erdoberfläche oder von dort befindlichen Objekten bzw. Phänomenen durch den Vergleich multitemporaler Bilddaten. Die Erfassung und Kartierung dieser von unterschiedlichen Aufnahmezeitpunkten abgeleitete Veränderungen kann dabei sowohl visuell erfolgen (visuelle Bildinterpretation) als auch unter Zuhilfenahme von Verfahren der digitalen Bildverarbeitung.

Aralsee (19.8.2000)
Aralsee 2000
Aralsee (15.8.2011)
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Aralsee (19.8.2014)
aralsea_tmo_2014231

Ein umfangreiches Bewässerungsprojekt vor allem zum Baumwollanbau in der Wüste Kysylkum (Zentralasien) hat den Aralsee seit den 1960er Jahren zerstört. Diese Bilder zeigen die fortschreitende Schrumpfung des südlichen Aralsees seit 2000, wie auch die leichte Erholung des nördlichen Teils in den vergangenen Jahren.

Zu größerer Darstellung auf Abbildungen klicken - Weitere Informationen: Khorezm Project

Quelle: Earth Observatory (NASA)- Hier auch die komplette Zeitreihe und weitere Sequenzen zu anderen Themen mit Kommentar (e.).

Im Allgemeinen wird bei der Change Detection Bezug genommen auf episodische und abrupte temporale Änderungen des Zustandes der Erdoberfläche. Diese können beispielsweise ausgelöst sein durch Naturkatastrophen oder massive menschliche Eingriffe in ländliche und städtische Räume, wie Kahlschläge, Brandrodung, Urbanisierung, Kriege etc.
Bei digitalen Satellitendaten werden solche Veränderungen bei der Bildüberlagerung sichtbar, wenn z.B. eine Bilddatenmatrix von der anderen abgezogen wird. Typischerweise werden pixelweise Vergleiche vorgenommen und eine Veränderung kann festgestellt werden, wenn genügend unterschiedliche Grauwerte bei korrespondierenden Pixeln vorliegen. Das Ergebnis erschließt sich aus der Bildanalyse.
Zu den Themen für Change Detection gehören: Desertifikation, Waldflächenveränderungen, Siedlungsentwicklung, phänologisch-saisonale Themen, Eisgang-Vorhersage, Fragen der militärischen Verifizierung.
Wiederkehrende Veränderungen der Erdoberfläche wie zum Beispiel die phänologische Entwicklung von Pflanzenbeständen oder periodische Änderungen der Meeresoberflächentemperatur werden dagegen meist der fernerkundlichen Zeitreihenanalyse zugeordnet.

harare_1_lres harare_2_lres Change Detection als historische Dokumentation

Die Zerstörung einer Slum-Siedlung in Harare, Zimbabwe in 2005


Links: DigitalGlobe QuickBird 61-cm Bild vom 16. April 2005
Rechts: QuickBird 61-cm Bild vom 4. Juni 2005

Murambatsvina (Shona für "Müllentsorgung") ist der informelle Name einer Aktion (mit der offiziellen Bezeichnung Operation Restore Order), die die Regierung von Simbabwe seit dem 25. Mai 2005 durchführen lässt. Illegal gebaute Häuser und Marktstände in Harare, Bulawayo und anderen Städten wurden mit Schubraupen und Radladern zerstört und niedergebrannt.
Oppositionspolitiker sehen die offiziellen Gründe (Vorgehen gegen illegalen Häuserbau und Handel, Verringerung der Verbreitung von Infektionskrankheiten) jedoch als fadenscheinig. Sie glauben, dass die ganze Aktion eher ihren Anhängern gewidmet ist, die mehrheitlich in den Städten und deren Slums zu finden sind.Während dieser Aktion waren mehr als 3 Millionen Menschen direkt oder indirekt von den Auswirkungen der Zerstörung von zehntausenden von Häusern betroffen.

Zu größerer Darstellung auf Abbildungen klicken.

Quelle: Jensen 2009
 

Weitere Informationen:

CHARM

Engl. Akronym für CH4 Airborne Remote Monitoring; vom DLR gemeinsam mit den Firmen ADLARES GmbH und E.ON Ruhrgas AG entwickeltes System zur Überwachung von Erdgaspipelines von Hubschraubern aus. CHARM basiert auf dem Differential-Absorption-Lidar (DIAL) Verfahren. Dabei tastet ein rotierender Laserstrahl das flüchige Methangas (Hauptbestandteil des Erdgases in den Leitungen) am Boden ab. Das Verfahren führt zu einer deutlichen Effizienzsteigerung der Pipeline-Überwachung. Bislang war eine Überprüfung von ca. acht Leitungskilometern pro Tag durch Abgehen der Gastrassen möglich. Eine Befliegung mit CHARM schafft ca. 50 Leitungskilometer pro Stunde bei gleicher Überwachungsqualität.
Das CHARM-Messverfahren macht sich zunutze, dass Methan, infrarotes Licht bestimmter Wellenlängen absorbiert. Dazu erzeugt CHARM zwei kurze infrarote Laserpulse, deren Wellenlänge so eingestellt ist, dass der erste Puls von Methan absorbiert wird, während der zweite Puls keiner Absorption unterliegt. Dafür nutzt das DIAL-Verfahren zwei Lichtpulse mit gleicher Ausgangsintensität, jedoch unterschiedlicher Wellenlänge - einer Messwellenlänge (λon) und einer Referenzwellenlänge (λoff). Die Pulse werden vom Helikopter zum Erdboden ausgesandt, wo das Licht in alle Richtungen gestreut wird.
Ein Teil des reflektierten Lichtes beider Pulse wird zum Messsystem zurückgestreut und dort mit Hilfe eines Teleskops auf einen empfindlichen Detektor fokussiert. Aus dem Verhältnis der Signale beider Pulse lassen sich bestimmte Spurengaskonzentrationen anhand der erfolgten Absorption ermitteln. Dieser über die Lauflänge des Laserlichts integrierte Konzentrationswert wird in der Einheit ppm•m (parts per million / meter) gemessen. Ist an der Oberfläche eine Gaswolke mit einer mittleren Säulendichte von mindestens 20 ppm m vorhanden, wird dieses Methanvolumen sicher detektiert.

Charm_Auto3 dial_prinzip  

Das System CHARM® ist sicher und erschütterungsfrei in einem Helikopter installiert. Regeleinrichtungen gleichen die Einflüsse der Hubschrauberbewegungen aus und richten den Messstrahl exakt auf die Leitungstrasse aus. Durch differentielles GPS (Global Positioning System) wird eine hochgenaue Positionsbestimmung des Helikopters realisiert.

Quelle: eon-Ruhrgas

CHARM basiert auf dem DIAL-Prinzip, einer bewährten aktiven Fernerkundungsmethode zum Aufspüren von verschiedenen Gasen in der Atmosphäre. Das Instrument schickt Lichtpulse zur Erde und registriert dann die Strahlung, die von der Erdoberfläche zurückgesandt wird, wiederum in gepulster Form. Immer wenn einer dieser Pulse auf Methan triftt, wird sein Signal abgeschwächt, woraus man ableitet, dass Spuren von Methan sich im Laufweg des Lasers befinden.

Zu größerer Darstellung auf Schema-Grafik klicken.

 

Ab 2014 soll ein ähnliches Instrument in ca. 650 Kilometern Höhe an Bord eines deutsch-französischen Kleinsatelliten seine Bahnen um die Erde ziehen. Die Klimamission Merlin (Methane Remote Sensing Lidar Mission) soll aus dem All natürliche und anthropogene Quellen des Treibhausgas Methan (CH4) aufspüren.Das Messinstrument im Weltall sucht dabei pro Stunde 25.000 Kilometer ab. 50 Mal pro Sekunde wird es den Laserstrahl zur Erde senden und empfangen.
Rund 70 % der globalen Methan-Emissionen sind anthropogen bedingt - beispielsweise durch Reisfelder, Viehwirtschaft, Biomassenverbrennung auf Mülldeponien oder Energieerzeugung. Natürliche Quellen sind zum Beispiel Sümpfe und auftauende Permafrostgebiete. Das bisherige Datenmaterial erlaubt kaum Aussagen darüber, welche Quelle welche Mengen emittiertt. Die Daten, die der deutsch-französische Klimasatellit bei seinen Erdumrundungen sammelt, ermöglichen es jedoch Wissenschaftlern beider Länder, Rückschlüsse auf die verschiedenen Quellen für Methan zu ziehen.

Weitere Informationen:

China National Space Administration (CNSA)

Die staatliche Weltraumorganisation der Volksrepublik China. Sie ist für die Unterzeichnung von Regierungsabkommen bzgl. Raumfahrtaktivitäten zuständig sowie für die Durchsetzung der nationalen Weltraumpolitik, für die Organisation und Koordination der nationalen Weltraumforschung und der weltraumbezogenen Technologie und Industrie im zivilen Bereich.

Weitere Informationen: CNSA - Startseite

chromatische Aberration

Abbildungsfehler eines optischen Systems; dabei wird Licht an der Linse je nach Wellenlänge oder Farbe unterschiedlich stark gebrochen. Es treten zwei Formen der chromatischen Aberration auf. Einerseits gibt es den Farblängsfehler in Form unterschiedlicher Verfärbungen vor und hinter der Fokusebene und andererseits den Farbquerfehler, der sich besonders an Bildrändern in grünen und roten bzw. blauen und gelben Farbsäumen an Hell-Dunkel-Übergängen äußert. Mit Hilfe eines programmierten Korrekturtools kann mittels radialsymmetrischer Verzeichnungsterme der Farbquerfehler, der sich als störender Farbsaum im Bild auswirkt, eliminiert werden.

Somit müssten sich zum Beispiel die Zuordnungsverfahren für das Auffinden von homologen Bildpunkten verbessern. Denn für ein gutes Ergebnis ist entscheidend, wie stark sich die Pixel um einen Bereich von homologen Punkten in der Farbintensität unterscheiden.

Auch bei der manuellen Messung im Bild wird die Entscheidung für einen Bearbeiter, wo sich genau ein Eckpunkt befindet oder eine Kante verläuft, erleichtert, da nach der Korrektur der chromatischen Aberration der sogenannte Farbsaum entfernt wurde und dementsprechend das Bild schärfer und die Kanten eindeutiger wirken. Ebenso steigert sich die Qualität einer 3D-Visualisierung bei der Korrektur des Farbfehlers.

In der Fernerkundung ist es wichtig mit Farbbildern zu arbeiten, die frei sind von Aberrationen. Denn wenn keine aberrationsfreien Bilder im Vorfeld erzeugt würden, würde eine multispektrale Klassifizierung zu komplett falschen Klassifizierungsergebnissen von Pixeln kommen.

CIE-Farbsystem

Engl. CIE colour system, franz. Akronym für Commission Internationale de l'Eclairage; mit Hilfe des CIE-Farbsystems kann man Farben in mathematischer Form beschreiben und die dominierende Wellenlänge und Reinheit der Farbe in ein Diagramm eintragen. Als objektives Farbsystem kommt es ohne Farbmuster aus und ist als Grundlage für Farbmessungen konzipiert worden. Basierend auf der Farbwahrnehmung des menschlichen Auges sind in einer zungenförmigen Normfarbtafel Farbton und Sättigung kodiert, wobei jeder Farbort über die drei Kenngrößen Farbton T, Sättigung S und Helligkeit Y definiert ist. Es wurde 1931 von der Commision International de l'Eclairage (CIE) entwickelt und gehört zu den am häufigsten verwendeten Farbordnungssystemen.

CIE-Normfarbtafel
CIE Normfarbtafel

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Die Farben der Grafik stellen eine grobe Orientierung innerhalb des Farbraumes dar. Die auf Ausgabegeräten darstellbaren Farben beschränken sich auf eine dreieckige Fläche im Inneren der Grafik. Die sattest-möglichen (kräftigsten) Farbtöne befinden sich an den Kanten des Dreiecks.

Um den vom Betrachter wahrgenommenen dreidimensionalen Farbraum übersichtlicher (nach Farbart) darstellen zu können, wurde die zweidimensionale CIE-Normfarbtafel entwickelt. Dabei wird die dritte Komponente Z (im Falle des links stehend abgebildeten Diagramms Blau) für jeden Punkt der Farbtafel rechnerisch aus den beiden anderen durch die Beziehung x + y + z = 1 ermittelt. Die hufeisenförmige Fläche möglicher Farben ist bei der CIE-Normfarbtafel auf einem Koordinatensystem aufgetragen, auf dem x- und y-Anteil (der CIE-genormten theoretischen Grundfarben X (rot), Y (grün) und Z (blau), einer beliebigen Farbe P direkt abgelesen werden können. Durch die Grundbedingung x + y + z = 1 lässt sich der z-Anteil jeweils rechnerisch (z = 1 – x – y) ermitteln.

Zentraler Bezugspunkt der Tafel ist der in jeder Farbmesssituation wesentliche Weißpunkt W. Der im Diagramm mit W gekennzeichnete Punkt ist derjenige theoretische Weißpunkt, der alle drei Farben zu je 1/3 (x, y und z = 0,333...) repräsentiert. Abhängig von der Beleuchtungssituation kann sich der Weißpunkt praktisch überall innerhalb des Hufeisens befinden. Technisch von Bedeutung ist nur die Black-Body Kurve. Auf deren Verlauf sind die Farben als Temperatur eines idealen Strahlers (schwarzer Körper) in Kelvin angegeben. Ausgehend vom Weißpunkt können alle als farbtongleich empfundenen Farben auf einer Linie durch den Punkt P abgelesen werden. Über den verwendeten Farbraum hinaus (hier ist der Adobe-RGB Farbraum dargestellt) kann die für die spezielle Situation entsprechende Spektralfarbe auf der Spektralfarblinie (P’) abgelesen werden. Auf der genau gegenüberliegenden Seite von W können die Komplementärfarben auf der verlängerten Linie W-Q abgelesen werden. Der Punkt Q' stellt dabei die äußerste (reinste) Komplementärfarbe dar, der in diesem Fall durch den Schnitt mit der Purpurlinie definiert wird.

Quelle: Wikipedia
CIR-Bilder

Engl. Akronym für Colour infrared images; Bilder mit erhöhter Infrarotempfindlichkeit des Filmmaterials oder Bildsensors, deren Farbwiedergabe „falsche Farben“ aufweist, das heißt die abgebildeten Farben entsprechen nicht der Wahrnehmung des menschlichen Auges, sondern es werden die infraroten Bereiche in jene des sichtbaren Lichtes „übersetzt“. CIR-Bilder werden insbesondere zur Interpretation von Vegetationserscheinungen verwendet, so z.B. bei der Waldschadenskartierung oder bei der Biotoptypenkartierung sowie in der Luftbildarchäologie.

Einsatzmöglichkeiten von CIR in Bayern:
Anwender, Behörden Aufgaben etc.
Landesanstalt für Wald und
Forsten (LWF)
FFH und Natura 2000 im Wald
Bayer. Staatsforsten Waldkartierungen, Erfassung von
Waldstrukturen, Bestands- und Kronenstruktur
Bayer. Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten Vegetationsbestimmung, Integriertes Verwaltungs- und Kontrollsystem (EU), Feldstücke
NPV Berchtesgaden,
NPV Bayer. Wald
Biosphärenreservat Rhön
Schutzgebiete, Erfassung von
Waldstrukturen, Borkenkäfer,
Vegetationskartierungen etc.
Landesamt für Umwelt (LfU) DeCover, FFH, VNP-Flächen
Monitoring der Schutzgebiete, GMES
Städte- und Gemeinden Versiegelungsflächen (für gesplittete
Abwassergebühr)
BVV Erfassung tatsächliche Nutzung in ALKIS
Gebietstopographie
Clarke Belt

Gürtelartiger Bereich direkt über dem Äquator in ca. 35.800 Kilometer Höhe, in dem ein Satellit die Erde mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit umkreist, wie sich ein Beobachter auf der Erde um die Achse bewegt. Der Science Fiction-Autor und Wissenschaftler Arthur C. Clarke präsentierte seine - auf Herman Potočnik zurückgehende - Idee, geostationäre Satelliten zur technischen Kommunikation zu nutzen, 1945 in der wissenschaftlichen Zeitschrift Wireless World unter dem Titel Extra-terrestrial Relays – Can Rocket Stations Give World-wide Radio Coverage? Ihm zu Ehren wird daher der geostationäre Orbit „Clarke Belt“ beziehungsweise „Clarke Orbit“ genannt.

Clarkes prophetische Idee wurde innerhalb von zwei Jahrzehnten Realität. Einige britische Wissenschaftler testeten im Jahr 1959 den Vorschlag aus und setzten dazu den Mond ein. Funksignale wurden zum Mond gesandt, der sie dann zurückwarf. Mit dem Herannahen des Weltraumzeitalters probierten Wissenschaftler die Idee mit einem Satelliten aus, den sie auf eine elliptische Umlaufbahn (180-1.490 km) schickten. Er wurde im Dezember 1958 gestartet und kehrte im Januar 1959 zur Erde zurück. Dann wurde ein Versuch mit einem metallbeschichteten Ballon mit 30 m Durchmesser durchgeführt, der auf eine Kreisbahn um die Erde geschickt wurde, um zu erkunden wie gut er Signale aus dem Weltall übertragen konnte. Er reflektierte Funkwellen von seiner Umlaufbahn alle 100 Minuten.

Der nächste Schritt war die Entwicklung eines aktiven Satelliten, der die Signale, die von der Erde ausgesandt wurden, verstärken sollte. Und im Jahr 1962 übertrug ein Satellit namens Telstar Fernsehbilder von Kontinent zu Kontinent. Die Übertragungsverbindung zwischen Amerika und Frankreich blieb 22 Minuten erhalten bis der Satellit außer Sichtkontakt geriet. Diese kurze Überflugzeit machte klar, dass solche Satelliten in größerer Höhe fliegen sollten, um den Sichtkontakt zu verlängern. Als dann große Raketen zur Verfügung standen, um größere Höhen zu erreichen, wurde eine neue Generation von Satelliten gestartet. Im Februar 1963 wurde mit Syncom-I der erste Satellit auf einer synchronen Umlaufbahn gestartet, aber er verlor wegen einer Fehlfunktion den Kontakt zur Erde. Syncom-II folgte am 26. Juli. Mit seiner Position über dem Atlantik wurde er zum ersten funktionsfähigen geosynchronen Satelliten. Bald darauf erkannten die Raumfahrtagenturen das große Nutzungspotenzial von geosynchronen Satelliten.

Clarke Orbit or Geostationary Orbit

Clarke Orbit Quelle: http://spaceyuga.com/geosynchronous-orbit-2/ (R.o.)

The notion of a geosynchronous satellite for communication purposes was first published in 1928 by Herman Potočnik. The first appearance of a geostationary orbit in popular literature was in the first Venus Equilateral story by George O. Smith, but Smith did not go into details. British science fiction author Arthur C. Clarke disseminated the idea widely, with more details on how it would work, in a 1945 paper entitled "Extra-Terrestrial Relays — Can Rocket Stations Give Worldwide Radio Coverage?", published in Wireless World magazine. Clarke acknowledged the connection in his introduction to The Complete Venus Equilateral. The orbit, which Clarke first described as useful for broadcast and relay communications satellites, is sometimes called the Clarke Orbit. Similarly, the Clarke Belt is the part of space about 35,786 km above sea level, in the plane of the equator, where near-geostationary orbits may be implemented. The Clarke Orbit is about 265,000 km in circumference.

Quelle: Wikipedia (e.)
 
CLIVAR

Engl. Akronym für Climate Variability and Predictability Experiment; internationales Programm zur Erforschung vielfältiger Fragen zur natürlichen Klimavariabilität und zum anthropogen bedingten Klimawandel. CLIVAR ist in das umfassendere World Climate Research Programme (WCRP) eingebettet. Es soll die Variabilität und Vorhersagbarkeit von Klima auf saisonalen bis jahrhundertweiten Zeitskalen beschreiben und verstehen helfen, die verantwortlichen physischen Prozesse aufspüren, einschließlich anthropogener Auswirkungen sowie die Fähigkeiten zu Modellierung und Vorhersage in praktikablem Rahmen entwickeln.

Weitere Informationen:

cloud (radiative) forcing

Engl. für Wolkeneinfluss; der Begriff bezeichnet den Unterschied der Komponenten der Strahlungsbilanz bei durchschnittlicher Bewölkung und bei wolkenfreien Bedingungen. Vereinfacht gesagt können Wolken nach aktuellem Kenntnisstand die Albedo von 15 % auf 30 % erhöhen, was eine Reduzierung der absorbierten Solarstrahlung von ungefähr 50 W/m² zur Folge hat. Dieser kühlende Effekt wird z.T. durch die Treibhauswirkung der Wolken wettgemacht, der die ausgehende langwellige Strahlung (OLR) um ca. 30 W/m² mindert, sodass der Nettoeinfluss der Wolken auf die Strahlungsbilanz zu einem Verlust von 20 W/m² führt. Wären die Wolken hypothetisch entfernt und alle anderen für die Strahlungsbilanz wichtigen Faktoren blieben gleich, käme die eben genannte Energiemenge hinzu, und die Erdatmosphäre würde sich erwärmen.

Wolken und ihr Einfluss sind eine der größten Unsicherheiten bei der Berechnung des Klimas der Zukunft mit Hilfe globaler Klimamodelle.

Weitere Informationen:

CloudSAT

Experimentelle Satellitenmission der NASA zur Messung der vertikalen Wolkenstruktur aus dem Weltall. Der Satellit wird detaillierte, dreidimensionale Bilder liefern, die eine bessere Analyse der Bewölkung ermöglichen (Vertikalprofile zur Verteilung von Wasser und Eis), z.B. im Zusammenhang mit dem globalen Klimasystem und dessen Modellierung. Bessere Wetter- und Klimaprognosen werden erwartet. Die Beobachtungen von CloudSAT sollen auch das Verständnis für die Rolle von Aerosol bei der Wolkenbildung verbessern. Gleichzeitig dienen sie der Verbesserung und Validitierung von Daten anderer Satelliten. CloudSAT fliegt in Formation zusammen mit Aqua und CALIPSO im sog. A-Train. Er ist einer der ersten Satelliten, die Wolken auf einer globalen Basis beobachten.

CloudSAT
(künstlerische Darstellung) CloudSAT Quelle: Colorado State University/
CloudSAT
Schema der Untersuchungsziele CloudSAT, Schema der Untersuchungsziele Quelle: NASA (R.o.)

Seine Umlaufbahn in 705 km Höhe ist sonnensynchron bei einer Inklination von 98,2°, die Umlaufzeit beträgt 98,8 min.
Das eingesetzte Instrument ist ein mit 94 GHz arbeitendes, senkrecht messendes Radarsystem, das die von den Wolken rückgestrahlte Energie als Funktion der Entfernung vom Radarsystem misst.
Der Start erfolgte zusammen mit CALIPSO am 28.4.2006 auf einer zweistufigen Delta II-Rakete.

Wolken- und Niederschlagsradar auf CloudSat

Vergleich einer Aqua-IR-Aufnahme mit einem CloudSat-Vertikalprofil des Hurrikan Ileana.
Die rote Linie im Aqua-Bild markiert den Verlauf des Cloudsat-Profils.

Der 2006 gestartete CloudSat trägt das erste satellitenbasierte Wolkenradar im Millimeterbereich. Es ist das zu dieser Zeit weltweit empfindlichste profilierende Wolkenradar, über 1000 Mal empfindlicher als übliche Wetterradare. Es sammelt Daten über die vertikale Struktur von Wolken, einschließlich der Mengen an flüssigem Wasser und Eis. Gleichfalls ermittelt er Informationen darüber, wie Wolken die Menge des einfallenden Sonnenlichts beeinflussen und die terrestrische Strahlung, die die Atmosphäre durchläuft. Die noch mangelhafte Berücksichtigung der Wolken und ihrer Wirkungen sind Fehlerquellen in Klimamodellen. Die Messungen von CloudSat werden wahrscheinlich das Verständnis von Wolkenprozessen verbessern und Irrtümer in der Vorhersage von Wetter und Klima reduzieren.

CloudSat-Bilder liefern auch wertvolle Informationen über die vertikale Struktur von Hurrikanen. Sowohl in der Infrarot-Darstellung des Satelliten Aqua, als auch im Vertikalprofil des Wolkenradar von ClouSat erkennt man starke und symmetrische Wände des Hurrikanauges. Sie reichen bis 16 km hoch. Diese Struktur ist aus einem Horizontalbild nicht immer ablesbar, sondern erst im Radarscan.

Wenn tropische Zyklone abgeschert werden schwächen sie sich ab, und die Vertikalstruktur der Wolken kann diese Abscherung belegen. Das CloudSat-Bild von Ileana zeigt die unterschiedliche Struktur der äußeren Regenbänder des Wirbelsturms. Die Südseite hat eine nahezu geschlossene Wolkenstruktur, wohingegen die Nordseite eine Lücke zwischen den äußeren Wolkenbändern aufweist. Aus dem Wolkenprofil kann man Cirrusbewölkung von hochreichender konvektiver Bewölkung unterscheiden, was mit einer Betrachtung der Wolkenoberfläche alleine nicht möglich wäre.

 

Zu größerer Darstellung auf Grafiken klicken.
Quelle: UCAR (Zugang über kostenfreie Registrierung)

Weitere Informationen:

CLS

Franz. Akronym für Collecte Localisation Satellite; Tochter der französischen Raumfahrtagentur CNES, des französischen Ozeanforschungsinstituts IFREMER und mehrerer französischer Finanzinstitute. CLS bietet satellitengestützte Positionierungsdienste, die Sammlung von Umweltdaten sowie Daten zur Meeresbeobachtung zur Nutzung durch Regierung, Industrie und Wissenschaft. Hierzu arbeitet CLS eng mit CNES, NOAA, EUMETSAT, JAXA und INPE zusammen.

Weitere Informationen:

Cluster

Engl. cluster, franz. cluster; nach DIN 18716 ein "unregelmäßiger (zusammenhängender) Punkthaufen im Merkmalsraum".

Cluster II

Mission der ESA zur Untersuchung der Interaktion zwischen der Sonne und der irdischen Magnetosphäre. Die von der Sonne ausgesandten energiereichen Teilchen, der sogenannte Sonnenwind, haben erhebliche Auswirkungen auf das Leben auf der Erde.
Insbesondere sollen die rapiden Änderungen untersucht werden, die in der Magnetosphäre vor sich gehen, wenn Sonnenwinde eine große Anzahl von elektrisch geladenen Partikel wie Protonen und Elektronen zur Erde bringen. Durch simultane Messungen haben sie inzwischen die erste dreidimensionale Detailstudie der Veränderungen und Prozesse erstellt, die sich im erdnahen Weltraum abspielen.

clusterquartet_lres Künstlerische Darstellung der vier Cluster II-Satelliten

 

Die Sonne ist nicht nur die Quelle des Lichts und der Wärme, von ihr geht auch ein kontinuierlicher Teilchenstrom aus, der Sonnenwind. Diese im Wesentlichen aus Protonen und Elektronen bestehende Strahlung wäre, wenn sie bis zur Oberfläche der Erde gelangen würde, in hohem Maße lebensfeindlich. Dass dies nicht geschieht, ist dem Erdmagnetfeld zu verdanken, das einen Hohlraum um die Erde herum schafft, in den der Sonnenwind nicht eindringen kann, sondern den er umströmen muss. Dieser Bereich wird Magnetosphäre genannt.

Zu größerer Darstellung auf Grafik klicken
Quelle: DLR

Bisherige Magnetosphären-Missionen ließen es nicht zu, zeitliche Änderungen von räumlichen Variationen zu unterscheiden. Um diese Trennung zumindest in einer ersten Näherung zu ermöglichen, braucht man mindestens vier nicht in einer Ebene liegende Messpunkte, also eine Gruppe von vier Satelliten mit identischer Instrumentierung. Mit Cluster II wird diese Möglichkeit zum ersten Mal eröffnet. Ziel der Mission ist es, die Vorgänge an den Grenzschichten im Detail zu untersuchen.
Die vier identischen Satelliten der Mission mit jeweils elf Instrumenten an Bord wurden von den wissenschaftlichen Einrichtungen der verschiedenen ESA-Mitgliedsstaaten entwickelt. Sie wurden im Sommer 2000 (Salsa und Samba im Juli, Rumba und Tango im August) von zwei russischen Sojus-Trägerraketen (von Starsem) vom kasachischen Kosmodrom Baikonur aus auf stark elliptische Polarumlaufbahnen zwischen 19.000 und 119.000 Kilometer Höhe eingeschossen. Die Satelliten bewegen sich in einer tetraedischen Formation, d.h. in Form einer dreiseitigen Pyramide und realisieren damit die erste präzise, dreidimensionale Studie der Änderungen und Prozesse, die sich um die Erde abspielen.
Ursprünglich sollten die vier Cluster-Satelliten während des Jungfernfluges Trägerrakete Ariane 5 im Juni 1996 in die Umlaufbahn gebracht werden, doch der Start misslang. Ein fehlerhaftes Programm im Bordrechner bewirkte, dass die Rakete beim Aufstieg so starken aerodynamischen Lasten ausgesetzt war, dass sie auseinander brach und gesprengt werden musste. Mit der Rakete ging auch die Nutzlast verloren, und das Ende der Cluster-Mission schien besiegelt. Bei der Wiederaufnahme des einzigartigen Cluster-Projektes fungierte Astrium als Hauptauftragnehmer für die Entwicklung und den Nachbau.
Die Gesamtlebensdauer der Cluster II Mission war ursprünglich von Februar 2001 bis Dezember 2005 vorgesehen. Inzwischen hat die ESA nach einer Revision im Jahr 2012 eine weitere Verlängerung bis Dezember 2014 bestätigt.

High-speed plasma jets:
Origin uncovered CLUSTER-OrbitQuelle: ESA
Solar wind shaping magnetospheres
of Earth and Venus Solar WindscreenQuelle: ESA

Links: Die vier Cluster-Satelliten umkreisen die Erde in einer pyramidalen Konfiguration entlang eines nominalen polaren Orbits von 4 × 19.6 Erdradien (1 Earth radius = 6380 km). Das Bild zeigt die Konfiguration am 17. März 2007.

Rechts: Künstlerische Darstellung, die veranschaulicht, wie der Sonnenwind die Magnetosphären von Venus (brauner Schweif, näher bei der Sonne) und Erde (blauer Schweif). Beide Planeten haben ungefähr die gleiche Größe. Venus befindet sich näher bei der Sonne bei ca. 0,7 AU (Astronomical Unit), wohingegen die Erde bei 1 AU positioniert ist. Im Unterschied zur Venus hat die Erde ein internes Magnetfeld, das seine Magnetosphäre vergrößert. Die von der Sonne wegführenden Linien symbolisieren die Ausbreitungsrichtung des Sonnenwindes.

Weitere Informationen:

Clusteranalyse

Syn. Haufenanalyse, engl. cluster analysis, franz. analyse par cluster; unüberwachtes Klassifizierungsverfahren, welches die Gesamtheit der Bildelemente in eine Anzahl von Klassen ähnlicher spektraler Eigenschaften unterteilt. Dabei handelt es sich um rein statistische Klassen; ein Bezug zu Geo-Objekten ist a priori nicht notwendig! Deshalb werden auch keine Trainingsgebiete oder andere Referenzdaten gebraucht.
Man geht dabei zunächst von einem beliebigen Merkmalsvektor als Mittelpunkt einer ersten Klasse aus. Anhand ausgewählter Zuweisungskriterien werden dann die weiteren Merkmalsvektoren auf ihre Zugehörigkeit zu dieser Klasse geprüft. Eine neue Klasse wird erzeugt, wenn die Kriterien nicht erfüllt werden. Das Verfahren läuft meist iterativ bis eine Abbruchsregel (maximale Anzahl der Iterationen, Anteil unveränderter Zuweisungen nach einem Durchlauf) eintritt.

clusteranalyse Schematische Definition von Pixel-Clustern (Objektklassen) und ihren Mittelwerten

Prinzipiell wird bei diesem Verfahren jedes einzelne Pixel auf seine spektrale Distanz zu einem Mittelwert einer zuvor über die statistischen Gesamtparameter definierten Gruppe von Klassen untersucht, wobei das Pixel der Klasse zugeschlagen wird, zu der die geringste Distanz besteht. Die Bedeutung der Klassen ließe sich dann nachträglich auf ihre geowissenschaftliche Relevanz untersuchen. Meist führt diese Methode im Detail zu nur unzureichenden Ergebnissen; allerdings wird die Cluster-Analyse im Vorfeld der überwachten Klassifizierung als Beurteilungskriterium für die spektrale Homogenität der ausgewählten Trainingsgebiete bzgl. der Objektklasse oder evtl. möglicher Unterklassen genutzt, da sie nicht sehr rechenaufwendig ist.

Quelle: Uni Münster IVVgeo
 
CMY(K)-Farbmodell

Engl. CMY(K) colour model; Bezeichnung für ein subtraktives Farbsystem unter Verwendung der engl. Farbbezeichnungen Cyan, Magenta, Yellow, (Black). Dabei lassen sich alle anderen Farben aus den genannten herstellen. Es wird häufig in der Druckindustrie beim Vierfarbdruck und auch bei Tintenstrahl- und Farblaserdruckern verwendet. Der Buchstabe K aus dem Wort Black wurde anstelle des B gewählt, um eine Verwechslung mit der Farbe Blue im RGB-Farbmodell auszuschließen. Anderen Angaben zufolge steht "K" für "Key" und wird in der Druckindustrie als Tiefe bezeichnet.

Alle Farbtöne werden in einem dreidimensionalen Vektorraum festgelegt. Im Gegensatz zum additiven Farbmodell, bei dem durch Hinzufügen von Farbanteilen der Farbton heller wird, wird bei dem subtraktiven CMYK-Farbmodell durch das Hinzufügen von (Drucker-)Farbe mehr Licht absorbiert. Als Folge wird der Farbton dunkler. Anders formuliert, das RGB-Modell definiert, was zu schwarz addiert wird, um eine Fareb zu erhalten, das CMY-Modell definiert im Unterschied, was von weiß zu subtrahieren ist. Rot grün und blau sind dann die sekundären Farben. Die Beziehungen zwischen den beiden Modellen lauten:

C = 1 - R M = 1 - G Y = 1 - B

Zum Drucken farbiger Bilder wurde das Modell von CMY auf CMYK erweitert. K (Black) wird definiert als das Minimum von C, M und Y. Die zusätzliche Farbe Schwarz dient nicht der Farbgebung, sondern lediglich zum Abdunklen von Farben und sie wird verwendet, weil der Zusammendruck der drei Grundfarben zwar theoretisch, aber nicht in der Praxis Schwarz ergibt. Die Druckqualität wird durch die Komponente K erheblich verbessert.

Einer der wesentlichen Vorteile dieses Systems ist es, dass Farbtabellen als Ergebnis der unterschiedlichen Mischung der 4 Farben verwendet werden können. Zu jeder Farbe ist der prozentuale Anteil der vier Grundfarben angegeben, die wiederum zur Definition der Farbe in der Software verwendet werden können.


CMY-Farbmodell
CMYK-Farbmodell

 

Beim CMYK-Farbmodell, das wie das RGB-Farbmodell durch einen Würfel gebildet wird, bilden die Würfelkanten Vektoren der Länge "1". Diese Einheitsvektoren sind die namen-gebenden Farben Cyan, Magenta und Gelb (Yellow). Das "K" steht für Key und soll sich bewusst von der Bezeichnung Schwarz unterscheiden, da es drucktechnisch nur zur Kontrasterhöhung eingesetzt wird.

Quelle: Geoinformatik-Service, Uni Rostock

CM SAF

Engl. Akronym für Satellite Application Facility on Climate Monitoring;CM-SAF erstellt, archiviert und vertreibt operationell auf Satellitendaten basierende, hochwertige Datenprodukte, die zu Zwecken der Klimaüberwachung und der weiteren Analyse des Atmosphärenzustands verwendet werden können.

Satelliten liefern seit einigen Jahren umfangreiche Messwerte aus der gesamten Atmosphäre, die zunehmend auch für die Überwachung des Klimas genutzt werden. In Europa werden Satellitendaten von EUMETSAT bereitgestellt, einer zwischenstaatlichen Organisation, der 21 Staaten angehören und mit der weitere Staaten kooperieren. EUMETSAT hat 1999 begonnen, ein Netzwerk von Zentren aufzubauen, das für die Generierung, Verbesserung und Verbreitung von Produkten aus Satellitendaten für spezielle Nutzergruppen zuständig ist. Diese Zentren (SAF - Satellite Application Facilities) ergänzen das Spektrum der Produkte, die bei EUMETSAT selbst erzeugt werden. Insgesamt wurden acht SAFs für verschiedene Nutzergruppen eingerichtet, die fast alle Bereiche der Meteorologie abdecken (z.B. numerische Wettervorhersage (NWP), Kürzestfristvorhersage, Ozean und Meereis) und von einem nationalen Wetterdienst in Kooperation mit weiteren Wetterdiensten geleitet werden.

Der Deutsche Wetterdienst (DWD) leitet das SAF für das Klimamonitoring mit Satellitendaten (CM-SAF) insbesondere in Europa, aber auch darüber hinaus. Neben EUMETSAT und dem DWD sind weitere Partner die nationalen Wetterdienste von Belgien, Finnland, der Niederlande, Schweiz, Schweden und Vereinigtes Königreich. CM-SAF hat inzwischen den Status eines internationalen Projektes verlassen und seine Routinearbeiten aufgenommen.

cmsaf_consortium The Satellite Application Facility
on Climate Monitoring (CM SAF) - Consortium

Royal Netherlands Meteorological Institute

Swedish Meteorological and Hydrological Institute

Royal Meteorological Institute Belgium

Finnish Meteorological Institute

Deutscher Wetterdienst

Meteoswiss

UK MetOffice

Quelle: DWD

Das CM SAF ist Teil des SAF-Netzwerks von EUMETSAT, bestehend aus acht Kompetenzzentren, die sich jeweils mit spezifischen wissenschaftlichen Fragestellungen beschäftigen. Das SAF für Klimaüberwachung (CM SAF) wird vom Deutschen Wetterdienst (DWD) geleitet und in Zusammenarbeit mit den nebenstehenden Einrichtungen betrieben und weiterentwickelt.

Das CM SAF offeriert alle Produkte kostenfrei, einschließlich ausführlicher Dokumentationen und Informationen zur Validierung. Der Nutzerservice wird über die Website http://www.cmsaf.eu angeboten.

 

Ziel des CM-SAF ist es, homogene mehrjährige Klimadatensätze von wesentlichen Klimavariablen ("Essential Climate Variables", ECV) auf der regionalen bzw. globalen Skala zu erzeugen. Das CM-SAF erzeugt kontinuierlich Datenreihen basierend auf polarumlaufenden und geostationären Satelliten. Die Produktpalette umfasst verschiedene Wolkenprodukte (z.B. Bedeckungsgrad, Wolkentyp, Wolkenoberkantendruck, -temperatur und -höhe) sowie mikrophysikalische Eigenschaften der Wolken (optische Dicke, Wolkenwassergehalt), Strahlungsprodukte am Oberrand der Atmosphäre (reflektierte kurzwellige Strahlung, langwellige Ausstrahlung) und am Erdboden (z.B. Globalstrahlung, Gegenstrahlung, Albedo, Strahlungsbilanzen). Ergänzt wird das Portfolio durch Wasserdampf- und Temperaturprodukte (Profile und vertikal integrierte Größen). Alle abgeleiteten Klimavariablen werden dem Nutzer kostenfrei über ein Internet-Schnittstelle zur Verfügung gestellt.

Weitere Informationen:

CNES

Franz. Akronym für Centre National d'Etudes Spatiales; französische Raumfahrtagentur, im Auftrag der Regierung für die Entwicklung der französischen Raumfahrtstrategie und deren Implementierung im europäischen Rahmen verantwortlich. Sie konzipiert Satelliten und bringt diese in den Orbit, entwirft zukunftsweisende Weltraumsysteme und fördert die Entstehung von neuen Services für das tägliche Leben. CNES initiiert bedeutende Weltraumprojekte und beauftragt die Industrie mit der Entwicklung von Trägersystemen und Satelliten. CNES ist unter anderem Eigentümer und Architekt des Pleïades-Systems, einem dualen Erdbeobachtungssystem, das optische Aufnahmen liefert und die Anforderungen zivilen Anwendern und sicherheitspolitischen Missionen erfüllt.

Weitere Informationen:

Coastal Zone Color Scanner (CZCS)

Das erste Satelliteninstrument, das speziell für die Beobachtung der Ozeanfarbe gebaut wurde. Zwar haben auch Instrumente anderer Satelliten die Ozeanfarbe dokumentiert, aber deren Spektralbänder und Auflösung waren für geographische und meteorologische Zielsetzungen optimiert. Im CZCS war  jeder Parameter für den Einsatz über Wasser optimiert. Der CZCS war auf dem Wettersatelliten Nimbus-7 der NASA installiert. Er wurde 1986 abgeschaltet.

Columbus Eye

Didaktisches Projekt des Geographischen Instituts der Universität Bonn zur nachhaltigen Integration der ISS-Bilddaten in den naturwissenschaftlichen Schulunterricht. Das Projekt mit der ausführlichen Bezeichnung „Columbus Eye: Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht“ wird vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gefördert und partizipiert als einziger europäischer Partner am NASA-Experiment „High Definition Earth Viewing“ (HDEV). Das Erdbeobachtungsexperiment umfasst vier commercial off-the shelf (COTS) Kameras, welche im April 2014 am Columbus Labor der ISS montiert und in Betrieb genommen worden sind. Die COTS-Kameras decken im stündlichen Turnus drei Perspektiven ab. Im Rahmen von HDEV untersucht die NASA, ob die COTS-Kameras für kommende Weltraummissionen, wie beispielsweise zum Mond oder zum Mars, geeignet sein könnten. Die Kameras filmen die Erde 24 Stunden am Tag und sieben Tage die Woche aus unterschiedlichen Perspektiven.

Startseite des Projekts "Columbus Eye"

Das Projekt „Columbus Eye – Live-Bilder von der ISS im Schulunterricht“ wird von der Arbeitsgruppe Fernerkundung am Geographischen Institut der Universität Bonn durchgeführt. Ziel des Projektes ist es, die Bilder und Videos des NASA-Experimentes "High Definition Earth Viewing" zu empfangen, zu archivieren und für die Bedürfnisse des Schulunterrichtes aufzubereiten.

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Quelle: GIUB

 

Als Partner von HDEV ist das Projekt Columbus Eye somit auch am Empfang und an der Veröffentlichung des Videomaterials beteiligt. Die Verbreitung der HDEV-Aufnahmen und der darauf basierenden Unterrichtsmaterialien geschieht über das projekteigene Internetportal. Neben einem Livestream von der ISS, werden hier interessante Sequenzen aus den Überflügen als ‚Highlights‘ veröffentlicht. Hierzu gehören u. a. natürliche Phänomene wie Vulkanausbrüche, Vorgänge rund um die ISS wie das Andocken einer neuen Versorgungskapsel, sowie faszinierende Strukturen der Erdoberfläche wie Meteoritenkrater. Die wichtigste Komponente im Portal stellt jedoch die Unterrichtsmaterialien dar. Fernerkundungsdaten können durch ihre hohe Anschaulichkeit einen wichtigen Beitrag zur medienbasierten Wissensvermittlung von Themen des Schulcurriculums leisten. Hierbei kann nicht nur der Geographieunterricht durch die Erdbeobachtung innovativ gestaltet werden. Auch andere MINT-Fächer – der Begriff leitet sich aus den Fachbereichen Mathematik, Information, Naturwissenschaft und Technik ab – können von Fernerkundungsdaten und den einhergehenden Perspektivenwechsel der Schülerinnen und Schüler (SuS) profitieren.

Weitere Informationen:

Compass

Bezeichnung für das chinesische Satellitennavigationssystem (alt. BeiDou Navigation System; Bezeichnungen, auch für die Satelliten je nach Quelle changierend). Die regionale Version des Systems ging Ende Dezember 2011 offiziell in Betrieb. Der globale Ausbau des Systems ist im Gange. Compass soll die Abhängigkeit vom US-amerikanischen Global Positioning System (GPS) vermindern.
Nach Fertigstellung des globalen Systems wird es aus vier geostationären Satelliten, zwölf Satelliten auf geneigten geosynchronen Bahnen und neun Satelliten mit Flugbahnen in 22.000 km Höhe bestehen. Als Genauigkeit für die öffentliche Nutzung werden 10 m für die Position und 0,2 m/s (≈0,7 km/h) für die Geschwindigkeit angegeben.

Die Satelliten tragen auch den Namen Beidou (chin. 北斗  Běidǒu für Großer Bär). Beidou-1A und -1B wurden am 30. Oktober und 20. Dezember 2000 gestartet. Jedoch werden erst die Satelliten der Serie 2 Bestandteil des Navigationssystems sein. Sie sollen die Positionen über dem asiatisch-pazifischen Raum auf 58,75°O, 80°O, 110,5°O und 140°O einnehmen. Beidou-1C ist seit dem 24. Mai 2003 im All. Bis April 2012 wurden insgesamt 13 Satelliten Beidou-2 ins All geschossen.

Am 27. Dezember 2011 wurde das Satellitennavigationssystem offiziell in Betrieb genommen, vorerst im Testbetrieb. Es soll chinesischen und ausländischen Unternehmen zur Verfügung gestellt werden und bis Ende 2012 in großen Teilen Asiens und des Pazifikraums funktionieren. Bis ins Jahr 2020 soll die Zahl der Satelliten für das chinesische Navigationssystem auf 35 steigen.

CONAE

Span. Akronym für Comisión Nacional de Actividades Espaciales; Raumfahrtbehörde Argentiniens. Sie wurde im Jahr 1991 gegründet, ist dem Außenministerium unterstellt und ist damit eine rein zivile Organisation.

Weitere Informationen:

Copernicus

Copernicus ist seit Dezember 2012 der neue Name des Erdbeobachtungsprogramms der Europäischen Kommission, zuvor unter dem engl. Akronym GMES (Global Monitoring for Environment and Security, dt. Globale Umwelt- und Sicherheitsüberwachung) geführt.

Der neue Name soll dazu beitragen, überall und auf allen sozio-ökonomischen Ebenen das Copernicus-Programm stärker ins allgemeine Bewusstsein zu rücken – und dadurch letztlich auch Möglichkeiten für Wachstum und Beschäftigung schaffen. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf den regionalen und lokalen Akteuren, unabhängig davon, ob es sich um Behörden, private Unternehmen oder Bürger handelt.

Mit der Namensänderung von GMES zu Copernicus würdigt die Kommission einen großen europäischen Wissenschaftler und Naturbeobachter: Nikolaus Kopernikus. Seine Theorie des heliozentrischen Weltbilds gilt als der wichtigste Vorläufer der modernen Wissenschaft. Er stieß für die Menschheit das Tor zum unendlichen Universum auf, nachdem dieses zuvor als ein Raum verstanden worden war, in dessen Mittelpunkt die Erde lag, um die sich Sonne und Planeten bewegten – Kopernikus schuf damit eine Welt ohne Grenzen. Die Menschheit zog aus seinem Verständnis einen großen Nutzen, da auf diese Weise der Funken wissenschaftlichen Forschens entzündet wurde, der es uns schließlich ermöglicht hat, die Welt, in der wir leben, besser zu verstehen.

Wirksamer Umweltschutz und grenzüberschreitende Gefahrenabwehr im europäischen Maßstab erfordern umfassende Daten und Erkenntnisse, die unter Einsatz moderner Erdbeobachtungs- und Informationstechnologien erhoben, zusammengeführt und ausgewertet werden können. Diesem Zweck dient Copernicus, eine Initiative zur Schaffung eines unabhängigen europäischen Erdbeobachtungssystems.

Das politische Mandat für die Copernicus-Initiative wurde im Juni 2001 auf dem EU-Gipfel von Göteborg und mit der Entschließung des Rates erteilt, "bis 2008 eine operative und autonome europäische Kapazität aufzubauen". Mit Copernicus schafft die Europäische Union in Zusammenarbeit mit der Europäischen Weltraumorganisation ESA und den nationalen Systemen eine eigenständige, europäische Kapazität zur operationellen Bereitstellung globaler Erdbeobachtungsinformationen.

Mit der Zustimmung des Europäischen Parlaments zum Finanzrahmen des Programms für die Jahre 2014-2020 im Juli 2013 kann Copernicus durch die Bereitstellung von 3786 Millionen Euro umgesetzt werden.

Unter dem Dach von Copernicus werden europaweit Geoinformationen der Mitgliedstaaten gebündelt. Bestehende Informationslücken werden hierbei gezielt geschlossen.

Politik, Öffentlichkeit, Verwaltung, Wirtschaft und Forschung sind in hohem Maße auf umfassende und aktuelle Informationen über den Zustand der Umwelt angewiesen. In Deutschland werden leistungsfähige Messnetze betrieben, um meteorologische, hydrologische oder geodätische Parameter ständig und in hoher Qualität zu erfassen. Für die Daseinsvorsorge haben diese Daten eine besondere Relevanz. Aber auch Messungen der Luftqualität, wie Ozon- und Feinstaubkonzentrationen, der Pegelstände an Flüssen, der Schneehöhen oder des Wellengangs spielen alltäglich eine wichtige Rolle. Bei der Erzeugung global einheitlicher, aktueller Datensätze sind satellitengestützte Erdbeobachtungssysteme ebenfalls von besonderer Bedeutung.
Ein zunehmender Bedarf an Umweltinformationen resultiert auch aus internationalen Verpflichtungen wie der Europäischen Gesetzgebung, der Klimarahmenkonvention (UNFCCC) oder dem Kyoto-Protokoll.

Copernicus-Dienste:

Den Kern von Copernicus bilden Informationsdienste, die Erdbeobachtungsinformationen analysieren, aufbereiten und politischen Entscheidungsträgern sowie europäischen, nationalen, regionalen und lokalen Nutzern zur Verfügung stellen. Bei den Informationsdiensten wird zwischen Kerndiensten und abgeleiteten ("Downstream ") Diensten unterschieden.

  • Kerndienste erzeugen standardisierte Mehrzweckinformationen, die für viele verschiedene Anwendungsgebiete, in denen die EU tätig ist, von Bedeutung sind. Sie unterstützen auch Akteure der europäischen Institutionen bei der Entwicklung, Umsetzung oder Überwachung europäischer Politik oder ihrer Teilnahme an internationalen Verpflichtungen.
  • Abgeleitete Dienste sollen (trans-) nationale, regionale oder lokale Informationsbedürfnisse unterstützen. Sie können auf den Kerndiensten oder direkt auf den Daten der Beobachtungsinfrastruktur basieren.

Die ersten Kerndienste sind seit 2012 in Betrieb. Dies sind

  • ein Dienst zur "Unterstützung des Katastrophen- und Krisenmanagements" Ziel: Informationen zur Verbesserung der Reaktionsfähigkeit auf Katastrophen und Unterstützung von Rettungskräften.
  • ein Dienst für die "Landüberwachung" Ziel: Informationen über Landbedeckung und -nutzung sowie Veränderungen der Landoberfläche für z.B. urbane Planung, Stadtentwicklung, Flächenversiegelung etc.

Im prä-operationellen Betrieb sind

  • ein Dienst für die Überwachung der "Meeresumwelt" Ziel: Informationen über den Zustand der Ozeane, Küstengebiete sowie für die Schifffahrt (z.B. Eisdienst).
  • Ein Dienst für die Überwachung der "Atmosphäre" Ziel: Informationen zur Zusammensetzung der Atmosphäre für die Überwachung der Luftqualität und die Überwachung globaler Abkommen (wie dem Montreal Protokoll zu Fluorchlorkohlenwasserstoffe (FCKW) und deren Wirksamkeit.

Weitere Dienste zur Überwachung des Klimawandels und zur Unterstützung von Aufgaben der zivilen Sicherheit werden vorbereitet.

Die Weltraumkomponente von Copernicus:

Umweltveränderungen sind nicht an nationale Grenzen gebunden. Die für eine globale Umweltüberwachung notwendige umfassende und einheitliche Datengrundlage im globalen Maßstab ist ohne Satellitensysteme nicht denkbar. Der Anspruch, einen unabhängigen Zugang zu globalen Erdbeobachtungsdaten zu schaffen, charakterisiert daher die herausragende Bedeutung der satellitengestützten Erdbeobachtung von Copernicus.

Das Herzstück der Copernicus-Weltraumkomponente sind fünf eigens für Copernicus entwickelte Satellitenmissionen, die ESA Sentinels. Weitere, sog. beitragende Missionen (Contributing Missions), vor allem aus nationalen Raumfahrtprogrammen, kommerzielle europäische Missionen sowie die meteorologischen Missionen der European Organisation for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMETSAT) erfassen wichtige Daten für die Copernicus-Dienste. Das Programmvolumen für den Aufbau Weltraumkomponente (2005 bis 2018) das von EU und ESA-Budgets getragen wird, umfasst ca. 2,9 Mrd. Euro. Der deutsche Anteil beträgt hierbei ca. 770 Mio. Euro.

Die beitragenden Missionen sind und bleiben ein Kernbestandteil der Copernicus Weltraumkomponente. Die ESA verhandelt mit deren Eigentümern den benötigten Datenzugriff und Nutzungslizenzen. Dies geschieht im Rahmen des Copernicus „Data Warehouse“. Auch die Daten der beitragenden Missionen werden über das Datenportal der ESA bereitgestellt. Je nach Datenprodukt sind sie für verschiedene Nutzergruppen lizensiert – teilweise auch für nationale Einrichtungen oder die Öffentlichkeit.

Über das Data Warehouse stehen den Copernicus Diensten die Daten von derzeit über 30 einzelnen Missionen zur Verfügung. Auch die deutschen Missionen TerraSAR-X und RapidEye sind im Data Warehouse einbezogen. Beitragende Missionen werden langfristig ein wichtiger Teil der Weltraumkomponente bleiben. Denn die Sentinels werden bewusst so ausgelegt, dass sie die europäischen nationalen und kommerziellen Missionen ergänzen – nicht ersetzen.

Die Sentinel-Missionen der ESA sind das Ergebnis einer Bedarfsanalyse vor dem Hintergrund bestehender Missionen und dem Bedarf der Copernicus-Kerndienste:

  • Sentinel-1: wetter- und beleuchtungsunabhängige Radar-Beobachtungen
  • Sentinel-2: ein multispektraler optischer Sensor mittlerer räumlicher Auflösung. Insbesondere die Beobachtung der Landbedeckung und -nutzung basiert auf seinen Daten.
  • Sentinel-3: Messungen der Ozeanfarbe, Ozeanoberflächentemperatur und -höhe
  • Sentinel-4 und Sentinel-5: Instrumente zur Atmosphärenüberwachung (Treibhausgase, Luftqualität, Ozon und Solarstrahlung)
  • Sentinel-6: Satelliten-Altimeter im polaren Orbit, das somit „tiden-freie“ Messungen des Meeresspiegels ermöglicht.

Nach Abschluss der Systementwicklung ist die Europäische Kommission für die Sicherstellung des langfristigen Betriebs der Weltraumkomponente verantwortlich. Sie erfährt hierbei Unterstützung durch die europäischen Mitgliedstaaten.

Weitere Informationen:

CORINE Land Cover (CLC)

Im Rahmen des CORINE Land Cover-Projektes (CLC) erfolgte die erstmalige flächendeckende Erfassung der gesamten Europäischen Union anhand von Satellitenbildern. Als Ergebnis steht die Erfassung der Bodenbedeckung bzw. Landnutzung nach einer einheitlichen Methodik und standardisierter Nomenklatur (44 Klassen gegliedert in 3 hierarchischen Ebenen) im Maßstabsraum von 1:100.000 mit einer minimalen Flächengröße von 25 Hektar zur Verfügung.
Das CLC ist Teil des Programms CORINE (COoRdination of INformation on the Environment) das 1985 von der Europäischen Union gegründet wurde. Die Zielsetzung des Programms ist eine Vereinheitlichung der Erfassung von Umweltdaten.

Die Erhebung von Landnutzungsdaten durch Satellitenaufnahmen dient der Klärung u.a. folgender Fragen:

  • In welchem Ausmaß verändern sich die vom Menschen genutzten Flächen in Europa?
  • Welcher Belastung sind Mensch und Umwelt durch die Art und Weise der Inanspruchnahme von Flächen ausgesetzt?

Erstmalig wurden um das Jahr 1990 die Satellitendaten hinsichtlich der Landnutzungen in Europa ausgewertet. Aktuellere Daten basieren auf Satellitenaufnahmen um das Jahr 2000 und machen deutlich, welche Veränderungen sich in diesen zehn Jahren sowohl in Europa als auch in Deutschland vollzogen haben, wie zum Beispiel der anhaltende Trend der Flächenversiegelung in den Außenbereichen der Städte oder Renaturierungsmaßnahmen in Tagebaugebieten. Die Daten sind auf der CORINE Website des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) verfügbar.
Europäische Umweltpolitik braucht grenzüberschreitend verlässliche, objektive und vergleichbare Informationsgrundlagen gerade für die Frage, wie Flächen und Böden genutzt werden. Mit dem Projekt CORINE Land Cover 2000 - gefördert durch die Europäische Union und die Europäische Umweltagentur gemeinsam mit den Mitgliedstaaten - steht ein Informationssystem zur Landnutzung und deren Änderung zur Verfügung. Die Satellitenfernerkundung ist hierbei erfolgreich für die Erstellung dieser europaweit harmonisierten, digitalen Kartierung genutzt worden.
Eingebunden in die europaweiten Aktivitäten von GMES (heute Copernicus), wurde in 37 europäischen Staaten eine Aktualisierung von CLC für das Referenzjahr 2006 vorgenommen. Wie schon für CLC2000 stehen neben dem Datensatz CLC2006 die Änderungen der Landnutzung zwischen 2000 und 2006 zur Verfügung. Demnach ist der Anteil bebauter Flächen und landwirtschaftlicher Flächen aber auch von Wäldern und Wasserflächen zunehmend. Rückläufig hingegen ist die Ausdehnung von Abbauflächen. Das nationale Projekt CLC2006 wurde, wie schon CLC2000, durch das Deutsche Fernerkundungsdatenzentrum beim DLR im Auftrag des Umweltbundesamtes durchgeführt. Das Update für 2012 ist noch in Arbeit.

Die Landnutzung ist eine entscheidende Kenngröße für die Bewertung der Umweltbelastungen in der Folge menschlichen Handelns. Dünge- und Pflanzenschutzmittel gelangen auf Äcker und Wiesen und beeinflussen die Qualität von Gewässern, Böden und Luft. Abbauflächen und Deponien belasten vorwiegend deren nähere Umgebung. Aber auch großräumige, grenzüberschreitende Umweltwirkungen über Luft und Wasser hängen in starkem Maße von der Landnutzung und den unterschiedlichen Aufnahme- und Umsetzungseigenschaften der betrachteten Ökosysteme ab.

Deutschland, dargestellt mit den
CORINE Land Cover-Daten

Deutschland dargestellt mit den CORINE land Cover-Daten

Legende:

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Quelle: DLR (R.o.)

 

Die Grundlage bildeten Aufnahmen der Erdbeobachtungssatelliten Landsat-5 und Landsat-7, die nach abgestimmter Methodik interpretiert wurden. Von den europaweit vorkommenden 44 Landnutzungsklassen - wie Siedlungsflächen, landwirtschaftlich genutzte Flächen, Wald und naturnahe Ökosysteme sowie Feuchtgebiete und Wasserkörper - sind in Deutschland 37 Kategorien vertreten, die wichtig für den Umweltschutz und den Naturhaushalt sind. So lassen sich sowohl Informationen über die Eigenschaften und räumliche Verteilung der schützenswerten naturnahen Ökosysteme als auch gesundheitsrelevante Kriterien herleiten.
Die Kartierung Deutschlands wurde als Teil des europäischen Gemeinschaftsprojekts CORINE Land Cover 2000 mit der Europäischen Union, der Europäischen Umweltagentur und 29 europäischen Staaten durchgeführt (siehe auch EEA Dataservice). Innerhalb eines Forschungsvorhabens aus dem Umweltforschungsplan wurde das Deutsche Fernerkundungsdatenzentrum DFD) des DLR hiermit beauftragt.

Weitere Informationen:

CORIOLIS

Franz. Akronym für Circulation Océanique par Réseau Intégré d'Observations Longue durée In Situ; Teil eines im Aufbau befindlichen französischen Systems zur operationellen Beobachtung und Vorhersage des Ozeanverhaltens. Coriolis ist der französische Beitrag zu ARGO und gleichzeitig eines der beiden globalen ARGO-Datenzentren. Das System besteht aus drei Elementen:

  • Beobachtung der Meeresoberfläche mit Hilfe von Satellitenfernerkundung,
  • in situ-Messungen von Schiffen, von verankerten oder frei treibenden Bojen aus,
  • Zusammenführung der Satelliten- und der in situ-Daten in einem Ozean-Zirkulationsmodell.

Coriolis repräsentiert den in situ-Teil des Systems.

Weitere Informationen:

CORONA

Bezeichnung für das erste Programm der USA zur Satellitenaufklärung. Das erste funktionierende System war ein mit dem Kürzel KH 1 (KH für 'key hole') versehener Satellit, der im August 1960 gestartet wurde. Er belichtete mit einer 70-Grad-Weitwinkel-Kamera mehr als 1000 m Filmmaterial für eine komplette Fotolandkarte der UdSSR. Seine räumliche Auflösung betrug 10 m. Der belichtete Film wurde mittels eines Wiedereintrittskanisters zur Erde befördert. Ein Transportfluzeug fing die Filmkapsel auf, während sie am Fallschirm herunterschwebte. Das CORONA-Programm lief 1972 aus. Der Geheimhaltungscharakter wurde 1995 aufgehoben, die Materialien werden dem Nationalarchiv (NARA) überstellt.

Corona_spysat_camera_system_lres

Diagram of "J-1" type stereo / panoramic constantly
rotating Corona reconnaissance satellite camera
system used on KH-4A missions from 1963 to 1969.

Quelle: Wikipedia (e)
 
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Eine US-Militärmaschine vom Typ Fairchild C-119J "Flying Boxcar" birgt eine CORONA-Kapsel, die soeben aus dem Weltraum zurückkehrte. Das Flugzeug war speziell dafür konstruiert, Kapseln beim Wiedereintritt in die Atmosphäre abzufangen. Am 19. 8. 1960 gelang es in der Tat erstmals, den Fallschirm einer zurückkehrenden Kapsel in 8000 Fuß Höhe 360 Meilen SW von Honolulu (Hawaii) "an den Haken" zu bekommen.

Quelle: NRO
 
CORONA_film_recovery_lres

Schema der flugzeuggestützten Bergung
von Corona-Filmboxen.

Quelle: U.S. Air Force

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Weitere Informationen:

COROT

Engl. Akronym für Convection Rotation and Planetary Transits; Satellit, der von einer Erdumlaufbahn aus systematisch nach Planeten außerhalb unseres Sonnensystems sucht. Er ist nach JASON und PICASSO-CENA das dritte Element des kostengünstigen, wissenschaftlichen Programms des CNES. COROT profitiert von der Plattform PROTEUS (Plate-forme Reconfigurable pour l'Observation, les Télécommunications et les Usages scientifiques - Rekonfigurierbare Plattform für die Beobachtung, die Telekommunikation und wissenschaftliche Aufgaben), ein neues Konzept, das für Satelliten mit einer Masse um 500 kg entwickelt wurde. COROT arbeitet mit einem Weltraumteleskop von 30 cm Durchmesser und beobachtet damit kontinuierlich zwei Regionen des Weltalls je 150 Tage lang.
Der Satellit wurde Ende 2006 mit einer Soyuz-Fregat-Rakete vom Weltraumbahnhof Baikonur in Kasachstan gestartet, seitdem befindet er sich auf einer polaren, zirkularen Umlaufbahn um die Erde in einer Höhe von 869 km. Die Mission endete offiziell im Juni 2013, allerdings lieferte das Weltraumteleskop schon seit November 2012 aufgrund eines Computerfehlers keine Daten mehr.
Es handelt sich bei COROT um die erste Weltraum-Mission für Stellar-Seismologie und für die Suche nach Gesteinsplaneten außerhalb des Sonnensystems (extrasolare Planeten). Das Teleskop verfolgte Helligkeitsveränderungen einer Vielzahl von Sternen, um daraus Informationen über die inneren physikalischen Eigenschaften abzuleiten und sucht Exoplaneten, die beim Vorübergang vor ihrem Mutterstern zu einem kurzfristigen Helligkeitsabfall führen (Transitmethode).
COROT spürte 30 Exoplaneten und 200 noch unbestätigte Kandidaten auf.

Lichtmessung von Sternen COROT - Planetentransit

Links: Corot misst jeweils 150 Tage lang das Licht von ca. 30 000 Sternen. Dadurch erhöht sich die Chance, dass ein extrasolarer Planet ins Netz geht.

Rechts: Zieht ein Planet von der Erde aus gesehen vor seinem Zentralstern vorbei, verdunkelt er für kurze Zeit den dahinterliegenden Stern. Nach solchen Abdunkelungen - so genannten Transits - suchen Forscher auf der Erde.

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Quelle: CNES
 

Weitere Informationen:

Cosmos

Russische Satelliten, die u.a. die hochauflösenden KRV1000- und TK350-Kameras tragen.

Cosmo-SkyMed

Engl. Akronym für Constellation of small Satellites for Mediterranean basin Observation; dual-use-Mission unter Führung der italienischen Raumfahrtagentur (ASI) mit vier Satelliten, ausgestattet mit einem bildgebenden X-Band SAR (SAR 2000), das auch die Polarisation der Rückstreuung auswertet (Multipolarimetrie). Die Antenne ist elektronisch schwenkbar. Beim Überflug kann sie aus einem Streifen von ca. 1500 Kilometer Breite je nach SAR-Modus eine Schwadbreite von 10 bis 500 Kilometer erfassen. Im Spotmode bildet sie eine Fläche von zehn mal zehn Kilometern, bei ziviler Nutzung, mit einer Auflösung von einem Meter ab. Durch Radarinterferometrie messen zwei dicht beieinander fliegende Satelliten das Bodenprofil der Erde mit einer Genauigkeit von bis zu acht Metern. Die Satelliten sind mit GPS-Empfängern ausgestattet. Auch ohne Passpunkte lassen sich die Bilder auf 15 Meter genau auf der Erde lokalisieren.

Bei einem Satelliten beträgt die Zeit bis zum Überflug einer ausgewählten Region fast drei Tage. Bei vier Satelliten reduziert sie sich auf zwölf Stunden. Daten werden mit einer Rate von 310 Mbps zur Bodenstation übertragen. Pro Tag können mehr als 200 Bilder für zivile Anfragen bereitgestellt werden. Der Orbit verläuft sonnensynchron in einer Höhe von 619 km und besitzt eine Umlaufdauer von 97,86 Minuten.

Hauptaufgaben des Systems sind das Umweltmonitoring vor allem des italienischen Territoriums, Kartierungsaufgaben sowie Territorialschutz und strategische Verteidigung. Cosmo-SkyMed kann in das System der optisch arbeitenden Satelliten des französischen Pleïades-Programmes integriert werden. Den ersten 1900 kg schweren COSMO-Skymed Satellit COSMO 1 brachte eine Delta II 7420-10C-Rakete von Vandenberg Air Force Base aus am 8. Juni 2007 ins All. Der zweite Satellit (COSMO-Skymed 2) startete am 9. Dezember ebenfalls mit einer Delta II 7420-10C-Rakete von Vandenberg und der dritte Satellit (COSMO-Skymed 3) am 25. Oktober 2008. COSMO-Skymed 4, der vierte und letzte Satellit, wurde am 6. November 2010 von der Vandenberg Air Force Base wiederum mit einer Delta II 7420-10-Rakete in ein sonnensynchrones Orbit gebracht.

Das italienische Unternehmen e-Geos Earth Observation Satellite Services Company, ein Tochterunternehmen der Telespazio (80 %) und ASI, vermarktet die Radarbilder. Es ist auch Zwischenhändler für Aufnahmen der optischen Satelliten GeoEye-1, IKONOS, QuickBird, WorldView-1 und WorldView-2. Cosmo Skymed wird von den italienischen Ministerien für Forschung und Verteidigung finanziert.

Multitemporales Bild des Vulkans Ätna

Ätna - Multitemporales Radarbild
Karusselbewässerung, Umatilla entlang des Flusses Columbia, Oregon

Pivot cultivation - Oregon

 

Die Farbzusammensetzung ILU (Interferometric Land Use) hat folgende Bedeutung:
Rot: Kohärenz - Grün: mittlere Amplitude - Blau: Amplitudendifferenz
Die zwei Datensätze wurden am 14. April 2008 und am 8. Mai 2008 erfasst. Jüngere Lavaströme (letzte paar Jahre) bestehen aus hartem Gestein, haben eine zerfaserte Erscheinung und sind ohne Vegetationsbedeckung. Im Bild erscheinen sie in leuchtendem Orange.
Auf dem Gipfel des Vulkans betont eine dunkelblaue Fläche eine große Veränderung über die Zeit, wahrscheinlich bedingt durch das Vorhandensein von Schnee in einer der Aufnahmen.

 

Rot: Amplitude 23/08/2008 - Grün: Amplitude 2/10/2008 - Blau: Kohärenz

Multitemporales Bild des Radarsatelliten COSMO-SkyMed. Landwirtschaft ist hier auf Flächen beschränkt, die über Karusselbewässerung mit Wasser versorgt werden. Unterschiedliche Farben zwischen rot und grün zeigen zeitliche Unterschiede im Pflanzenwachstum. Das umgebende Gebiet erscheint sehr stabil (blaue Farbtöne dank eines hohen Kohärenzwertes).

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Quelle: Telespazio
 

Weitere Informationen:

Committee on Space Research (COSPAR)

Dt. Ausschuss für Weltraumforschung, der globale Dachverband für wissenschaftliche Aktivitäten auf dem Gebiet der Weltraumforschung. Die Gründung des COSPAR erfolgte im Jahr 1958. Es sollte am Beginn des „Space Age“ (Start der ersten künstlichen Erdsatelliten Sputnik 1, 1957) ein weltweites Forum für Wissenschaftler werden, die auf Gebieten der Erdatmosphäre, der Weltraumkunde und erdnahen Astronomie tätig sind.

Die Organisation fördert im Speziellen weltraumbezogene Grundlagenforschung und ihre Anwendung mit Raumsonden, Raketen und Ballonsonden. Sie unterliegt den Grundsätzen der ICSU, d. h., sie behandelt alle Fragen – möglichst frei von politischen Rücksichten – aus wissenschaftlichem Blickwinkel. In der Anfangsphase des Kalten Krieges durch eine Vereinbarung der US-amerikanischen mit der sowjetischen Akademie entstanden, wurde COSPAR eine frühe und wichtige Brücke zwischen Ost und West. Die maßgebliche Rolle dieser beiden Akademien ist in der Struktur von COSPAR festgeschrieben.

Besondere Betonung legt COSPAR auf den Austausch von Daten und Resultaten, auf deren international zugängliche Publikation und auf internationale Forschungsprojekte. Mittel zu diesen Zielen sind vor allem die Organisation wissenschaftlicher Tagungen, die Herausgabe spezieller Berichte und von einschlägigen Zeitschriften, aber auch die Einrichtung fortlaufend arbeitender Projektgruppen.

Weitere Informationen:

COSPAS-SARSAT

Internationales, satellitengestütztes Such- und Rettungssystem zur Erfassung und Lokalisierung von Notfunkbaken (EPIRBs), die auf Schiffen, in Luftfahrzeugen, aus Landfahrzeugen und/oder von Einzelpersonen aktiviert werden. Es basiert auf der Technik des Argos-Systems.

Das "International COSPAS-SARSAT Programme Agreement" wurde am 1. Juli 1988 in Paris von der damaligen Sowjetunion, den USA, Kanada und Frankreich gegründet. Mittlerweile sind dem Programm viele weitere Länder beigetreten, und von 1982 bis Dezember 2009 wurden durch das COSPAS-SARSAT-System über 28.375 Personen gerettet. Die russische Abkürzung COSPAS steht für Cosmicheskaya Sistyema Poiska Avariynich Sudow (Weltraumsystem für die Suche nach Schiffen in Seenot); die englische Abkürzung SARSAT bedeutet Search and Rescue Satellite - Aided Tracking (Satellitenortungssystem für den Such- und Rettungsdienst).

COSPAS-SARSAT Teilnehmerländer


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Quellen: COSPAS-SARSAT

Links: Karte mit den 43 Ländern und Organisationen, die am Betrieb und der Verwaltung des Systems teilnehmen. Die Teilnehmer umfassen die vier Gründerländer (Kanada, Frankreich, Russland, USA), 26 Bodensegment-Betreiber, 11 Nutzerstaaten und 2 Organisationen.

Rechts: Grundkonzeption des COSPAS-SARSAT Systems

COSPAS: Weltraumsystem für die Suche nach Schiffen in Seenot (Russia)
SARSAT: Satelliten-gestütztes Verfolgungssystem für Search and Rescue-Aufgaben (Canada, France and USA)
LEOSAR: Low Earth Orbit Satellitensystem für SAR (Search and Rescue)
LEOLUT: Örtliches Nutzerterminal in einem LEOSAR-System
GEOSAR: Geostationäres Satellitensystem für SAR
GEOLUT: Örtliches Nutzerterminal in einem GEOSAR-System
GOES: Geostationärer operationeller Umweltsatellit(USA)
INSAT: Indischer geostationärer Satellit
MSG: Meteosat Second Generation Satellit (EUMETSAT)

Cospas-Sarsat-System

Das COSPAS-SARSAT-System besteht aus sechs polumlaufenden Wetter- und Klimasatelliten (Low-Earth Orbiting Search and Rescue, LEOSAR) und fünf geostationären Satelliten (Geostationary Search and Rescue, GEOSAR). All diese Satelliten empfangen Signale auf der internationalen Notfunkfrequenz 406 MHz. Die Signale werden bei nächster Gelegenheit an eine Bodenstation (LUT, Local User Terminal) weitergeleitet. Von der Bodenstation aus werden die Daten über ein Mission Control Center (MCC) an das regional zuständige Rescue Coordination Center (RCC, Rettungsleitstelle) weitergeleitet. In Deutschland ist das die Seenotleitung Bremen der Dt. Gesellschaft zur Rettung Schiffbrüchiger.

Die polumlaufenden Satelliten des LEOSAR-Systems umlaufen die Erde in etwa 100 Minuten auf einer gegenüber dem Äquator um 83° (COSPAS) bzw. 99° (SARSAT) geneigten Bahn, so dass ein gegebener Punkt auf der Erdoberfläche nach spätestens vier Stunden von einem der Satelliten erfasst wird. Falls im empfangenen Notsignal keine GPS-Position enthalten ist, kann ein solcher Satellit aus seiner Eigenbewegung gegenüber der Signalquelle und der daraus resultierenden Frequenzänderung durch den Dopplereffekt die ungefähre Position der Signalquelle mit einer Genauigkeit von etwa 1-3 Seemeilen bestimmen.

Die geostationären Satelliten des GEOSAR-Systems können mangels Eigenbewegung gegenüber der sendenden EPIRB nicht selbst deren Position bestimmen. Ihr Vorteil liegt darin, daß sie ständig große Teile der Erdoberfläche im Blick haben und dementsprechend schnell Notsignale empfangen und weitergeben können.

Weitere Informationen:

CPR

Engl. Akronym für Cloud Profiling Radar; ein satellitengestütztes Wetterradar an Bord von CloudSat, das den Abstand der Wolkendecke in der Troposphäre von der Satellitenhöhe misst. Das Radar arbeitet mit einer Frequenz von 94 GHz und misst die Energie, die von den Wolken zurückgeworfen wird in Abhängigkeit von ihrer Distanz. Daraus können Rückschlüsse auf die Zusammensetzung der Wolken, insbesondere auf das Vorhandensein von Wasser und Eis innerhalb der Wolke, gezogen werden. Das CPR ist etwa 1000 mal empfindlicher als das Radar eines herkömmlichen Wettersatelliten und kann so auch sehr dicke Wolken mit starken Regen- und Schneefällen noch durchdringen und detailliert analysieren. Das CPR ist Bestandteil einer gemeinsamen Mission von NASA und CSA.

Taifun (CPR)

Zu größerer Darstellung auf Grafik klickenQuelle: Wiley Online Library

Der Taifun Choi-Wan, beobachtet von CPR

Das 94 GHz Cloud Profiling Radar des Satelliten CloudSat fliegt direkt über den Taifun Choi-Wan am 15.9.2009 um 0353 UTC. Die Abbildung zeigt einen Vertikalschnitt in S-N-Richtung der Radar-Reflektivität für diesen Sturm, als er sich ungefähr 450 km nördlich von Guam befand.

In der oberen Ansicht ist der horizontale Abbildungsmaßstab um den Faktor 6,7 komprimiert um die vertikale Struktur stärker zu betonen. In der unteren Ansicht ist nur das Gebiet innerhalb eines Radius von 50 km dargestellt, was den sekundären Augenwall (eyewall) ausschließt. Aber das Seitenverhältnis ist 1 : 1, so dass die charakteristischen Eigenschaften der Natur entsprechend wiedergeben sind. Reflektanzwerte unter −20 dBZ wurden der klareren Darstellung willen entfernt. Die horizontale Auflösung von CloudSat quer zur Flugrichtung (cross-track resolution) beträgt 1,4 km.

 
CRESDA

Engl. Akronym für China Centre for Resources Satellite Data and Application; staatlicher Hauptauftragsnehmer des chinesischen Weltraumprogramms.

Weitere Informationen:

CRISTA

Engl. Akronym für Cryogenic Infrared Spectrometers and Telescopes for the Atmosphere; an der Universität Wuppertal entwickeltes, horizontsondierendes System zur Messung infraroter Emissionen der irdischen Atmosphäre. Sein Einsatz erfolgte in den neunziger Jahren an Bord von Space Shuttle.

Weitere Informationen: CRISTA - Startseite

Cross-Kalibrierung

Engl. cross calibration, franz. étalonnage en correspondance; nach DIN 18716ein "gegenseitiger Vergleich der gemessenen Daten von verschiedenen Sensoren über der gleichen Fläche und bei annähernd gleichem Aufnahmezeitpunkt zur Übertragung der Kalibrierung".

CryoSat I / II

CryoSat-II ist ein Satellit zur Vermessung der terrestrischen und marinen Eisdicken in Arktis und Antarktis, der damit wichtige Daten für die Klimaforschung liefert. Sein Vorgänger CryoSat-I, der erste Satellit des ESA-Programms Living Planet sollte im Rahmen der Earth Explorer Gelegenheitsmissionen im Oktober 2005 mit einer Rockot-Trägerrakete vom russischen Weltraumbahnhof Plesetzk gestartet werden. Die Mission schlug wegen eines Programmierfehlers der Trägerrakete fehl. Der Start von CryoSat-II erfolgte im April 2010 mit einer Dnepr-Trägerrakete (Konversionsrakete SS-18 „Satan") vom Kosmodrom Baikonur (Kasachstan).

Die bedeutendste Auswirkung einer Klimaveränderung könnte eine Zu- oder Abnahme der Eismassen der Erde sein. Diese ist jedoch schwer zu beobachten, da bislang nur die Fläche des Eises von Satelliten bestimmt werden konnten, nicht jedoch seine Dicke bzw. das Volumen. Mit CryoSat-II kann man erstmals Veränderungen der Dicke des Eises bzw. von dessen Massenbilanzen beobachten. Deshalb kommt den Polargebieten eine wesentliche Rolle beim Verständnis und der Beobachtung von Klimaschwankungen zu. Mit Hilfe der Radar-Interferometrie lässt sich auch die Fließgeschwindigkeit des Eises exakt ermitteln. Dabei werden zwei Radarbilder zu unterschiedlichen Zeiten aufgenommen und anschließend elektronisch überlagert. Als Ergebnis erhält man dann die Fließgeschwindigkeit des Eises.

Auch ist es mit CryoSat möglich, im Gegensatz zu den beendeten Missionen ERS 1/2 (Beobachtungsfeld nur bis je 81° N/S), fast die kompletten Polarregionen zu dokumentieren (Beobachtungsfeld bis je 88° N/S).

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Quelle: CryoSat Projektbüro / ESA

Der Eissatellit CryoSat

Wesentliches Ziel ist die Bestimmung der Massenbilanz in der Kryosphäre im Hinblick auf erwartete Veränderungen durch die globale Klimaerwärmung.

Dieses Ziel umfasst insbesondere die:

- Bestimmung der saisonalen und interannualen Variabilität sowie regionaler Trends der Dicke und Ausdehnung mehrjährigen arktischen Meereises.

- Verbesserung von Abschätzungen über den Beitrag der antarktischen und grönländischen Eisschilde zu globalen Meeresspiegelschwankungen.

Die wichtigsten Komponenten von CryoSat:

1 Radiator - ein hitzeabstrahlendes Paneel, an der Spitze der nasenartigen Struktur, die die SIRAL-Elektronik unter den Sonnenkollektoren beinhaltet
2 Star Tracker - die drei Exemplare sind direkt auf dem Antennenträger montiert
3 Antennen Bodenplatte
4 SIRAL Antennen - das Herzstück von CryoSat, nach vorne durch eine radardurchlässige Wärmeisolationsfolie geschützt
5 Laser Retroreflector - Positionsbestimmung durch die Reflexion von über Bodenstationen ausgesandten Laserpulsen
6 DORIS Antenne - Orbitbestimmung durch den Empfang von Funksignalen aus einem globalen Netz von Bodensendern
7 X-Band Antenne - Datendownlink zur Bodenstation in Kiruna (Nordschweden), aktiv sobald der Satellit über dem Horizont ist
8 S-Band Antenne - Kommunikation zu Status, Monitoring, Befehlsempfang

Die Interpretation der CryoSat-Messungen wird jedoch dadurch erschwert, dass sich Massenverschiebungen des Eises auch durch die Drift des Meereises und das Fliessen der Gletscher ergeben können. Somit ist eine Dickenabnahme des Eises nicht grundsätzlich mit Schmelzen gleichzusetzen.

Drei Aspekte besitzen eine besondere Bedeutung, sie reagieren empfindlich selbst auf geringe Veränderungen:

  • Schnee und Eis reflektieren das Sonnenlicht besonders gut
  • Eisschichten auf der Meeresoberfläche isolieren das darunter befindliche Wasser
  • große Mengen tauenden Eises können intensive Ozeanströmungen bewirken.

CryoSat umkreist die Erde in 720 km Höhe mit 92° Neigung auf einem nicht-sonnensynchronen Orbit. Der Wiederholzyklus beträgt 369 Tage. Der Satellit arbeitet mit dem SAR/interferometrischen Radaraltimeter SIRAL (horizontale Auflösung ca. 300 m, vertikale Auflösung 1 bis 3 cm), ein Instrument das als erstes seiner Art speziell für die Eisbeobachtung entwickelt wurde. Im Gegensatz zu älteren Radarsatelliten wie z.B. ERS-1 und -2, verfügt CryoSat über zwei Radarantennen. Damit kann die Erdoberfläche räumlich vermessen werden. Das Prinzip ist vergleichbar der Methode, die bei der SRTM-Mission angewandt wurde. Es ermöglicht Höhenmessungen bis zu einer Genauigkeit von 1-3 cm. Dazu sendet ein Radar pro Sekunde 20.000 Pulse aus und empfängt die vom Boden zurückgeworfenen Echos. Aus der Laufzeit der Signale lässt sich die Entfernung zur Oberfläche bestimmen.

Voraussetzung für die Präzisionsmessungen ist die zentimetergenaue Kenntnis der Orbithöhe über der Erdoberfläche. In CryoSat ist dazu das französische DORIS-System eingebaut. Die Außenseite des Satelliten trägt außerdem einen Laserreflektor (LRR). Ähnlich wie beim Radarstrahl wird die Laufzeit eines von der Erde gesendeten und vom Reflektor zurückgeworfenen Laserpulses gemessen und daraus die Bahnhöhe ermittelt.

Dank Radar kann CryoSats Schlüsselinstrument zu jeder Tages- und Jahreszeit Daten liefern, rund um die Uhr. Weder Wolken noch ungünstige Lichtverhältnisse stören das Instrument.

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Quelle: ESA
CryoSat - Measuring the freeboard of sea ice

CryoSat is able to measure the freeboard (the height protruding above the water) of floating sea ice with its sensitive altimeter. From the freeboard, the ice thickness can be estimated.

The CryoSat altimeter sends a burst of pulses at an interval of only about 50 microseconds. The returning echoes are correlated and, by treating the whole burst together, the data processor can separate the echo into strips arranged across the track by exploiting the slight frequency shifts, caused by the Doppler effect, in the forward- and aft-looking parts of the beam.

Each strip is about 250 m wide and the interval between bursts is arranged so that the satellite moves forward by 250 m each time. The strips laid down by successive bursts can therefore be superimposed on each other and averaged to reduce noise. This mode of operation is known as the Synthetic Aperture Radar – or SAR – mode.

In order to measure the arrival angle, a second antenna receives the radar echo simultaneously. When the echo comes from a point not directly beneath the satellite, there is a difference in the path-length of the radar wave, which is measured. Simple geometry then provides the angle between the 'baseline', joining the antennas and the echo direction.

In addition to the altimeter, knowledge of the precise orientation of the baseline of the two receiving antennas is essential. CryoSat measures this baseline orientation using the oldest and most accurate of references: the position of the stars in the sky.

Three star trackers mounted on the antenna support structure each takes five pictures per second. The images are analysed by the star trackers’ built-in computers and compared to a catalogue of star positions.

 

CryosSat-II, an dessen Bau 31 Unternehmen aus 17 Ländern beteiligt waren, wurde Anfang September 2008 bei Astrium (heute Airbus Defence & Space) in Immenstaad am Bodensee fertiggestellt und zu mehrmonatigen Tests, wie auch schon bei CryoSat-I geschehen, an die IABG in Ottobrunn übergeben. CryoSat wurde für seine Neuauflage konsequent weiter entwickelt, das operative Handling verbessert und essenzielle Komponenten des Radars, dem Hauptforschungsinstrument, redundant ausgelegt. Die Mission war zunächst auf drei Jahre ausgelegt, sie wurde aber wegen des guten Zustands des Satelliten und der hohen Qualität der gewonnen Daten bis 2017 verlängert. Daten von CryoSat sind z.B. über das 1913 eingerichtete Portal meereisportal.de des AWI erhältlich.

CryoSat - Antarktischer Eisschild

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Zum ersten Mal sind Daten der CryoSat-Mission dazu verwendet worden, die Höhe des antarktischen Eisschildes zu kartieren. Die vorläufigen Daten, die für die nebenstehende Grafik verwendet wurden, sind vom Februar und März 2011. Für Detailstudien müssen noch weitere Daten zusammengetragen werden.
Da CryoSat näher an den Polen vorbeifliegt als andere Erdbeobachtungsmissionen, kann er auch mehr polnahe Daten sammeln. Der äußere weiße Kreis markiert die Grenzen von früheren Missionen und der Kreis zeigt, dass CryoSat Daten bis zu einer Breite von 88° sammeln kann.

Inzwischen (2014) zeigen Beobachtungsdaten von CryoSat über drei Jahre hinweg, dass der antarktische Eisschild jedes Jahr 159 Mrd. Tonnen Eis verliert. Diese Eisverluste tragen mit 0,45 mm/a zum Meeresspiegelanstieg bei.

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Quelle: ESA
 

Weitere Informationen:

CSA

Engl. Akronym für Canadian Space Agency, die kanadische Weltraumagentur

Weitere Informationen:

CSIRO

Engl. Akronym für Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation; staatliche Behörde Australiens für wissenschaftliche und industrielle Forschung.

Weitere Informationen:

CSO

Franz. Akronym für Composante Spatiale Optique; ein französisches Programm militärischer Erdbeobachtungssatelliten im optischen und infraroten Bereich. Es wird die HELIOS II-Satelliten ersetzen. Gelegentlich wird dafür die Bezeichnung MUSIS verwendet.

Im Unterschied zu den HELIOS-Satelliten, die den gleichen Bus wie die Spot-Satelliten benutzen, wird CSO Technologien benutzen, die vom Pleiades-Programm abgeleitet sind. Das System soll aus 2 Satelliten bestehen mit der Option auf ein drittes Exemplar, sollten sich europäische Partner daran beteiligen. Der Start des ersten Satelliten ist für 2017 vorgesehen. Der Bau der Satelliten wurde an Airbus Defence and Space vergeben, die optische Nutzlast wird von Thales Alenia Space hergestellt.

CubeSat

Ein 1999 von der Stanford University und California Polytechnic State University initiiertes internationales Programm, das es ermöglicht, kostengünstige Kleinsatelliten in eine Umlaufbahn zu bringen. Dafür wurde ein standardisiertes Format geschaffen, dem diese Satelliten entsprechen müssen: Sie haben in der Standardform (1U von englisch one unit für eine Einheit) Abmessungen von 10 cm × 10 cm × 10 cm und ein Gewicht von maximal 1,33 kg. Diese Satelliten werden in einer speziellen Startvorrichtung (Poly Picosatellite Orbital Deployer oder P-POD), die drei CubeSats aufnehmen kann, als Sekundärnutzlast bei Satellitenstarts mitgeführt. Außerdem wurde von der japanischen Titech-Universität eine Startvorrichtung für einzelne CubeSats entwickelt. Als Erweiterung des CubeSat-Formats sind auch doppelte (2U, 20 cm × 10 cm × 10 cm, 2 kg) und dreifache (3U, 30 cm × 10 cm × 10 cm, 3 kg) CubeSats möglich.

Weitere Informationen:

Cubic Convolution

Dt. Kubische Faltung; Resampling-Methode, bei der sich der zuzuweisende Grauwert aus dem gewichteten Mittel der umliegenden 16 Grauwerte des bestehenden Rasters ergibt.

Cyclone Global Navigation Satellite System (CYGNSS)

CYGNSS ist ein von der University of Michigan und vom Southwest Research Institute unter Mitwirkung der Surrey Satellite Technology Ltd (SSTL) entwickeltes System zur Optimierung der Hurrikan-Vorhersage. Dies soll über ein verbessertes Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Ozean und Atmosphäre im Bereich des Sturmzentrums erreicht werden.

CYGNSS besteht aus einer Konstellation von acht Mikrosatelliten, die sich auf einer niedrigen Erdumlaufbahn (LEO) in 500 km Höhe bewegen. Die NASA brachte die Satelliten im Dezember 2016 mit einer einzigen Trägerrakete (Pegasus XL) ins All, von wo sie zwei Hurrikan-Saisons überwachen sollen.

Bei der Vorhersage der Zugbahnen von tropischen Wirbelstürmen hat es seit 1990 eine Verbesserung von ca. 50 % gegeben, aber eine entsprechende Verbesserung bei der Vorhersage der Sturmstärke hat sich im gleichen Zeitraum nicht eingestellt. Man rechnet damit, dass ein besseres Verständnis der Vorgänge im Kern dieser Stürme zu besseren Vorhersagen führen könnte. Allerdings sind die aktuellen Sensoren nicht in der Lage, entsprechende Daten in ausreichender Qualität zu liefern, da Regenbänder - vor allem an den Wolkenwänden um das Auge - die Beobachtung behindern und die Messungen nicht häufig genug erfolgen.

Um diese Beschränkungen zu überwinden, wird CYGNSS das oberflächennahe Windfeld über dem Ozean mit einem Delay Doppler Mapping Instrument (DDMI) auf der Basis von GPS-Signalen erkunden. Jeder Satellit empfängt direkte GPS-Signale und Signale, die von der Erdoberfläche reflektiert werden. Die direkten Signale bestimmen die Position des Satelliten und geben einen Zeitbezug, wohingegen die reflektierten oder gestreuten Signale Informationen über den Zustand der Ozeanoberfläche liefern. Die Rauigkeit der Meeresoberfläche korrespondiert mit der Windgeschwindigkeit. Das DDMI wird Bilder des Windfeldes von Hurikanen in noch nie erreichter temporaler Auflösung erzeugen. Die häufigeren Messungen werden durch den Einsatz von acht Satelliten möglich. Die mittlere Wiederholrate (mean revisit time) der Beobachtungen liegt bei sieben Stunden.

Weitere Informationen: