Infrarotbild

Wiedergabe eines Objekts durch die bildhafte Darstellung der Infrarotstrahlung, die von dem Objekt ausgesandt oder reflektiert wird.

Der Infrarot (IR)-Sensor des Satelliten erfasst elektromagnetische Strahlung im "thermischen IR", bei Wellenlängen zwischen 10 und 12 Mikrometern (etwa 20 Mal länger als die Wellenlänge des sichtbaren Lichts). Die Intensität der IR-Strahlung, die den Satelliten erreicht, hängt von der Wärme des Objekts ab, das diese Strahlung aussendet.

Die intensivste Strahlung kommt aus Regionen, in denen der Boden oder der Ozean warm ist. Solche Regionen mit intensiver Emission werden als dunkle Grautöne dargestellt. Die IR-Strahlung, die von Wolken in der oberen Atmosphäre, wo es sehr kalt ist, ausgesendet wird, ist viel weniger intensiv. Diese Regionen niedriger Intensität der IR-Emission sind im IR-Foto als weiß und hellgrau dargestellt.

Hohe Wolken sind also weiß. Niedrige Wolken, mit Temperaturen nahe der Oberfläche, sind oft mittelgrau. Die Oberfläche und die Ozeane in den unteren Breitengraden erscheinen dunkelgrau. An einem sonnigen Nachmittag heizt sich das Land so stark auf, dass es fast schwarz erscheint.

Beispielbild I: Europa mit METEOSAT-10 (26.4.2020, 6 UTC)

In diesem Bild wird mit Hilfe des Satelliten METEOSAT-10 ein HRV-Bild (High Resolution Visible) im sichtbaren Bereich des Spektrums kombiniert mit einem Infrarotkanal (Bereich 10,8 µm) gezeigt. Es zeigt die Region Zentraleuropa in einer hohen Auflösung von 1,5 km.

Die Buchstaben kennzeichnen wichtige Städte. Die Zahlen bezeichnen die Breiten- und Längenkreise, markiert durch die kleinen schwarzen Kreuze.

Der HRV-Kanal deckt mit einem breitbandigen Radiometer den Spektralbereich zwischen 0,4 − 1,1 µm ab. Das Frequenzband HRV hat den Fokus auf der Erfassung der Oberfläche (Wolken oder wolkenfreie Gebiete). In erster Linie sollen damit konvektive Strukturen (Gewitterzellen) erfasst werden.

Da der HRV-Kanal nachts aufgrund der Dunkelheit keine Informationen wiedergeben kann, wird das HRV-Bild als Kombi-Bild bereitgestellt. Nachts decken IR-Kanäle den von der Sonne nicht ausgeleuchteten Bereich ab, so dass man gerade während der Dämmerungszeiten einen fließenden Übergang zwischen dem HRV- und den IR-Kanälen sieht.

Da IR ständig von der Erde und von Wolken abgestrahlt wird, ist es möglich, IR-Satellitenbilder zu erhalten, auch wenn die Szene nicht von der Sonne beleuchtet wird (und so Bildschleifen zu konstruieren, die sich über volle 24 Stunden erstrecken). Im Gegensatz dazu können Satellitenbilder im sichtbaren Bereich, die auf dem Sonnenlicht beruhen, das zum Satelliten hin reflektiert wird, nur während der Tageslichtstunden gewonnen werden.

Infrarot-Satellitenbilder liefern ein Temperaturbild der Erd- bzw. Wolkenoberfläche. Bei wolkenlosem Himmel wird die Temperatur der Erdoberfläche wiedergegeben. Falls Wolken vorhanden sind, liefert das Bild die Temperatur der Wolkenobergrenze. Was sich darunter befindet bleibt in diesem Bild verborgen.

Beispielbild II: Animierte Infrarot-Satellitenbilder von Unwettern und Tornadoereignissen

Im April 2011 zogen wiederholt gewaltige Sturmsysteme über den Süden der USA hinweg und verursachten heftige Unwetter und Tornados. Diese Animation des Wettersatelliten GOES-East verfolgt die Entwicklung und die Zugbahn des Sturmsystems von seiner Entstehung über den Great Plains bis zum Erreichen des Westatlantiks im Zeitraum vom 14.-17.4.2011.

Die zugrunde liegenden Infrarotbilder sind mittels Bildbearbeitung eingefärbt, um die Sturmintensität zu verdeutlichen. Die dunkelsten Orange/Rottöne stehen für die höchsten, damit kältesten Wolkenobergrenzen. Diese Bereiche sind durch hohe Niederschläge und große Sturmintensität gekennzeichnet. Eine zweite Tornadoserie trat im letzten Aprildrittel 2011 auf, was die Gesamtzahl der Serie auf 160 erhöhte und ca. 300 Menschen das Leben kostete.

Weitere Informationen:

• Infrarotlicht - Eine Thermographiekamera sieht Rot (DLR Berlin-Adlershof)
• Infrarotmesstechnik -Das Unsichtbare sichtbar machen (DLR Oberpfaffenhofen)