Biodiversität, Ökosysteme und Naturkapital

Arten- und Habitat-Monitoring: EO-Technologien können Lebensräume kartieren und überwachen, den Artenreichtum bewerten und den Zustand von Ökosystemen über die Zeit verfolgen. Das ist für Schutzmaßnahmen entscheidend, denn es ermöglicht, bedrohte Arten zu erkennen und die Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf natürliche Lebensräume zu erfassen.

Ökosystem-Monitoring: Umfasst Küsten-, Schnee- und Eis-, Land- und Wasserökosysteme.

• Beim Monitoring von Küstenökosystemen liefert EO Informationen zu zahlreichen Parametern – etwa zum Verlust von Küstenfeuchtgebieten, zur Landnutzung und ihrer Veränderung, zur Kartierung von Feuchtgebieten, zur Küstengeomorphologie, zu optischen Eigenschaften des Wassers, zu Nährstoffen in Gewässern (Chlorophyll-a), zu Lebensräumen im Litoral und Subtidal, zur Kartierung von Erosion und Sedimentation, zu langen Zeitreihen der Meeresfarbe samt Unsicherheitsschätzungen sowie zu Gesundheitsfragen wie der Erkennung von Algenblüten.

• Beim Monitoring von Schnee- und Eisökosystemen liefert EO Daten zur Schnee- und Eisbedeckung (multispektral und thermal, in geringerem Maße auch im Mikrowellenbereich), zur Kartierung der strukturellen Glaziologie großer und kleiner Gletscher, zur Erfassung von Gletscherveränderungen, zur Erstellung von Gletscherinventaren, zur Kartierung der Gletscherausdünnung, zur Vermessung dünner werdender Schelfeise, zur Gletscherbewegung, zur Kartierung glazialer Landformen und zur Vermessung des Untergrunds von Eisschilden.

• Beim Monitoring terrestrischer Ökosysteme liefern EO-Daten Informationen über Pflanzenarten, die unterschiedlich auf das Licht der Sonne oder verschiedener künstlicher Energiequellen reagieren und dabei spezifische Reflexionseigenschaften im elektromagnetischen Spektrum aufweisen. Das macht EO-Daten von angemessener spektraler und räumlicher Auflösung zu einem nützlichen Werkzeug, um verschiedene Arten zu unterscheiden. Weitere relevante Daten aus EO betreffen die Luft- und Wasserqualität und vervollständigen so die Informationen für die Zustandsbewertung und Prognose des Ökosystems.

• Beim Monitoring von Wasserökosystemen liefert EO Informationen zu zahlreichen Parametern, die zur Bewertung von Zustand und Gleichgewicht von Wasserökosystemen nötig sind, etwa: biogeochemische Analysen und Prognosen für globale und regionale Meere, Topografie, Bathymetrie, Meeresfarbe, Meeresoberflächentemperatur, Meeresströmungen, Quantifizierung von Fischbeständen und weitere.

Bewertung von Ökosystemleistungen: Indem sie Daten zu Veränderungen von Ökosystemen bereitstellt, hilft EO dabei, den wirtschaftlichen Wert von Ökosystemleistungen wie Kohlenstoffspeicherung, Wasserreinigung und Bestäubung zu beziffern. Das unterstützt politische Entscheidungen und Schutzstrategien zum Erhalt des Naturkapitals.

Einsatz durch NGOs: Biodiversitäts- und Umwelt-NGOs setzen in ihrer Arbeit zunehmend auf EO. So hat etwa der World Wide Fund for Nature (WWF) die Initiative GLOBIL entwickelt – ein Online-ArcGIS-Toolkit, das Geodaten für den Ökosystemschutz bündelt und damit die wachsende Bedeutung von EO für den Erhalt der Biodiversität unterstreicht.

Klimadienste

Anpassungs- und Minderungsstrategien: Satellitendaten unterstützen die Entwicklung und Überwachung von Strategien zur Klimaanpassung und -minderung. So lassen sich beispielsweise die wirkungsvollsten Flächen für Wiederaufforstung bestimmen oder der Erfolg von Projekten zur Kohlenstoffbindung verfolgen.

Klimaschutz und Klimaanpassung: Verschiedene Arten von EO-Daten können dazu beitragen, kurz- und langfristige Strategien zur Minderung des Klimawandels und zur Anpassung an ihn zu entwickeln.

Klimaüberwachung und -prognose: Viele Arten von EO-Daten lassen sich für die Klimaüberwachung und -prognose nutzen. Luftqualität, Landoberflächentemperatur, Bewölkung und etliche weitere klimarelevante Parameter lassen sich mit EO-Daten erfassen, die sich wiederum in entsprechende Modelle einbinden lassen und so zur Klimaprognose beitragen. Diese Informationen sind unverzichtbar, um Trends des Klimawandels zu verstehen, künftige Szenarien zu modellieren und die globale Klimapolitik zu fundieren.

EO-basierte Klimamodellierung: Viele Arten von EO-Daten fließen – auch wenn sie nicht über lange Zeiträume verfügbar sind – als Eingangsgrößen in die Klimamodellierung ein. So entstehen computergestützte, dynamische Projektionen des Verhaltens der Erdsysteme, die für unterschiedlichste Zwecke genutzt werden.

Umweltmonitoring

Umweltprüfung: EO-Daten unterstützen die Bewertung der Auswirkungen menschlichen Handelns in vier verschiedenen Umweltbereichen: Atmosphäre, Küsten, Land sowie Wasser und Ozeane.

• Für die Atmosphäre sind zahlreiche EO-Satelliten und -Sensoren auf die Überwachung atmosphärischer Bedingungen ausgelegt, darunter Luftqualität und Treibhausgasemissionen (THG), und ermöglichen so kurz- und langfristige Prognosen.

• Für den Küstenbereich lassen sich relevante EO-Daten zu Feuchtgebietsverlust, Landnutzung und ihrer Veränderung, Feuchtgebietskartierung, Küstengeomorphologie, optischen Eigenschaften des Wassers, Nährstoffen in Gewässern (Chlorophyll-a) sowie Lebensräumen im Litoral und Subtidal erheben.

• Beim Land reichen die relevanten Parameter von Landnutzung und ihrer Veränderung, Vegetation, Biomasse und Bodenmonitoring bis hin zur Erfassung menschlicher Einflüsse wie Abfall, Bebauung und sonstiger Infrastruktur.

• Zu den relevanten Parametern für Wasser- und Ozeanumgebungen, die sich per EO erheben lassen, zählen Temperatur, Transparenz bzw. Trübung, Wassertiefe, Gezeiten, Strömungen und – in gewissem Umfang – Flora und Fauna. Die Daten unterstützen zudem die Überwachung von Infrastruktur und anderen Spuren menschlicher Aktivität, darunter Abfall.

Umweltverträglichkeitsprüfung und ESG: EO spielt eine zentrale Rolle bei der Durchführung von Wirkungsstudien und der Umsetzung von ESG-Vorgaben in vier verschiedenen Umweltbereichen.

• Für die Atmosphäre werden EO-Satelliten und -Sensoren eingesetzt, um atmosphärische Bedingungen zu überwachen – darunter Luftqualität und Treibhausgasemissionen – und so kurz- und langfristige Prognosen zu ermöglichen.

• Entlang der Küsten liefern EO-Daten Erkenntnisse zu Feuchtgebietsverlust, Veränderungen der Landnutzung, Feuchtgebietskartierung, Küstengeomorphologie und Wassereigenschaften, einschließlich Chlorophyll-a-Werten sowie Lebensräumen im Litoral und Subtidal.

• An Land erstrecken sich EO-Anwendungen auf Veränderungen der Landnutzung, Vegetation, Biomasse, Bodenmonitoring sowie die Bewertung menschlicher Einflüsse wie Abfallentsorgung, Bebauung und Infrastrukturentwicklung.

• In Wasser- und Ozeanumgebungen erfassen EO-Daten Parameter wie Temperatur, Transparenz, Wassertiefe, Gezeiten und Strömungen und liefern zugleich Erkenntnisse zu Flora, Fauna und menschlichen Aktivitäten, einschließlich der Überwachung von Infrastruktur und Abfall.

Luftqualität und Verschmutzung: Mit EO-Sensoren ausgestattete Satelliten überwachen weltweit Indikatoren der Luftqualität und verfolgen Verschmutzungsquellen. Diese Daten sind unverzichtbar, um Gesundheitsrisiken zu bewerten, Umweltvorschriften durchzusetzen und Strategien zur Emissionsminderung zu entwickeln.

Wasserqualität und Wasserressourcen: EO-Technologien bewerten die Wasserqualität in Flüssen, Seen und Ozeanen, einschließlich Parametern wie Temperatur, Chlorophyllgehalt und Schadstoffen. Zugleich überwachen sie Wasserressourcen und unterstützen so eine nachhaltige Wasserwirtschaft angesichts von Klimawandel und Bevölkerungswachstum.

Katastrophenhilfe und -management: EO-Satelliten liefern vor, während und nach Naturkatastrophen wie Überschwemmungen, Wirbelstürmen und Waldbränden entscheidende Informationen. Das ermöglicht eine wirksamere Notfallreaktion, Schadensbewertung und Wiederaufbauplanung.

Erhalt und Wiederherstellung von Ökosystemen: Die wachsende Bedeutung von EO-Daten für Projekte zum Erhalt und zur Wiederherstellung von Ökosystemen wird hervorgehoben. Dazu zählt etwa das Monitoring von Korallenriffen, bei dem EO-Daten Erkenntnisse zu Ozeanversauerung, 3D-Riffmodellierung und Zustandsbewertung liefern – ein Beleg für die zentrale Rolle von EO bei der Unterstützung großangelegter Umweltmaßnahmen.