Satelliten forschen nach Spuren des Klimawandels

Im Kampf gegen den Klimawandel ist die Welt allein nicht genug. Rund die Hälfte der klimarelevanten Messwerte lassen sich nur via Satelliten erfassen. Tatsächlich könnte man den Klimawandel ohne die mehr als 150 Trabanten, die unseren Planeten aus den Umlaufbahnen im Blick haben, weniger gut erforschen.

Auch die europäische Weltraumorganisation ESA hat zu diesem Zweck Satelliten ins All geschossen. Der erste Satellit der sogenannten Copernicus-Flotte wurde 2014 losgeschickt; heute umfasst die Flotte zwölf Wissenschaftssatelliten. Sie sind so etwas wie die heimlichen Klimadetektive im All und messen den Meeresspiegel, das Abschmelzen der Eisflächen sowie den Methan- und CO2-Gehalt in der Atmosphäre.

Umfangreiche Daten

Klar: Satelliten sind per se nicht der Nachhaltigkeit letzter Schluss. Ein Raketenstart ist aufgrund der Abgase, die in der Atmosphäre zurückbleiben, nicht sonderlich klimafreundlich. Doch bei wissenschaftlich eingesetzten Satelliten überwiegen die Vorteile, die man dank der von ihnen gelieferten Daten erhält.

Tatsächlich können Satelliten innerhalb weniger Tage die gesamte Erde im Blick behalten und so umfangreiche Messreihen erstellen. So lässt sich aus dem All etwa die Höhe des Meeresspiegels auf den Millimeter genau bestimmen. Ihre Technik kommt auch bei der Ausdehnung der Eismassen von Gletschern und an den Polarkappen zum Einsatz. Denn auch die Gletscherschmelze kann aus dem All genau beobachtet werden.

Laser, Radar, Beschleunigung und Reflektion

Als Folge der Erderwärmung gehen Jahr für Jahr enorme Eismassen verloren. Um den exakten Umfang zu berechnen, messen Satelliten die Erdanziehung. Das Prinzip lautet: Wo mehr Eismasse ist, ist die Anziehung höher. Gemessen wird das mit zwei Satelliten, die hintereinander herfliegen. Denn die Himmelskörper werden durch die Erdanziehung beschleunigt – mit dem sich ändernden Abstand kann die Anziehung berechnet werden.

Beim Messen des Meeresspiegels dagegen kommen Radar-Satelliten zum Einsatz. Diese schicken ein Signal zur Erde und messen die Laufzeit, die der Puls für den Weg braucht. Je schneller das geht, desto kürzer ist der Weg – und desto höher ist der Meeresspiegel. Solche Messungen werden über Jahre hinweg regelmässig durchgeführt. Damit ergibt sich ein zuverlässiges Bild, um wie viele Millimeter der Meeresspiegel Jahr für Jahr steigt.

Drei Terabyte Daten – pro Tag

Auch der Stand der globalen Entwaldung kann aus dem All überwacht werden. Dabei greift man auf Radarbilder zurück. Satelliten fotografieren in regelmässigen Abständen bestimmte Regionen in hoher Auflösung. So kann der Rückgang des Regenwaldes festgehalten werden – auch bei Nacht und Wolken. Bei der Messung des Methangehalts in der Atmosphäre schliesslich wird die Reflexion des Sonnenlichts ausgewertet, denn Treibhausgase absorbieren Licht. Je mehr Gase in der Atmosphäre, desto stärker der Effekt.

Bei ihrer Arbeit erbringen die Klimadetektive im All übrigens Höchstleistungen: Allein der Sentinel-1-Satellit der Copernicus-Flotte sendet bis zu drei Terabyte Daten zur Erde – jeden Tag.