Wirksame Überwachung von Küsten- und Binnengewässern
Die Wasserqualität auf Stoffe wie Plankton und Sediment zu kontrollieren ist wichtig, um die Verbrauchersicherheit zu gewährleisten und Umweltschäden zu vermeiden. Daher werden über die Copernicus-Dienste der EU mit Satelliten große Gewässer in regelmäßigen Abständen erfasst, um in Labors analysierte Wasserproben zu ergänzen. „Düngemittel, die in Flüsse, Seen oder Küstengebiete gelangen, können zu großen Planktonblüten führen, die unangenehm riechen und dem Wasser bei der Zersetzung Sauerstoff entziehen“, erklärt der Projektkoordinator von CERTO, Steve Groom vom Plymouth Marine Laboratory im Vereinigten Königreich. „Durch Sediment aus Flüssen können Häfen und Anlegestellen blockiert werden. Satelliten sind in solchen Fällen nützlich für die Überwachung.“
Einfacher Zugang zu Daten über die Wasserqualität
Für Forschende und auch Aufsichtsbehörden, die Daten zur Wasserqualität in Küsten- und Binnengewässern suchen, war es immer wieder schwierig, den richtigen Copernicus-Dienst zu finden. Das liegt daran, dass sich die Daten zur Wasserqualität in diesen Gebieten auf drei Dienste aufteilen: Meer, Klimawandel und Land. „Wir haben erkannt, dass diese Daten harmonisiert und die Datenlücken für Übergangsgewässer wie Mündungsgebiete, Lagunen und Seen geschlossen werden müssen“, sagt Groom. „Wir wollten auch die Methoden und Ansätze der einzelnen Dienste harmonisieren.“ In diesem Sinne wurden Datenverarbeitungsverfahren zur Bereitstellung nützlicher Daten zur Wasserqualität entwickelt. Ein behandeltes Thema war die atmosphärische Korrektur, um Dunst und die Wolkendecke zu umgehen. Bei einem weiteren komplexen Verfahren werden mit Farbunterscheidungen in den Satellitenbildern Wasserarten klassifiziert. „Als nächstes haben wir überlegt, welche Informationen Endnutzende brauchen“, fährt Groom fort. „Zum Beispiel: ‚Treten Planktonblüten früher auf und dauern länger an?‘.“ Dafür wurden Schlüsselindikatoren festgelegt und die verarbeiteten Daten zur Wasserqualität zu Übergangsgebieten wurden auf einer speziellen experimentellen Plattform zur Datenvisualisierung bereitgestellt.
Verschiedene Übergangswasserumgebungen
Die neuen Verfahren wurden in sechs Regionen getestet, die vielfältige Übergangswasserumgebungen boten. Das Donaudelta im Südosten Rumäniens und im Süden der Ukraine zum Beispiel ist ein Naturerbe mit dem Status eines UNESCO-Biosphärenreservats. Mit In-situ-Proben, Satellitendaten und historischen Aufzeichnungen wurden diese optisch komplexen Gewässer charakterisiert, um das Wissen zu den räumlichen und saisonalen Schwankungen der Wasserqualität auszuweiten. In Deutschland wurden mit den Überwachungsinstrumenten aus dem Projekt die höchst dynamischen und wandelbaren Gewässer der Elbmündung charakterisiert.
Einbindung in bestehende Copernicus-Dienste
Auf dem Prototyp des Datenportals sind alle Analyseinstrumente aus dem Projekt verfügbar. Es kann jetzt heruntergeladen und genutzt werden. Einer der aktuellen Nutzenden ist der Earth Observation Climate Information Service (EOCIS) des Vereinigten Königreichs. „Das Portal kann von Promovierenden oder einer Person ohne jegliche Vorkenntnisse oder Ressourcen verwendet werden“, sagt Groom. „Wissen zu Satelliten ist nicht notwendig. Wir nehmen die Anfragen auf und zeigen dann, wie auf die Daten zugegriffen werden kann.“ Die Projektergebnisse werden auch im EU-finanzierten Projekt DANUBIUS eingesetzt, in dem Forschende zu Flüssen und Seen zusammenkommen. Die langfristige Vision ist, das Portal in die drei Copernicus-Dienste einzubinden, um Daten zur Wasserqualität harmonisiert und zugänglich bereitzustellen.
Schlüsselbegriffe
CERTO, Copernicus, Satellit, Küstengebiete, Mündungsgebiete, Ökosysteme, Gewässer, UNESCO, Erdbeobachtung
