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Online-Nachschlagewerk zur Meeresforschung
Herausgeber: Dr. D. Völker

Satellitenmessung der Ozeanfarbe und Mikroalgen

Autor: Dr. David Voelker

Die Dichte an Mikroalgen, die als Primärproduzenten in der photischen Zone die Grundlage aller weiteren Nahrungsketten bilden lässt sich vom Satelliten aus messen. Die Farbmessungen von satellitengestützten optischen Sensoren wie dem CZCS und dem SeaWIFS erlaubt es, die Dynamik von Algenblüten und die Verteilung von Organismen aus der Höhe zu sichten.

In den allermeisten Meeresregionen ist die Farbe der Meeresoberfläche eine Funktion der Konzentration von Mikroalgen bzw. von deren photosyntetisierenden Pigmenten (Chlorophyll) bzw. deren Zersetzungsprodukten (Gelbstoffe). Während Bereiche der Ozeane mit geringer Lebensdichte dunkelblau erscheinen, färben Algenblüten den Ozean grüngelb. Nicht-organische Partikel (suspendierte Sedimente) bewirken zwar ebenfalls eine Färbung der Meeresoberfläche, jedoch meist im rotbraun-Bereich. Es gibt allerdings auch Algen, die rote Färbungen verursachen.

Ein spezieller passiver optischer Sensor ("Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor, SeaWiFS") auf dem SeaStar Satelliten der Firma ORBIMAGE erzeugt seit 1997 quasi-Echtfarben-Aufnahmen von Meer und Land aus 705 km Höhe (hier: Nordost-Kanada, Mai, 2003). Der Sensor misst die Intensität der Farben in insgesamt 8 Spektralbändern. Diese Messungen erlauben die Berechnung der Chlorophyll-Konzentrationen, damit der Dichte von Mikroalgen, also der Fruchtbarkeit der Ozeane. In den SeaWIFS-Abbildungen werden diese Konzentrationen farbcodiert. Rote Regionen zeigen die höchsten Werte an (5-10 mg Chlorophyll pro Kubikmeter Wasser), grüne Farben Werte um 2 mg/m3, blau und lila die geringsten Werte.

Ein Vorgänger-Sensor mit ähnlichen Aufgaben war der Coastal Zone Color Scanner (CZCS), der 1978 mit dem NIMBUS7-Satelliten der NASA gestartet wurde. Während seiner Lebenszeit von 7 1/2 Jahren , wurden vom CZCS etwa 68.000 Einzelbilder geschossen. Vier der 6 Spektralbänder in des CZCS waren für die Messung von Farbspektren der Meeresoberfläche vorgesehen:

Kanal 1 433-453 nm (blau) Chlorophyll Adsorption
Kanal 2 510-530 nm (grün) Chlorophyllkonzentration
Kanal 3 540-560 nm (gelb) Gelbstoff-Konzentration
Kanal 4 660-680 nm (rot) Aerosol Adsorption

Die Daten der einzelnen Bänder können bei Goddard Space Flight Center (GSFC) Distributed Active Archive Center (DAAC)abgerufen werden.

AUFTRIEBSGEBIET VOR EQUADOR

Auftriebsgebiet vor der Küste von Equador/Peru (Die Inseln links im Bild sind die Galapagos-Inseln) im Winter 1979. Die Farben stellen die Chlorophyllkonzentration dar, die im Rahmen des NASA-Projekts Ocean Color from Space vom Satelliten gemessen wurden.

Image courtesy the SeaWiFS Project, NASA/Goddard Space Flight Center, and ORBIMAGE

Kaikura Canyon