Geoinformatik und Geostatistik: Ein Überblick

Ein neuer Ansatz zur Erkennung und Überwachung von Saharastaub aus dem Weltraum

Filomena Sannazzaro, Nicola Pergola, Rosita Corrado, Carolina Filizzola, Francesco Marchese, Giuseppe Mazzeo, Rossana Paciello und Valerio Tramutoli

Ein neuer Ansatz zur Erkennung und Überwachung von Saharastaub aus dem Weltraum

Die Sahara-Region gilt seit langem als weltweit wichtigste Quelle von Bodenstaub in der Atmosphäre. Sahara-Staubstürme werden besonders untersucht, da sie ein potenzielles Risiko für die menschliche Gesundheit darstellen und Schäden und Störungen an Verkehrswegen und Kommunikation verursachen. Sie können direkte Auswirkungen (eng im Zusammenhang mit den Wüstenbildungsprozessen, die die Subsahara-Region betreffen) auf das Klimasystem der Erde und/oder die Niederschlagsregime haben. In den letzten Jahren wurden zusätzlich zu den Bodenüberwachungssystemen mehrere Satellitentechniken vorgeschlagen, um Sahara-Staubwolken zu erkennen und zu überwachen. Der Erfolg dieser Methoden, wie derjenigen, die das umgekehrte Absorptionsverhalten von Silikatpartikeln im Vergleich zu Eiskristallen und Wassertropfen bei 11 und 12 μm Wellenlänge (Split-Window) ausnutzen, hängt stark von den Beobachtungsbedingungen (Tag/Nacht, Land/Meer usw.) und den spezifischen Aerosoleigenschaften (hauptsächlich Größenverteilung und komplexer Brechungsindex) ab. Insbesondere stellt die wirksame Unterscheidung dieser Merkmale weiterhin ein großes Problem dar, obwohl Staub und Wetterwolken in den Bändern des geteilten Fensters im Allgemeinen ein unterschiedliches spektrales Verhalten zeigen. In diesem Artikel wurde eine Robust Satellite Data Analysis Technique (RST), die sich bereits als leistungsstark beim Erkennen von Wüstenstaub-Aerosolen erwiesen hat, weiter getestet. Dabei wurde ein bedeutendes Saharastaub-Ereignis im Mittelmeerraum im Mai 2010 analysiert und die Ergebnisse mit denen zweier herkömmlicher Split-Window-Methoden verglichen. Die Ergebnisse dieser Studie, die erstmals mit tagsüber infraroten MSG-SEVIRI-Daten (Meteosat Second Generation-Spinning Enhanced Visible and Infra-red Imager) erzielt wurden, bestätigen, dass die RST dank eines guten Kompromisses zwischen Empfindlichkeit und Zuverlässigkeit der Erkennung gewinnbringend zur Überwachung von Saharastaub-Ereignissen aus dem Weltraum unter verschiedenen Beobachtungsbedingungen eingesetzt werden kann.