Erdfernerkundung - Numerische Physik: Modellierung

3.3. PASSIVE INSTRUMENTE IM NICHT-SICHTBAREN 141
Abbildung 3.61: Unterirdische
Wasserläufe werden im thermischen
Infrarot sichtbar [41]
nächtlichen Aufnahme kann man sich bei der Suche nach bzw. Überwachung von unterirdischen
Wasserflächen zu Nutze machen. Abbildung 3.61 zeigen dies sehr anschaulich in einem
Vergleich einer im sichtbaren Licht gemachten Aufnahme mit einer Aufnahme im thermischen
Infrarot. Im sichtbaren Licht lassen sich unter landwirtschaftlich genutzten Flächen
keine Hinweise auf Wasser finden.
§ 456 Im thermischen Infrarot zeichnen sich nachts dagegen deutlich zwei Wasseradern ab.
Deren Temperaturunterschied zur Umgebung lässt sogar einige Rückschlüsse auf die Eigenschaften
dieser Wasseradern zu: die eine Ader zeichnet sich sehr hell ab, d.h. sie ist deutlich
wärmer als der sie umgebende Boden. Das lässt auf eine relativ schnelle Strömung des Wassers
schließen, da bei langsamer Strömung ein Wärmeaustausch mit der Umgebung stattgefunden
hätte. Diese wasserführende Ader besteht daher aus ziemlich grobem Material, das eine relativ
hohe Durchflussgeschwindigkeit erlaubt. Eine andere Wasserader dagegen zeichnet sich
nur wesentlich schwächer gegenüber der Umgebung ab, das Material muss also relativ schlecht
wasserdurchlässig sein, so dass Wärmeaustausch mit der Umgebung stattfinden kann.
§ 457 So attraktiv dieses Verfahren auch erscheinen mag, unterirdische Wasseradern mit
Hilfe von Satellitenaufnahmen im thermischen Infrarot aufzuspüren, so deutlich muss man
auch die Einschränkung sehen: liegen die Wasseradern oder Reservoirs in einer größeren
Tiefe als ca. 5 m, so ist (a) der Tagesgang der Temperatur zu gering und die Wasservolumina
haben ungefähr die Umgebungstemperatur angenommen und (b) selbst bei schnell fließenden
Gewässern ist das bis an die Oberfläche dringende Signal zu schwach, um im Rauschen erkannt
zu werden.
Anwendung Meere: Golfstrom
§ 458 Die Untersuchung von Oberflächentemperaturen von Gewässern ist eine der Hauptanwendungen
für Sensoren im thermischen Infrarot – auch das Beispiel in Abb. 3.59 basiert
ja auch der Untersuchung von Oberflächentemperaturen.
§ 459 Abbildung 3.62 zeigt als Beispiel den Golfstrom. Deutlich zu erkennen ist der Kern des
Golfstroms (gelb), wie er sich von Florida relativ dicht entlang der Ostküste in nordöstlicher
Richtung ausbreitet. Durch Instabilitäten kommt es zur Ausbildung von Wirbeln und damit
zu einer Auflösung der eigentlichen Stromstruktur.
§ 460 Die relativ deutliche Grenze zwischen kaltem (blau) und wärmerem (rot, gelb) Wasser
im oberen Teil der Abbildung weist allerdings auch auf ein Problem bei der Verwendung von
Falschfarbenaufnahmen hin: die Grenze wird durch die Veränderung der Farbe von Rot nach
Blau wesentlich deutlicher hervor gehoben als ein Bereich, in dem sich die Farbe von Gelb
nach Rot ändert – obwohl der Temperatursprung der gleiche ist. Daher stets Vorsicht vor
Rot in Falschfarbenaufnahmen: rot hat eine hohe Signalwirkung, ist bei Falschfarben aber
c○ M.-B. Kallenrode 2. Juli 2008