Erdfernerkundung - Numerische Physik: Modellierung

3.4. AKTIVE INSTRUMENTE 147
Abbildung 3.66: Polarisationsunterschiede
bei 18 GHz beobachtet mit dem Scanning
Multi-Channel Radiometer SMMR
auf Nimbus-7 über der Antarktis im Januar
1979 [237]
siehe auch Abschn. 3.7.2 und Abb 3.87); unter dem Aspekt der Wüstenbildung auf Grund
des betrachteten allgemeineren Kriterium Feuchte bzw. Wassergehalt dagegen eher geeignet.
§ 475 Polarisationsunterschiede bei 18 GHz basieren ebenfalls auf der Existenz von flüssigem
Wasser im Bildbereich. Ein Anwendungsbeispiel ist in Abb. 3.66 gezeigt: Polarisationsunterschiede
über dem arktischen Eisschild. Blau sind die Bereiche mit einem signifikanten Gehalt
an flüssigem Wasser, d.h. auch die Bereiche, in denen im Sommer der Eisschild schmilzt.
§ 476 Das folgende Beispiel illustriert die Vorteile von Mikrowellen besonders gut: Eis lässt
sich zwar auch im sichtbaren und im thermischen IR gut nachweisen (siehe z.B. auch Abb. 3.92),
jedoch ist die Dynamik des Eises dort nur durch sein saisonales Verschwinden bzw. Auftauchen
zu erkennen. Diese Verfahren weisen also nur ein vollständiges Verschwinden der
Eisdecke nach. Für die Bedeckung mit Meereis ist dies sinnvoll. Ein Eisschild verändert sich
jedoch lange Zeit in seiner Mächtigkeit bis er an den Rändern so weit abgeschmolzen ist, das
dort auch sein zurückweichen zu erkennen ist. Schmelzende Eis ist jedoch gleich bedeutend
mit flüssigem Wasser, so dass die Daten aus Abb. 3.66 einen Hinweis auf die Bereiche geben,
in denen der arktische Eisschild zwar taut aber eben noch den darunter liegenden Boden
oder Ozean bedeckt. Das Beispiel veranschaulicht auch recht gut, dass zum Verständnis eines
Phänomens häufig eine geeignete Kombination von Instrumenten benötigt wird. Dies ist
insbesondere beim Design von Missionen zu beachten – wir werden in Kapitel 4 noch einen
genaueren Eindruck davon bekommen.
3.4 Aktive Instrumente
§ 477 Aktive Instrumente erzeugen ein elektromagnetisches Signal, beleuchten damit den
Untersuchungsgegenstand und zeichnen das reflektierte Signal auf. Aktive Mikrowelleninstrumente
erlauben die Messung zusätzlicher Parameter:
• der Laufzeit des Signals vom Satelliten zum Boden und zurück (→ Altimeter).
• der Dopplerverschiebung der Frequenz auf Grund der Bewegung des Satelliten relativ zum
Boden.
• die Polarisation des Signals. 19
19 Diese Eigenschaft haben zwar auch passive Mikrowellensensoren, jedoch ist in dem Fall die Polarisation
durch die Emission und nicht durch die Reflektion bestimmt.
c○ M.-B. Kallenrode 2. Juli 2008