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Katastrophenschutz
aus dem All

Geht ein Vulkan in die Luft, bleiben Flugzeuge am Boden. Taifune, Überschwemmungen, Erdrutsche und Erdbeben verwüsten riesige Landgebiete. Waldbrände vernichten ganze Ökosysteme. Naturkatastrophen lassen sich nicht verhindern, aber immer besser vorhersagen – mit Hilfe von Satellitendaten.

Wettersatelliten wie die europäischen Meteosats, Radarsatelliten wie die deutschen TerraSAR-X und TanDEM-X und optische Satelliten wie das deutsche RapidEye-System scannen die Erde rund um die Uhr. Meteorologen und Katastrophenschützer werten die Daten aus. Veränderungen an der Erdoberfläche weisen unter Umständen auf bevorstehendes Unheil hin. Vorher-Nachher-Vergleiche verdeutlichen sehr kurzfristig das Ausmaß von Zerstörungen. Das wiederum ist die Grundlage für möglichst effiziente Hilfe.

Erstellt werden solche Karten zum Beispiel vom DLR-Zentrum für Satellitengestützte Kriseninformation oder vom europäischen Copernicus Emergency Management Service. Genutzt werden sie in der ganzen Welt.

Vulkanasche-Vorhersage. Der Ausbruch des Vulkans Eyjafjallajökull auf Island legte 2011 tagelang große Teile des Luftverkehrs über Europa lahm. Die Aschewolke galt als Gefahr für die Flugzeug-Turbinen. Mit besseren Informationen hätte die Luftraum-Sperrung präziser erfolgen können.

© Wikipedia/Cirimbillo

Vulkanasche-Vorhersage. Seit 2012 arbeitet das DLR im Rahmen des Projekts VolcATS (Volcanic ash impact on the Air Transport System) an der Auswertung von Meteosat-Daten zur Vulkanasche-Erkennung per Infrarot-Bildern.

Übrigens: Mit Radarsatelliten wie den deutschen „Zwillingen“ TerraSAR-X und TanDEM-X oder dem europäischen Sentinel-1 lassen sich Hebungen und Senkungen der Erdoberfläche genau erfassen. Damit können vulkanische Aktivitäten frühzeitig erkannt werden.

© ESA/DLR

Vorsicht Taifun! Der Super-Taifun Haiyan, einer der stärksten tropischen Wirbelstürme aller Zeiten, traf im November 2013 die Philippinen. Tausende Tote und mehr als elf Millionen Betroffene. Die Zahl der Toten war jedoch „relativ“ niedrig, denn die Frühwarnung hatte funktioniert.

© Wikipedia

Vorsicht Taifun! Mit Wetter- und Infrarot-Satelliten können Meteorologen die Intensität eines Taifuns anhand der Oberflächentemperatur des Meeres vorhersagen. Wie schwer ein aktueller Taifun die Küste treffen wird, kann aus der Messung von Windgeschwindigkeiten und Wellenhöhen abgeleitet werden.

© Wikipedia

Die Hilfe danach. Hier eine Schadenskarte der Stadt Bogo nach dem Taifun Haiyan, erstellt vom Zentrum für Satellitengestützte Kriseninformation (ZKI) des DLR auf Basis von WorldView-1-Daten zur Unterstützung von Helfern vor Ort. Sie sind auf solche Vorher-Nachher-Karten angewiesen, um Hilfe besser koordinieren zu können. Das DLR lieferte diese Analyse im Rahmen einer Aktivierung der „International Charter Space and Major Disasters”. Dieser Verbund internationaler Raum­fahrt­agenturen organisiert die schnelle und bestmögliche Abdeckung von Katastrophengebieten mit Satellitendaten, um die Zivilschutzbehörden vor Ort oder auch UN-Organisationen zu unterstützen. Dafür stellt das DLR auch regelmäßig Daten deutscher Satelliten zur Verfügung.

© DLR

Wenn das Wasser steigt. Für Europa gibt es seit 2012 dank des European Flood Awareness System (EFAS) eine zehntägige Überflutungsvorhersage. Historische und aktuelle Satellitendaten sowie die Werte von lokalen Mess-Stationen (zum Beispiel Regen, Wasserstände, Temperaturen) werden kombiniert und auf einer zentralen Plattform für Katastrophenschützer zugänglich gemacht. Im Bild: Die Folgen eines Deichbruchs vom 18. Juni 2013, bei Fischbeck in Sachsen-Anhalt, 80 Prozent der Häuser sind beschädigt.

© GIO EMS – Mapping

Erdbeben besser verstehen. Radarsatelliten können Hebungen, Senkungen und Verschiebungen der Erdoberfläche bis auf wenige Millimeter genau messen. Wissenschaftler analysieren die Bewegungsmuster, kombinieren sie mit weiteren geologischen Daten und verbessern so die Risiko-Abschätzung für bevorstehende Erdbeben. Im Bild: Die Verschiebungen der Erde bei einem Erdbeben in der Emilia Romagna 2012: Rot markiert sind Erdbewegungen um 20 Zentimeter und mehr (vor allem in der Nähe des Epizentrums), leichtere Nachbeben dagegen in Weiß.

© Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV). Satellite Data: Cosmo-SkyMed

Warnung vor Erdrutschen. Jeder sechste Tote durch Naturkatastrophen in Europa stirbt durch Erdrutsche. Sie sind schlecht vorherzusagen, denn sie passieren plötzlich. Mit einer Mischung aus Radarsatellitendaten, optischen Bildern und geologischen Informationen können die Hänge von Bergregionen jedoch langfristig überwacht werden.

© getty images

Warnung vor Erdrutschen. Schon geringste Bewegungen von Hängen werden erkannt und gefährdete Stellen genauer definiert. Mit diesem Wissen können Schutzmaßnahmen besser geplant und Evakuierungspläne optimiert werden. Im Bild: eine Karte des Erdrutsch-Gefahrenpotenzials des Arno-Beckens in Italien. Sie wurde erstellt unter Zuhilfenahme von unter anderem millimetergenauen Bewegungsdaten von Radarsatelliten, optischen Daten oder Daten zu Landnutzung und Geomorphologie. Orange = gefährdet, Gelb = nicht so stark gefährdet, Grün = sicher.

© UNIFI

Waldbrände schnell eindämmen. Über 50.000 Waldbrände und circa 500.000 Hektar vernichteter Wald jährlich – allein in der EU. Viele Waldbrände bleiben zu lange unbemerkt, da sie in abgelegenen Regionen beginnen. Aus dem All ist der Überblick besser: Satelliten mit Infrarot-Detektoren erkennen auch kleine Brandherde und das fast in Echtzeit, die Bekämpfung beginnt früher. Nach dem Waldbrand können betroffene Gegenden präziser kartiert und die Wiederaufforstung gezielter erfolgen.

© ESA

Katastrophenwarnung für die Hosentasche

Vor Katastrophen wird die Bevölkerung in Deutschland meist per Sirene oder Radio gewarnt – beides Systeme, die ein Netz von Bodenstationen brauchen. Unabhängiger von einem solchen Netz ist das Satellitengestützte Warnsystem (SatWaS). Damit gelangen Warnungen vom Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe auf schnellstem Weg zu circa 160 angeschlossenen Multiplikatoren (zum Beispiel Medien, Lagezentren) und von dort zu den Menschen. Derzeit in der Erprobung: eine App, die im Katastrophenfall Alarm schlägt. Bevor sie bundesweit funktioniert, müssen erst noch alle Leitstellen mit zusätzlicher Technik aufgerüstet werden.

© BBK

Der europäische Copernicus Emergency Management Service (EMS)

Erdbeben, Tsunamis, Wald- und Buschbrände, Flutkatastrophen, Stürme oder von Menschen verursachte Katastrophen (Chemieunglück, Reaktorkatastrophe, Ölpest, Kriege und Flüchtlingselend) bedrohen vielerorts Mensch und Natur. Wer in einer gefährdeten Region lebt, verliert bei einer Katastrophe oft all sein Hab und Gut.

Der EMS stellt im Katastrophenfall seit April 2012 gebündelt Lageinformationen bereit. Sie sind die Basis dafür, dass Hilfskräfte noch schlimmere Folgen verhindern können. Je nach Ort und Situation werden aktuelle Schadenskartierungen schon wenige Stunden nach Anfrage an Hilfskräfte übermittelt oder sind für diese online abrufbar.

Bei diesen Notfällen wurden Dienste des EMS genutzt. EMS baut auf einer Reihe von Projekten auf, die von der Europäischen Kommission und der ESA initiiert wurden, und insbesondere auch auf den Daten europäischer Satelliten. Ganz neu dabei ist der Radarsatellit Sentinel-1, der vor allem die Detektion und Bewertung von Landrutschen, Fluten und seismischen Bewegungen unterstützt.

© EMS/CCBYSA/OpenStreetMap contributors

Das Engagement des DLR im Katastrophenschutz: Mitgliedschaft
in der „Internationalen Charter
Space and Major Disasters“

© DLR/Esri/GEBGO, NOAA, National Geographic, DeLOrme, HERE, Geonames.org and other contributors

Das DLR, in seiner Funktion als deutsche Raumfahrtagentur, bringt seine Satelliten und Expertise in der Katastrophenhilfe weltweit durch seine Mitgliedschaft in der „International Charter Space and Major Disasters“ ein. Die Charta bezeichnet den Zusammenschluss zahlreicher Raumfahrtagenturen, die Satellitenbilder und daraus abgeleitete Informationen schnellstmöglich und kostenlos zur Verfügung stellen, wenn es irgendwo auf der Erde eine große Naturkatastrophe gegeben hat.

Katastrophenschutzbehörden auf der ganzen Welt können sich wiederum als Nutzer der Charta registrieren lassen.

Im Rahmen seiner Charta-Mitgliedschaft stellt das DLR Daten der deutschen Radarsatelliten TerraSAR-X und TanDEM-X sowie optische RapidEye-Aufnahmen für die Katastrophenhilfe zur Verfügung.

Das DLR-Zentrum für Satellitengestützte Kriseninformation (ZKI)

© DLR

Außerdem betreibt das DLR ein eigenes Zentrum für Satellitengestützte Kriseninformation, das ZKI – unter anderem, um auf Anforderungen deutscher Behörden schnell reagieren zu können.

  • Beschaffung und Analyse von Satellitenbilddaten in Krisensituationen
  • Basis- und Notfallkartierungen gemäß Nutzer- und Lageanforderungen
  • 24 Stunden/7 Tage Bereitschaft
  • Training und Schulung von Krisenreaktionskräften
  • Unterstützung von Zivilschutzübungen

Beispiele von Charta-Aktivierungen

Dominikanische Republik, Waldbrände im August 2014. Kartierung des ZKI auf Basis von Daten der optischen RapidEye-Satelliten.

© DLR

Japan, Tsunami 2011: Eine Vorher-Nachher-Kartierung der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA auf Basis von RapidEye-Aufnahmen.

© JAXA

Japan, Tsunami 2011: Kartierung überschwemmter Bereiche, angefertigt durch das ZKI auf Basis einer TerraSAR-X-Aufnahme.

© DLR

So sehen Karten aus, die im Rahmen
der Charta erarbeitet werden

© DLR

© DLR

© DLR

© DLR

© DLR

© DLR

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