Quellen elektromagnetischer Strahlung

Überblick

Eine wichtige Quelle elektromagnetischer Strahlung stellt die Sonne dar. 

Die Atmosphäre ist für bestimmte Wellenlängen  fast völlig undurchlässig, für andere dagegen nahezu völlig durchlässig. Bereiche, für die die Atmosphäre durchlässig ist, nennt man  atmosphärische Fenster.

In der Abbildung erkennt man, dass das größte Fenster im Bereich des sichtbaren Lichts liegt; hier ist auch die Ausstrahlung der Sonne am stärksten. Dieses Fenster ist daher für die Fernerkundung das wichtigste. Strahlen mit kürzeren Wellenlängen, wie das Ultraviolett und der Bereich der sehr kurzwelligen Röntgenstrahlen, werden von der Atmosphäre absorbiert und sind daher für die Fernerkundung weitgehend ungeeignet.

Auch die Erde ist eine Quelle elektromagnetischer Strahlung, denn jeder Körper, der Temperaturen über dem absoluten Nullpunkt (0 K = -273o C) aufweist, strahlt elektromagnetische Energie aus. Allerdings ist die von der Erde ausgestrahlte elektromagnetische Energie viel geringer und anders zusammengesetzt als die der Sonne. Der Bereich maximaler Strahlungsenergie der Erde liegt bei 9,7 µm, also im thermalen Infrarot.

Strahlen im infraroten Bereich verhalten sich beim Durchdringen der Atmosphäre unterschiedlich. Strahlen von 2,5 - 3,5 µm und 5,0 - 7,5 µm werden absorbiert. Strahlung zwischen 0,78 und 2,5 µm im Bereich des reflektierten Infrarot, zwischen 3,5 und 4 µm und zwischen 8 und 12 µm im Bereich des thermalen Infrarot dagegen nicht.

Das elektromagnetische Wellenlängenspektrum

Quelle:    Uni  Kiel

Längere Wellenlängen im Mikrowellenbereich werden atmosphärisch kaum gestört. Außerdem können die Mikrowellen Wolken, Nebel, Rauch, Dunst und Schnee durchdringen; lediglich starke Regenschauer verursachen bei kürzeren Wellenlängen deutliche Störungen. Zur Reflexion der Sonnenstrahlung kommt im Mikrowellenbereich noch die Eigenstrahlung der Objekte auf der Erdoberfläche (= natürliche Emission) hinzu. Beide Strahlungen werden in der passiven Mikrowellenerkundung genutzt. Allerdings sind die Sonnenstrahlung (und damit die Reflexionen von der Erdoberfläche) und die natürlichen Emissionen im Mikrowellenbereich sehr gering. Deshalb wird dieser Spektralbereich überwiegend in der aktiven Radarerkundung untersucht. Dabei wird die Strahlung vom Radarsystem selbst erzeugt und zur Erde gesendet. Die Reflexion (Radarecho) wird dann vom Radarsystem aufgefangen und als Messwerte digital gespeichert.


Erstellt im Rahmen des Projektes ENGL/EMIR von Carsten Stech (stech@geographie.uni-kiel.de)
Anregungen, Tips, Kommentare erdkunde@ewf.uni-kiel.de
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