Textstellen zum Kit 4: Afrika - ein Kontinent mit vielen Gesichtern
Satellitenbildern aus multispektralen Messwerten eröffnen viele Forschungsansätze;
Vegetation und Klima erkunden

Textbausteine aus der Schüler-Mappe

Die Klimazonen Afrikas

Zu Bild 1: NDVI-Karte von Afrika und den Bildern 2 mit 7 zur Veranschaulichung der Lebensräume

Ein Kontinent von der Größe Afrikas (8 000 km Nord-Süd-Erstreckung) hat Anteil an vielen Klimazonen. In Abhängigkeit von der Breitenlage variiert die Sonneneinstrahlung. Der Niederschlag hängt vom Luftmassenaustausch ab, der zusätzlich von der Land-Meer-Verteilung und der Lage der Gebirge gesteuert wird. Temperaturverlauf und Niederschlagsverteilung übers Jahr bestimmen die natürliche Vegetation und die Qualität der Böden, was wiederum den Lebensraum für Mensch und Tier festlegt.

Für die Erstellung dieses Satellitenbildes der Erde wurden Ergebnisse des MERIS-Instruments auf Envisat benutzt. MERIS ist insbesondere zur Beobachtung der großflächigen Vegetation geeignet.  Der Aufnahmestreifen von MERIS hat eine Breite von 1 150 km, so lässt sich die ganze Erde in 3 Tagen abdecken.

Dieses Satellitenbild der Erde wurde aus Teilaufnahmen ohne Wolkendecke zusammengesetzt, die innerhalb eines Monats entstanden waren. Dabei wurden die Ozeane, über denen sich meist große Wolkenmassen befinden, nicht mit berücksichtigt; sie wurden deshalb hier schwarz dargestellt.

Merke:

Klimazonen sind Gebiete mit einem sehr ähnlichen jahreszeitlichen Verlauf von Besonnung, Temperatur und Niederschlag.

Das Mittelmeerklima ist Teil der subtropischen Klimazone: heiße, trockene Sommer und milde, feuchte Winter aus.

Wüsten sind Regionen mit weniger als 50% Vegetationsbedeckung. Es gibt Hitze- und Kältewüten. Es fallen nur wenige Millimeter Regen pro Jahr.

Das Äquatorialklima der inneren Tropen hat ganzjährig hohe Temperaturen und ergiebige Niederschläge.

Die Randtropen in Richtung Wendekreise zeigen einen jahreszeitlichen Wechsel zwischen Trocken- und Regenzeit. Regen  bei Zenitstand der Sonne. In der Trockenzeit bläst der Passat vom Hochdruckgürtel am Wendekreis  zum Tiefdruckgürtel am Äquator.

Temperaturen und Niederschläge

Zu den Klimadiagrammen und zu den NDVI-Satellitenbildern 10 und 11

Die tropischen Gebiete sind von einer Trocken- und einer Regenzeit gekennzeichnet. Die beiden NDVI-Karten zeigen, wie die Regenzeiten dem maximalen Sonnenstand folgen, weil das Wachstum der Pflanzen dem Niederschlag folgt.

Während der Wachstumsphase weist die Vegetation eine hohe Photosyntheseaktivität auf und absorbiert dabei in hohem Maße das sichtbare Licht, während sie das Licht im Nahen Infrarot reflektiert. Dieser Sachverhalt ermöglicht die Berechnung des sog. Vegetationsindex NDVI. Daraus ergeben sich Satellitenbilder, die die Intensität des Pflanzenwachstums anzeigen. Der Vegetationsindex NDVI wird häufig auch dazu genutzt, die Dichte der Pflanzendecke und ihre Weiterentwicklung abzuschätzen.

Das Niltal

Zu den Bildern 12, 13 und zum Schema 14

In Ägypten herrscht nur an der Nordküste Mittelmeerklima, der Rest von 95% hat Wüstenklima. Der schmale fruchtbare Streifen an den Flussufern, das Nildelta und Bewässerungsgebiete in Oasen bilden den Kernraum Ägyptens. Nur hier sind Landwirtschaft und damit Besiedelung möglich.

Der Nil hat eine Länge von über 6 700 km und ist somit einer der längsten Flüsse der Welt. Unten auf der Aufnahme ist der große künstliche See zu sehen, der durch den Assuan-Staudamm entstanden ist.

Zu Bild 15: Satellitenbild des Niltals

Früher war Ägypten vom Hochwasser des Nils abhängig, das die für die Landwirtschaft notwendigen nährstoffreichen Sedimente an die Flussufer spülte. In manchen Jahren waren die Überschwemmungen jedoch zu gewaltig und gefährlich, während sie in anderen Jahren zu schwach ausfielen, was Hungersnöte zur Folge hatte. Der Bau des Assuan-Staudamms ermöglichte die Regulierung der Nilüberschwemmungen und die Bewässerung von 850 000 Hektar Wüste.

Aber die Wasserversorgung ist nach wie vor ein Problem für Ägypten. Aufgrund des Staudamms hat sich die Fließgeschwindigkeit des Flusses verringert, wodurch nicht mehr genügend Schwemmland ins Meer gelangt und das Mittelmeer so dem Festland Jahr für Jahr mehrere Meter Boden wegspült. Zudem wird das Ackerland nicht mehr wie früher vom Flussschlamm gedüngt und laugt aus, weshalb die Bauern auf Kunstdünger zurückgreifen müssen. Damit steht Ägypten vor neuen Herausforderungen, dem Kampf gegen Verschmutzung und Bodenerosion. Die Erdbeobachtung mit Satelliten zeigt das Ausmaß dieser Probleme.

Die Funktionen von Erderkundungssatelliten

Gestaltung von Satellitenbildern

Aus den Sensor-Messwerten der Erderkundungssatelliten lassen sich unterschiedliche Satellitenbilder erstellen.

Zur Bilderserie 16, das Nildelta aus der Sicht von Envisat

Hier drei Bilder zum Nildelta: Das linke Bild zeigt die unterschiedlichen Vegetationszonen des Nildeltas, das mittlere Bild zeigt die vom Fluss ins Meer geschwemmten Sedimente, das rechte Bild zeigt in Blau die Feuchtgebiete in Küstennähe (Sumpf und Reisanbau), Flussarme und Kanäle sowie Städte und dichter besiedelte Gebiete. Kairo ist als dunkler Fleck im Süden zu erkennen.

Satelliten fangen das von der Erde reflektierte Sonnenlicht auf

Zu den Bildern 17 und 18

Satelliten sind mit Instrumenten ausgestattet, mit denen sie das von der Erde reflektierte Sonnenlicht auffangen können. Das Licht der Sonne erscheint uns weiß, besteht aber in Wirklichkeit aus einer Kombination aller Farben, die alle eine spezielle Wellenlänge besitzen. Dies wird über ein Glasprisma sichtbar, das das Sonnenlicht in die Regenbogenfarben zerlegt. Materialien und Gegenstände haben unterschiedliche Farben, da sie je nach Beschaffenheit gewisse Wellenlängen absorbieren und andere reflektieren. So erscheinen uns Pflanzen beispielsweise grün, da sie die Farben Rot und Blau absorbieren und für unser Auge somit nur das Grün sichtbar ist.