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Licht als elektromagnetische Welle

Das elektromagn.
Spektrum

Schwarzer Strahler

Atmosphärische
Fenster

Streuung

Reflexion und Absorption

Anwendung:
NDVI

Wechselwirkung Strahlung und Materie 

Erdmagnetfeld

Gravitation

Satellitenbahnen
geostationär
Sonnensynchron
Elliptisch

Sensoren
Umweltmonitoring
Temperatur
Feuchte
Ozon
Gewitter
Landnutzung
Vegetation

Radarsensoren
Digitale Höhendaten
Geländemodelle
Vulkanbeobachtung
Meereshöhen

DLR Earthview

Links

Die atmosphärischen Fenster

 

Quelle:   gfz Potsdam

 

 

Eine einfache Vorstellung hilft beim Verständnis:

Für jeden Teilbereich des Lichts lässt die Atmosphäre unterschiedlich viel Licht durch. Viel "Grau" bedeutet, dass nur wenig Licht von der Erdoberfläche bis zum Satelliten gelangen kann. Das "Grau" ist gleichsam ein Vorhang, der je nach Dicke unterschiedlich viel Licht durchlässt. Ist kein Vorhang oder nur ein dünner Vorhang vorgezogen, so spricht man von einem atmosphärischen Fenster. Im obigen Diagramm wird gezeigt, wie Landsat und Spot diese Fenster nutzen

 

Die wichtigste Quelle elektromagnetischer Strahlung stellt die Sonne dar. Sie sendet Wellen aller Frequenzen aus, wenn auch mit unterschiedlicher Intensität.

Die Atmosphäre ist für bestimmte Strahlen fast völlig undurchlässig, für andere dagegen nahezu völlig durchlässig. Bereiche, für die die Atmosphäre durchlässig ist, sind für die Fernerkundung von besonderer Wichtigkeit. Sie werden als atmosphärische Fenster bezeichnet. Die größten dieser Fenster befinden sich im Bereich des sichtbaren Lichts und des reflektierten (auch nahen oder solaren) Infrarots.

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

www.uni-kiel.de

 

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.

Quelle:    http://www.uni-kiel.de/ewf/geographie/forum/unterric/material/einf_fe/kapitel_4_atmos.htm



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

Quelle und Originaladresse  http://rst.gsfc.nasa.gov/Intro/Part2_3.html