Neue Radar-Technik ermöglicht präzise Strömungsmessungen in Meeren und Flüssen

Wissenschaftler des Instituts für Meereskunde (IfM) der Universität Hamburg haben maßgeblich dazu beigetragen, dass in naher Zukunft Satelliten für Strömungsmessungen in Küstengewässern und Flüssen eingesetzt werden können. Schon seit 1993 befasst sich die Fernerkundungsgruppe des IfM mit einem innovativen Radarverfahren, dem „Along-Track InSAR“, das Bilder von Strömungsfeldern liefert. Nach umfangreichen Vorarbeiten erhoffen sich die Hamburger erste quasi-routinemäßige Strömungsmessungen vom deutschen Satelliten TerraSAR-X, dessen Start im April erwartet wird.

Dr. Roland Romeiser vom IfM und Hartmut Runge vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) konnten durch Simulationsrechnungen nachweisen, dass das Radar von TerraSAR-X in experimentellen Betriebsarten Strömungsmessungen mit Auflösungen von etwa 400 bis 1200 m erlauben wird. Wenn sich die neue Technik bewährt, können Satellitenmissionen mit weiter verbesserten Instrumenten realisiert werden. Die Forscher vom IfM planen zur Zeit u. a. eine weltweite Überwachung von Flussausströmen (Wassermenge pro Zeiteinheit). Daran arbeiten Dr. Roland Romeiser, Prof. Dr. Detlef Stammer und Doktorand Steffen Grünler in einem von der DFG geförderten Projekt. Zeitliche Änderungen der Flussausströme sind von großem Interesse z.B. für Ozeanographen, Klimaforscher und Hydrologen, zumal bisher verfügbare Daten sehr unvollständig sind. Weitere Along-Track InSAR-Anwendungen sind die Standortoptimierung für neuartige Strömungskraftwerke und die Überwachung von Veränderungen der Unterwasser-Bodentopographie in flachen Gewässern, die sich im Oberflächenströmungsfeld abzeichnen.

Das Along-Track InSAR nutzt Unterschiede zwischen zwei innerhalb von Millisekunden aufgenommenen Radarbildern für direkte Geschwindigkeitsmessungen. Die Messungen funktionieren unabhängig von Tageslicht, Wolken und Nebel. Das Messprinzip beruht wie bei einem Polizeiradar auf dem sogenannten Doppler-Effekt. Erste Flugzeugexperimente wurden gegen Ende der 1980er Jahre von US-Wissenschaftlern unternommen. Am IfM, wo umfangreiche Erfahrung mit der Interpretation anderer Radardaten bestand, wurde ab 1993 die Along-Track InSAR-Abbildung von Strömungsfeldern und Ozeanwellen theoretisch untersucht und ein Computermodell zur Simulation des Abbildungsprozesses entwickelt.

Für Rückfragen:

Dr. Roland Romeiser
Institut für Meereskunde, Zentrum für Meeres- und Klimaforschung (ZMK)
Tel.: (040) 4 28 38-54 30
E-Mail: romeiser"AT"ifm.uni-hamburg.de