Department of Geography

Fernerkundung von Inlandgewässern Ein Einblick von oben Michael Schaepman

Geographisches Institut Universität Zürich

Infotag 2016: Seenforschung – aktuelle Einblicke in ein bedeutendes Ökosystem

6. September 2016; 15.15 – 15.35

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Inhalt

1) Wie viele Seen gibt es weltweit? Wo sind sie gelegen?

Wie gross sind diese Seen? Wie häufig kommen sie vor?

2) Globale Limnologie

Können die Funktionen, Strukturen sowie Stoff- und Energiehaushalte von Seen global gemessen werden?

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Wie viele Seen gibt es weltweit?

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Essential Climate Variable: Lakes

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Kytalyk Naturreservat (Yakutia, Russland)

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Lena Delta

Kytalyk 71°N / 147.5 E

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True Color Landsat-8 Data, Kytalyk, Russia

False Color Landsat-8 Data, Kytalyk, Russia

SenseFly eBee Data, Kytalyk, Russia; G. Schaepman

SenseFly eBee Data, Kytalyk, Russia; G. Schaepman

Juszak, I., Iturrate-Garcia, M., Gastellu-Etchegorry, J., Schaepman, M.E., Maximov, T.C., & Schaepman-Strub, G. (2016 (accepted)). Drivers of shortwave radiation fluxes in Arctic tundra across scales. Remote Sensing of Environment

Kytalyk / Yakutia / Russia, Photo: M. Schaepman

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Globale Inventur von Seen anhand von Satellitendaten

08/09/16 Page 11 Verpoorter et al. (2014). A Global Inventory of Lakes based on High-Resolution Satellite Imagery. Geophys. Res. Letters, 41, 6396–6402

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08/09/16 Title of the presentation, Author Page 12 Donchyts, G., Baart, F., Winsemius, H., Gorelick, N., Kwadijk, J., & van de Giesen, N. (2016). Earth's surface water change over the past 30 years. Nature Clim. Change, 6, 810-813 08/09/16 Page 12

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2) Globale Limnologie

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Zustand Europäischer Gewässer

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http://www.eea.europa.eu/data-and-maps/indicators/freshwater-quality/freshwater-quality-assessment-published-may-2

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Dornhöfer & Oppelt (2016). Remote Sensing for Lake Research and Monitoring. Ecol. Ind. 64, 105-122

Wechsel- wirkung von Licht mit Wasser

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Abbildende Spektroskopie mittels APEX

Schaepman, M.E., Jehle, M., Hueni, A., D'Odorico, P., Damm, A., Weyermann, J., Schneider, F.D., Laurent, V., Popp, C., Seidel, F.C., Lenhard, K., Gege, P., Küchler, C., Brazile, J., Kohler, P., De Vos, L., Meuleman, K., Meynart, R., Schläpfer, D., Kneubühler, M., & Itten, K.I. (2015). Advanced radiometry measurements and Earth science applications with the Airborne Prism Experiment (APEX). Remote Sensing of Environment, 158, 207-219

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Quantitative Messung von > 20 biochemischen, physikalischen und strukturellen Eigenschaften der Erdoberfläche und der Atmosphäre. 1'000 Pixel/Zeile >500 Spektralkanäle/Pixel 2 m räumliche Auflösung max. 2'000 km2/Tag (Beispiele: Fluoreszenz, Chlorophyll a&b, weitere Pigmente, Albedo, TSM, DOM, NOx, Wassergehalt, Aerosole, etc.)

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Optische Eigenschaften von Wasser aus fernerkundlicher Sicht

APEX & http://earthobservatory.nasa.gov/IOTD/view.php?id=84333 08/09/16 Page 17

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Absorptionskoeffizient von Wasser

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https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/1/18/Absorption_spectrum_of_liquid_water.png

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08/09/16 http://missionscience.nasa.gov/ems/09_visiblelight.html

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08/09/16 http://gisportal.brockmann-geomatics.se/webapp/div2/div2_products/?viewmode=3&type=2&siteId=1781

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Chlorophyll-a [mg/m3]

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08/09/16 Title of the presentation, Author Page 21

Turbidität [Formazin Nephelometric Units]

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Aerosol Optische Dichte von 20 Satellitenaufnahmen

08/09/16 Odermatt, D., Pomati, F., Pitarch, J., Carpenter, J., Kawka, M., Schaepman, M.E., & Wüest, A. (2012). MERIS observations of phytoplankton blooms in a stratified eutrophic lake. Remote Sensing of Environment, 126, 232-239

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Zusammenfassung

Globale Erfassung sowie Monitoring von Seen gelingt mit hochauflösenden Satelliten sowie mittels langer Zeitreihen.

Erste Datenbanken versprechen ein zeitlich dynamisches Inventar – dennoch sind v.a. Seen >55°N und <55°S noch schlecht dokumentiert.

Ausgewählte (v.a. grosse Seen) werden zunehmend mittels einer globalen Limnologie erfasst.

Vergleich von Funktionen und Stoffhaushalten sind – über Landesgrenzen hinaus – möglich.

Der Beitrag der Fernerkundung zur globalen Erfassung von Flüssen steht noch offen (Turbidität, geringe optische Säule, etc.).

08/09/16 Page 23 Giardino et al., Optical Remote Sensing of Lakes: an overview of Lago Maggiore. J. Limnol., 2014; 73(s1): 201-214

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Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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