Forscher entwickeln neue Technik zur Strömungsmessung in Küstengewässern und Flüssen Radar misst Strömungen in Meeren und Flüssen - scinexx | Das Wissensmagazin
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Forscher entwickeln neue Technik zur Strömungsmessung in Küstengewässern und Flüssen

Radar misst Strömungen in Meeren und Flüssen

Satelliten könnten vielleicht schon bald für Strömungsmessungen in Küstengewässern und Flüssen eingesetzt werden. Denn Wissenschaftler des Instituts für Meereskunde (IfM) der Universität Hamburg haben ein neues, leistungsfähiges Radarverfahren – das so genannte „Along-Track InSAR“ – entwickelt, das Bilder von Strömungsfeldern beispielsweise im Wattenmeer liefert.

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Nach erfolgreichen Tests könnten erste Routinemessungen vom deutschen Satelliten TerraSAR-X durchgeführt werden, der vermutlich noch im April 2007 starten wird. 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.

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 Strömungsmessungen mit Auflösungen von etwa 400 bis 1200 Metern erlauben wird. Wenn sich die neue Technik bewährt, können Satellitenmissionen mit weiter verbesserten Instrumenten realisiert werden.

Viele Anwendungsmöglichkeiten

Die Forscher vom IfM um Romeiser, Professor Detlef Stammer und Steffen Grünler planen zurzeit unter anderem eine weltweite Überwachung von Flussausströmen (Wassermenge pro Zeiteinheit). Zeitliche Änderungen der Flussausströme sind beispielsweise für Ozeanographen, Klimaforscher und Hydrologen von großem Interesse unter anderem weil die bisher verfügbare Daten sehr unvollständig sind.

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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.

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.

(idw – Universität Hamburg, 03.04.2007 – DLO)

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