Überwachung der Landoberflächentemperatur: Luft- und Raumfahrttechnologie trägt zu einer nachhaltigen Stadtentwicklung bei

Die Landoberflächentemperatur (LST) ist eine zentrale physikalische Größe, die den Stoff- und Energieaustausch zwischen Erdoberfläche und Atmosphäre maßgeblich beeinflusst und in zahlreichen Bereichen, darunter Klimawandel, Umweltüberwachung, Evapotranspirationsberechnung und geothermische Anomalienforschung, eine entscheidende Rolle spielt. Als Schlüsselparameter für die Untersuchung regionaler und globaler physikalischer Prozesse an der Landoberfläche fließt die LST direkt in die Berechnung verwandter Modelle ein, beispielsweise globaler Zirkulationsmodelle, sowie in die Berechnung von Oberflächenparametern wie latentem Wärmefluss, fühlbarem Wärmefluss und Bodenwärmefluss. Die LST findet breite Anwendung in Meteorologie, Geologie, Hydrologie, Ökologie, Landwirtschaft und der Erforschung städtischer Wärmeinseln. Insbesondere in der Landwirtschaft ist die LST ein fundamentaler Parameter in vielen Modellen zur Überwachung der Bodenfeuchte und landwirtschaftlicher Dürre. Daher ist die zeitnahe und genaue Erfassung der räumlich-zeitlichen Verteilung der Landoberflächentemperatur unerlässlich für das Verständnis des globalen Klimawandels.

Fernerkundungstechnologien ermöglichen großflächige, synchrone (quasi-synchrone) Beobachtungen der Erde mit hoher Detektionsgeschwindigkeit, geringen Kosten und hoher zeitlicher, räumlicher und spektraler Auflösung. Dadurch sind sie eine unverzichtbare Datenquelle zur Bestimmung der Landoberflächentemperatur und des Emissionsgrades. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Fernerkundungstechnologie und der weitverbreiteten Anwendung der thermischen Infrarot-Fernerkundung hat die Fernerkundungsinversion von Landoberflächentemperatur und -emissivität zunehmend das Interesse von Wissenschaftlern im In- und Ausland geweckt.

Inversionsalgorithmus für die Fernerkundung der Landoberflächentemperatur

Es gibt verschiedene Methoden zur Überwachung der Landoberflächentemperatur mithilfe von Fernerkundungsbildern. Je nach Region und Forschungszwecken eignen sich unterschiedliche Methoden. Eine der gängigsten Methoden zur Überwachung der Landoberflächentemperatur ist die Methode der Landoberflächenhelligkeitstemperatur. Die Landoberflächenhelligkeitstemperatur beschreibt die von der Landoberfläche im fernen Infrarotbereich abgestrahlte Energie und kann mittels Fernerkundungstechnologie erfasst werden. Diese Methode zeichnet sich durch hohe Auflösung und Flexibilität aus und liefert präzisere Daten zur Landoberflächentemperatur.

CAS Xiguang Aerospace – Inversion der Landoberflächentemperatur

Wie aus dem von CAS Xiguang Aerospace bereitgestellten Dateninversionsdiagramm hervorgeht,Im Vergleich zum Oktober sank die Landoberflächentemperatur in Xiamen im November. Abbildung 2 enthält Berechnungen der Wolkenobertemperatur, wodurch der Bereich der Ergebnisse zur Landoberflächentemperatur etwas erweitert wird.  

Die zunehmende Reife der Fernerkundungstechnologie zur Messung der Landoberflächentemperatur und die kontinuierliche Erweiterung der verfügbaren Datenprodukte haben die Entwicklung von Anwendungen zur Landoberflächentemperatur maßgeblich vorangetrieben. Diese Anwendungen liefern wichtige Erkenntnisse für wissenschaftliche Entscheidungen in zentralen Bereichen wie Dürre in der Landwirtschaft, thermische Umwelt, thermische Anomalien und globaler Wandel.

Die Überwachung der Oberflächentemperatur hat sich heute zu einem wichtigen Anwendungsgebiet der Fernerkundungstechnologie in den Geowissenschaften entwickelt. Der Einsatz von Fernerkundungstechnologien zur Überwachung und Erforschung der Oberflächentemperatur ermöglicht nicht nur ein tieferes Verständnis von Veränderungen und Entwicklungen in der natürlichen Umwelt, sondern liefert auch entscheidende Informationen für die nachhaltige Entwicklung der menschlichen Gesellschaft. Mit der kontinuierlichen Innovation und Verbesserung der Fernerkundungstechnologie werden die Genauigkeit und der praktische Nutzen der Oberflächentemperaturüberwachung zukünftig weiter gesteigert.