Rundflug im Dienst der Wissenschaft

Wenn am heutigen (10.07.) Mittwochvormittag ein Flugzeug über dem Thüringer Holzland seine Bahnen zieht, dann ist das kein Rundflug für Touristen und auch kein Training für Flugschüler, sondern es dient ausschließlich der Wissenschaft: Geographen der Friedrich-Schiller-Universität Jena wollen mit dem Forschungsflugzeug des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) die Wälder zwischen Stadtroda und Hummelshain vermessen.

„An Bord befinden sich mehrere Radar-Fernerkundungssensoren, mit deren Daten wir unsere Waldbiomasse-Modelle weiterentwickeln wollen“, erklärt Prof. Dr. Christiane Schmullius von der Universität Jena. „Die Befliegung ist eine großartige Chance für uns, denn die DLR-Instrumente gehören zu den besten weltweit“, freut sich die Fernerkundungsexpertin.

Mit dem Forschungsflug werden die Wissenschaftler ein Gebiet von drei Kilometern Breite und zehn Kilometern Länge kartieren. Ihren Blick richten sie dabei auf die Biomasse der Waldgebiete. „Die Wälder der Erde sind nicht nur eine natürlich Ressource, sondern auch wichtige Kohlenstoffspeicher und -quellen“, erklärt Prof. Schmullius.

„Doch die Biomasse ist bisher eine große Unbekannte im Kohlenstoffkreislauf, denn noch immer basieren viele Daten über die Ausdehnung der Wälder und deren Biomassevorräte lediglich auf Schätzungen.“ Eine genaue Kartierung der räumlichen Verteilung der Waldflächen und ihrer Veränderungen ist daher nötig, um präzise Prognosen zum Kohlenstoffkreislauf und damit der Klimaentwicklung aufstellen zu können.

Während der Messkampagne im Thüringer Holzland kommen Radarsensoren in verschiedenen Frequenzbereichen und verschiedene Aufnahmeverfahren zum Einsatz. „Die Radarwellen dringen abhängig von ihrer Wellenlänge und ihrer Polarisation in den Wald ein oder werden direkt vom Kronendach zum Sensor zurückgestreut“, veranschaulicht die Jenaer Geographin. Es ist für den Wald und seine Bewohner oder Wanderer aber vollkommen ungefährlich. „Wir erhalten dadurch aber ein detailliertes Bild der gesamten Waldstruktur.“

Parallel zur Waldvermessung aus drei Kilometern Höhe werden die Forscher auch am Boden einige Experimente durchführen. So werden in der Nähe von Trockenborn – dank der Unterstützung der Agrargenossenschaft Geisenhain – zwei große metallische Tetraeder stehen. „Das sind Corner-Reflektoren, die wir als Referenz benötigen, um die Messdaten zu eichen“, erläutert Christiane Schmullius. Zudem werden die Wissenschaftler innerhalb und außerhalb der Waldgebiete die Bodenfeuchte messen. „Die Radardaten werden von zahlreichen Faktoren beeinflusst, unter anderem von der Bodenfeuchte, aber auch von der Waldstruktur, also der Dichte, dem Alter und den Baumarten“, betont Schmullius.

„Wir wollen nun herausfinden, wie sich das auf unsere Waldbiomasse-Modelle auswirkt. Und die verschiedenen Waldtypen im Holzland sind ideale Voraussetzung dafür.“ Die Wahl für das Gebiet zwischen Stadtroda und Hummelshain fiel auch aus ganz praktischen Gründen: „Wir haben gute Kontakte nach Stadtroda und zur Thüringer Forstverwaltung, die in die Arbeiten einbezogen ist, und die Wälder liegen vor unserer Haustür und sind damit auch für Studierende schnell erreichbar“, sagt Christiane Schmullius. Gemeinsam mit den Uni-Arbeitsgruppen der Physischen Geographie und der Bodenkunde will sie die Region zu einem „Forschungs- und Lehreinzugsgebiet“ entwickeln.

Etwa drei Stunden wird der Forschungsflug über das Thüringer Holzland dauern – dann wird das DLR-Flugzeug wieder zurück zum Sonderflughafen in Oberpfaffenhofen bei München fliegen. Die Messkampagne und die anschließenden Datenanalysen sind Teil der Helmholtz-Allianz „Fernerkundung und Dynamik des Erdsystems“. Neben den Jenaer Fernerkundlern gehören dem im August 2012 gestarteten und mit einem Volumen von 20 Millionen Euro ausgestatteten Projektverbund noch 19 weitere Universitäten und Forschungseinrichtungen an. Ziel ist die Entwicklung innovativer Satellitenprodukte als Grundlage für eine neue Generation Erdbeobachtungssatelliten. So will die Europäische Weltraumorganisation (ESA) noch in diesem Jahr den Radarsatelliten Sentinel-1 starten. Die Ergebnisse der heutigen Flugzeugkampagne werden direkt in die Mission einfließen und die Jenaer Forscher werden das Thüringer Holzland noch einmal vermessen – aber dann mit dem neuen Radarauge aus dem All.

Kontakt:
Prof. Dr. Christiane Schmullius
Institut für Geographie der Universität Jena
Löbdergraben 32, 07743 Jena
Tel.: 03641 / 948880
E-Mail: c.schmullius[at]uni-jena.de