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pte20200324004 Umwelt/Energie, Technologie/Digitalisierung

Satellitendaten helfen beim Meistern von Dürren

Mit neuem System "BESS-STAIR" können Landwirte den Einsatz von Wasser optimieren


Detaillierte Landsat-Aufnahme des Südostens der USA (Foto: nasa.gov)
Detaillierte Landsat-Aufnahme des Südostens der USA (Foto: nasa.gov)

Urbana-Champaign (pte004/24.03.2020/06:15) - Dürren lassen sich künftig aus dem All bekämpfen, zumindest indirekt. Forscher der University of Illinois http://illinois.edu bereiten die Daten von Umweltsatelliten so auf, dass sie für die Abschätzung des Wasserbedarfs von Feldern rund um den Globus genutzt werden können. Das soll Ernteausfälle mindern oder gar verhindern und Wasservorräte schützen, die durch zu häufiges Wässern übermäßig strapaziert werden.

Vollautomatischer Algorithmus

"BESS-STAIR" heißt das System, der hochaufgelöste Karten der Erdoberfläche mit einem biophysikalischen Modell verknüpft, das den jeweiligen Wasserbedarf, den Kohlenstoffkreislauf sowie den Energieverbrauch der Pflanzen erfasst. Ein vollautomatischer Algorithmus errechnet daraus die Daten, die die Landwirte benötigen, um optimale Ernten einzufahren.

Assistenzprofessor Kaiyu Guan und sein Postdoktorand Chongya Jiang haben das Verfahren in zwölf Regionen im Korngürtel der USA getestet. Dabei zeigte sich, dass BESS-STAIR unter allen ähnlichen Systemen die besten Ergebnisse lieferte. "BESS-STAIR hat das Potenzial, ein verlässliches Werkzeug für das Wassermanagement zu werden", glaubt Jiang.

Perfektes Wassermanagement

Ein gutes Wassermanagement berücksichtigt die Verdunstung aus dem Boden. Bisherige Verfahren, die sich auf Satellitendaten stützen, ermitteln diese aufgrund von Lufttemperatur, Verschattung des Bodens durch die Pflanze selbst und die Bodentemperatur. Doch das klappt nicht immer. Temperaturmessungen aus dem All sind unpräzise und oft können die Kameras an Bord keine Bilder der Erde aufnehmen, weil Wolken die Sicht versperren.

BESS-STAIR ermittelt die Verdunstung aus den Blättern und umgekehrt die Aufnahme von CO2. Ermittelt wird das durch Messung der Reflexion der Erdoberfläche, die an klaren und wolkigen Tagen ähnlich sei. Das System nutzt die Daten der Landsat-, Terra- und Aqua-Satelliten, die die US-Raumfahrtagentur NASA zur Erdbeobachtung nutzt. Landsat liefert alle acht bis 16 Tage detaillierte Bilder der Erdoberfläche, Terra und Aqua sogar täglich. "Unsere Lösung wird hohe Bedeutung für Millionen landwirtschaftlich genutzter Felder in aller Welt haben", sagt Guan.

(Ende)
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