Entwicklung eines Fernerkundungs-Algorithmus zur Bestimmung der Primärproduktion im Bodensee

Abstract

Die für den offenen Ozean entwickelten Algorithmen zur Bestimmung der Primärproduktion aus Satellitendaten lassen sich nicht ohne weiteres auf Küsten- und Binnengewässer, sogenannte Case II – Gewässer, übertragen. Eingangsparameter für einen solchen Algorithmus, die per Fernerkundung bestimmt werden können, sind die oberflächennahe Konzentration der Wasserinhaltsstoffe Chlorophyll, Schwebstoff und Gelbstoff, die oberflächennahe Wassertemperatur, der Tagesverlauf der Einstrahlung, die vertikale Attenuation der photosynthetisch aktiven Strahlung PAR im Wasser, sowie die Tiefe der durchmischten Schicht. Die Vertikalverteilung der Chlorophyll-Konzentration, sowie die photosynthetischen Parameter des Phytoplanktons müssen dagegen aus Ground Truth – Messungen abgeleitet werden. Für die meisten Binnengewässer liegen keine Daten der photosynthetischen Parameter vor, da deren Messung kosten- und zeitaufwändig ist. Der Bodensee ist eines der wenigen europäischen Binnengewässer, für das eine langjährige Zeitreihe von Vertikalprofilen der Primärproduktion und wichtiger Begleitgrößen existiert, wie sie zur Validation eines Primärproduktions-Algorithmus erforderlich sind. Anhand dieses Datensatzes wurde zunächst untersucht, wie die Vertikalprofile der Eingangsgrößen parametrisiert und aus den entsprechenden Oberflächen-Parametern abgeleitet werden können. Darüberhinaus wurde der Einfluß der photosynthetischen Parameter auf die Ableitung des Primärproduktionsprofiles analysiert. Auf der Basis dieser, aus Ground Truth – Messungen gewonnenen Information wird ein Algorithmus zur Bestimmung der Primärproduktion aus Fernerkundungsdaten entwickelt, der zunächst für den Bodensee spezifisch ist. In einem weiteren Schritt soll die Übertragbarkeit des entwickelten Algorithmus auf andere Gewässer getestet werden, für die nicht so umfangreiche Meßdaten vorliegen.