Überschwemmungen im zentralen Mittelmeerraum

Europa

Sentinel-3

SLSTR

Natürliche Farbe RGB, Nachtmikrophysik RGB

02. Juni 2023

01. Juni 2023

Von Ivan Smiljanic und Djordje Gencic

Mehrere Tage lang kam es im Mai in Norditalien und Mitteleuropa, darunter Teilen Österreichs, Bosnien und Herzegowinas, Kroatiens und Sloweniens, zu extremen Regenfällen. Akkumulierte Niederschlagsmengen, die an manchen Orten historische Ausmaße erreichten, waren für großflächige Überschwemmungen und viele Erdrutsche in einem großen Gebiet verantwortlich (Abbildung 1).

Die Weltgesundheitsorganisation berichtete, dass in Italien mindestens 13 Menschen starben und Tausende ihre Heimat verlassen mussten.

Zahlreiche Tiefdruckgebiete durchzogen im Mai den weiteren Mittelmeerraum und hinterließen bei den höheren Wasserständen zunehmend gesättigte Böden und Flussbetten. Gesättigter Boden trug auch zu vielen kleineren Sturzfluten und Erdrutschen bei, die durch lokale konvektive Niederschlagsereignisse ausgelöst wurden.

Der letzte Wirbelsturm in einer Flut von Wirbelstürmen, die über Europa hinwegzog, brachte den Ausschlag und verursachte weitreichende Gefahren. Die Entwicklung dieses Systems wird zusammen mit der Anzahl der vorhergehenden in der 10-tägigen Meteosat-10 Airmass RGB-Schleife erfasst (Abbildung 2).

In Abbildung 3 sieht man einen Vergleich der VIS 0,8µm-Bilder vom 5. Mai, als die Flüsse normale Pegel hatten, und vom 21. Mai nach erheblichen und großflächigen Überschwemmungen in Kroatien.

Abbildung 3: Vergleich von VIS 0,8um-Bildern für normale Flusspegel (links) und großflächige Überschwemmungen (rechts)

Da der VIS0,8-um-Kanal in Sentinel-3 SLSTR eine Auflösung von 500 m hat, werden sehr feine Details und Mäander der Flüsse Sava und Kupa deutlich und insbesondere im Bild auf der rechten Seite (21. Mai) dargestellt. Es sollte auch erwähnt werden, dass 0,8 µm oder Vegetationskanäle besonders empfindlich auf Chlorophyll reagieren, das typischerweise eine hohe Reflexion aufweist (in der Graustufenanzeige – helles Grau), während Wasseroberflächen nur sehr wenig reflektieren (schwarz oder dunkelgrau). Diese beiden Tatsachen machen den 0,8-µm-Kanal sehr nützlich für die Erkennung von Flussüberschwemmungen und für die Unterscheidung von Land-/Wasseroberflächen. In unserem Beispiel ist zwischen dem 5. und 21. Mai eine sehr deutliche Zunahme der Flussgröße zu beobachten.

Höher aufgelöste Bilder von SLSTR zeigen die großen überschwemmten Gebiete, die sich hauptsächlich entlang großer Flüsse im Gebiet befinden. Das Natural Color RGB, das die Sonnenbänder von SLSTR mit einer Auflösung von 500 m nutzt, bildet einen schönen Kontrast zwischen den überschwemmten Regionen (in Schwarz/Tiefblau) und den bewachsenen Gebieten (in Grün). Dieser Kontrast entsteht durch die starke Reflexion der Vegetation im Vergleich zur schlechten Reflexion der Gewässer (insbesondere wenn sie tief und nicht trüb sind).

Ein Vergleich vor/nach Überschwemmung ist in Abbildung 4 dargestellt.

Abbildung 4: Vorher-Nachher-Vergleich der überschwemmten Gebiete mit Sentinel-3 SLSTR Natual Color RGB, 5. Mai vs. 21. Mai

Abgesehen von der „visuellen“ Referenz des überschwemmten Gebiets am Tag gibt es eine Möglichkeit, überflutete Gebiete sowohl tagsüber als auch nachts zu erkennen, indem bildgebende Instrumente wie SLSTR, SEVIRI oder FCI verwendet werden. Es beruht auf dem Helligkeitstemperaturunterschied zwischen IR-Kanälen um 10,5 µm und 3,8 µm, der im Vergleich zum umgebenden Boden/der umgebenden Vegetation relativ größere positive Werte (ca. 5 K) aufweist. Natürlich ist für Überschwemmungen dieser Größe eine relativ hohe Auflösung dieser IR-Bänder erforderlich – in diesem Fall zeigen Bilder aus 1 km Entfernung sogar um die kleineren Flüsse im beobachteten Bereich herum Anzeichen von Überschwemmungen. Wenn diese beiden IR-Bänder im Abstand von 1 km im FCI-Instrument an Bord der MTG-I-Satelliten vorhanden sind, ist möglicherweise eine 24-Stunden-Fähigkeit zur Erkennung kleinerer Überschwemmungen in Europa (und anderswo) möglich.

Abbildung 5 zeigt den Vergleich von SLSTR Natural Color RGB und Night Microphysics RGB (dieses RGB enthält die oben erwähnte Kanaldifferenz im grünen Strahl und zeigt Gewässer in den Cyan-Farbtönen). Beachten Sie, dass das FCI-Instrument das erste seiner Art im geostationären Orbit ist, das über diese beiden IR-Kanäle mit einer Auflösung von 1 km verfügt (andere haben 2 km oder mehr).

Abbildung 5: Vergleich der Ansicht des überschwemmten Gebiets zwischen Sentinel-3 SLSTR Natural Color und Night Microphysics RGB, 21. Mai