Podcasts about messstationen

Dürrekatastrophen, tödliche Stürme, sintflutartige Regenfälle: Künstliche Intelligenz sammelt Daten über extreme Wetterphänomene. Mit ihnen entwickelt Klimaforscher Laurens Bouwer Risikomodelle zu den Auswirkungen des Klimawandels. Er berechnet, wo in Deutschland künftig am ehesten die Keller volllaufen und erklärt, wie gute Stadtplanung das verhindern kann. Im Schneller Schlau-Spezial „Hereon Academy“ befragen ihn Tech-Journalistin Svea Eckert und Torsten Fischer vom Helmholtz-Zentrum Hereon. +Das Helmholtz-Zentrum Hereon unterstützt den Podcast „P.M. Hereon Academy“ mit der wissenschaftlichen Recherche und stellt Audio-Dateien zur Verfügung. +Shownotes: Laurens Bouwer, Bio und Kontakt: https://www.gerics.de/about/team/077939/index.php.de +Klima Atlas: https://interaktiv.morgenpost.de/klimawandel-hitze-starkregen-deutschland-karte/ +Forschung von Climate Service Center Germany (GERICS) zu KI: https://www.openaccessgovernment.org/machine-learning-helps-to-improve-climate-services/175686/ +Wie Klimawandel krank macht, GERICS/ BKK Studie: https://www.gerics.de/about/news_and_events/news/103043/index.php.de + Weitere Studien und Fakten aus dem Podcast: Hitze in Deutschland: https://www.rki.de/DE/Content/Gesundheitsmonitoring/Gesundheitsberichterstattung/GBEDownloadsJ/Focus/JHealthMonit_2023_S4_Hitze_Sachstandsbericht_Klimawandel_Gesundheit.pdf?__blob=publicationFile +Wissenschaftler der Universitäten Stanford und Colorado State haben im Rahmen einer Studie künstliche Intelligenz eingesetzt, um den kritischen Zeitpunkt der Erderwärmung vorherzusagen: https://www.theguardian.com/environment/2023/jan/30/climate-crisis-global-heating-artificial-intelligence + Zu dem Stromverbrauch von KI und dem Vergleich mit Island: „In 2021, Google's total electricity consumption was 18.3 TWh, with AI accounting for 10%–15% of this total.2 The worst-case scenario suggests Google's AI alone could consume as much electricity as a country such as Ireland (29.3 TWh per year)”: https://www.cell.com/joule/fulltext/S2542-4351(23)00365-3 + Forschende nutzten ein Deep-Learning-System, um mehr als 100.000 wissenschaftliche Studien zu den Auswirkungen des Klimawandels auszuwerten. Eines der Ergebnisse der Metaanalyse: Über 80 Prozent der globalen Landfläche sind inzwischen nachweislich vom menschengemachten Klimawandel betroffen. https://www.nature.com/articles/s41558-021-01168-6.epdf?sharing_token=fW-UnjSySsP1mzP0QlX2WdRgN0jAjWel9jnR3ZoTv0PwAcRfhcoupIk0A95eY8_-lUvstnryI-SR9UaIsiFOg2CdF-TlyNfOb92Bx8kLLL-nQOKc4717hfAPmNx1_oS6R3_2i9sabnYtUpZgvBnMIrT_bGVCm4G2qUSkVsDAak5iCQmR7OTXL6q1Mj9LbK1zKW0gmBhAkb4x8pTH-hICzr8DOjr4H827iuDa_uRnPuY%3D&tracking_referrer=www.derstandard.de + Eine Studie untersuchte die klimatischen Verhältnisse von vier Messstationen in Berlin für den Zeitraum 2001-2015 anhand der beiden Kenngrößen „Heiße Tage“ und „Tropennächte“. Während an den unterschiedlich gelegenen Stationen die Anzahl Heißer Tage vergleichbar hoch war, traten Tropennächte an der innerhalb dichter, innerstädtischer Bebauungsstrukturen gelegenen Station wesentlich häufiger (mehr als 3 mal so oft) auf, als auf Freiflächen. https://www.umweltbundesamt.de/sites/default/files/medien/4031/publikationen/uba_krug_muecke.pdf + KI ist auch in der Klimaforschung voreingenommen - mit schwerwiegenden Folgen, beispielsweise falschen Prognosen für CO2-Emissionen: https://www.nature.com/articles/s44168-023-00056-3 +++Unsere allgemeinen Datenschutzrichtlinien finden Sie unter https://art19.com/privacy. Die Datenschutzrichtlinien für Kalifornien sind unter https://art19.com/privacy#do-not-sell-my-info abrufbar.

Claudine Hauri lebt mit ihrer Familie seit zwölf Jahren in Fairbanks, der zweitgrössten Stadt im US-Bundesstaat Alaska. Die Ozeanografin erforscht das Ökosystem der Meere. Die 43-jährige Baslerin Claudine Hauri ist Ozeanografin und arbeitet seit vielen Jahren als Wissenschaftlerin an der Universität Fairbanks im US-Bundesstaat Alaska. In ihren zahlreichen Forschungsarbeiten untersucht sie die Versauerung der Ozeane. Früher war sie oft wochenlang auf Forschungsschiffen in der Arktis unterwegs: «Es gibt stationäre Messstationen, wo wir die Eigenschaften des Meerwassers untersuchen. Zum Beispiel den Sauerstoffgehalt, die das Verhalten von Meeresorganismen beeinflusst.» Heute ist sie seltener auf hoher See. Claudine Hauri ist stellvertretende Direktorin vom Internationalen Arktischen Wissenschaftszentrum und leitet immer noch eine kleine Forschungsgruppe. Stark verbunden mit der Schweiz Claudine Hauri und ihr amerikanischer Mann lernten sich an der ETH Zürich kennen. Mit ihren drei Kindern lebt die Familie ausserhalb von Fairbanks in einem Haus am Waldrand. «Wir sind hier inmitten der atemberaubenden Natur von Alaska.» Doch auch mit der Schweiz ist die Familie immer noch eng verbunden und kommt regelmässig auf Besuch: «Die Schweiz ist nach wie vor unsere Heimat!»

Bei Taylor Swifts Konzert in Zürich zeichneten Messstationen seismographische Bewegungen auf. "Wir gehen davon aus, dass es nicht nur die Menschen sind, sondern eine Kombination von verschiedenen Faktoren", sagt Michèle Marti, Schweizer Erdbebendienst. Von WDR 5.

Nach zwei Jahren mit wenig Schnee und sehr heissen Sommern bleibt der Permafrost warm, es gibt immer weniger Eis im Boden. Diese Entwicklung hat Auswirkungen auf Natur und Gebäude.  Weiter in der Sendung: * Die Freiburger Notschlafstelle La Tuile bangt um ihre Zukunft. Die Kantonsbeiträge würden nicht ausreichen, um die Leistungen langfristig zu sichern, findet der Trägerverein. Er verlangt mehr Subventionen. 

Mithilfe von Künstlicher Intelligenz können Hochwasser an Flüssen künftig auch ohne Messstationen vorhergesagt werden. Betrieben wird die KI von privaten Anbietern. Sie kann großflächiger und früher warnen als die Frühwarnsysteme der Länder, welche auf Messungen basieren. Stefan Troendle im Gespräch mit Prof. Christian Kuhlicke, Leiter des Departments Stadt- und Umweltsoziologie am Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung in Leipzig.

Nie wieder Flutkatastrophe. Mit einer KI können Menschen in SWR3Land und auch sonst überall auf der Welt in Zukunft viel früher vor Hochwasser gewarnt werden. Eine Studie hat jetzt bestätigt, dass die von Google betriebene KI es schafft,Tage im Voraus zu warnen und das auch an Flüssen, an denen es keine Messstationen gibt. KI als Gamechanger beim Hochwasserschutz? Das ist das SWR3-Topthema mit Lisa Reister.

Für Katastrophenschützer*innen und Forscher*innen sind die kleinen Erdbeben, die immer mal wieder in der Eifel zu messen sind, interessant. Denn sie stammen von den Vulkanen der Region. Die will das Land Rheinland-Pfalz nun noch gründlicher überwachen und plant neue Messstationen.

2023 Jahr ist die Belastung mit Luftschadstoffen in RLP auf einen neuen Tiefstwert gesunken. Das hat eine Auswertung der Werte aller Messstationen des Landes ergeben (Autor: Dominik Bartoschek)

Heute: Wenn Grenzwerte ausgewürfelt werden +Die+ EU bereitet den nächsten Angriff auf Autofahrer und Menschen in der Stadt vor. Bisher noch weithin unbemerkt entstehen bei der EU neue Richtlinien für Luftschadstoffe. Neue Grenzwerte für sogenannte Luftschadstoffe sollen schnell verabschiedet werden. Bis 2030 sollen laut EU Kommission die Grenzwerte für Luftschadstoffe teilweise massiv abgesenkt werden. Nach den neuen bisher vorliegenden Grenzwerten wären die Hälfte aller deutschen Messstationen in den Innenstädten überschritten. Dies hätte wieder weitreichende Auswirkungen auf den Verkehr, auf Heizung und auf das Leben des Menschen, wenn das so durchgeht.In kaum einer Innenstadt dürfte dann noch gefahren werden. Auszüge aus einer Diskussion.++ Webseite: https://www.tichyseinblick.de

Häufig liest man über Wetterrekorde seit Beginn der Messungen. Wann beginnen die Messungen? Für die Schweiz gilt grundsätzlich das Jahr 1864 als Messbeginn. Weltweit gibt es aber kein einheitliches Datum. Aber auch in der Schweiz ist 1864 nicht das einzige Datum. Seit der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts werden Wettermessungen zunehmen standardisiert und koordiniert durchgeführt. Temperaturen werden etwa bei gleichen Bedingungen zu gleichen Zeitpunkten gemessen. So können die Daten verglichen werden. In der Schweiz wird ein solches Messnetz seit 1864 betrieben. Mittlerweile sind neue Messstationen dazugekommen. Für spezifische Vergleiche einer Messstation muss jeweils das Stationsdatum beachtet werden. Weltweit werden Wetterdaten seit 40 Jahren durch Satelliten flächig gemessen.

Die Luftqualitäts-Messstationen überall auf der Welt können dabei helfen, einzuschätzen, wie es um die globale Artenvielfalt bestellt ist. Das zeigt eine Studie kanadischer und britischer Forschender, die nun im Fachblatt „Current Biology“ veröffentlicht wurde.

Die Zahl der Erdbebenopfer in der Türkei steigt, ebenso wie die Angst vor womöglich noch stärkeren Beben. Um das sicherer vorherzusagen, brauche es aber ein dichteres Netz an Messstationen, sagt Charlotte Krawczyk vom Geoforschungszentrum Potsdam.Knoll, Christianewww.deutschlandfunk.de, Forschung aktuellDirekter Link zur Audiodatei

Der Anschlag auf Nord Stream 1 und 2 zielte darauf ab, die EU existenzbedrohend zu schwächen.Ein Kommentar von Hannes Hofbauer.Drastischer Druckabfall in beiden Pipelines von Nord Stream 1 und 2. Nahe der dänischen Ostseeinsel Bornholm beobachteten Flugzeugbesatzungen eine quadratkilometergroße Gasblase. In der Nacht vom 25. auf den 26. September 2022 hat der Krieg, der von Russland gegen Kiew und vom Westen gegen Moskau geführt wird, eine neue Eskalationsstufe erreicht. Er ist in EU-Europa angekommen. Der Angriff auf die Pipelines ist mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit auf die USA zurückzuführen.Es waren Anschläge ungeheuren Ausmaßes, die die beiden für die Gasversorgung Deutschlands gebauten Röhren zerfetzten. Messstationen in Schweden und Dänemark verzeichneten kräftige unterirdische Detonationen. Um sich vorstellen zu können, welche Wucht für die Zerstörung nötig war, hier ein paar technische Daten: Ein einzelnes Metallrohr der 1.200 Kilometer langen Stränge wiegt 50 Tonnen, ist mit Beton und Bitumen verkleidet und liegt an der Anschlagstelle in 40 Meter Tiefe auf dem Meeresboden.„Die Zerstörung, die innerhalb eines Tages an drei Röhren des Nord-Stream-Pipelinesystems erfolgte, ist etwas noch nie Dagewesenes. Derzeit ist es unmöglich, den Zeitraum für Reparaturarbeiten an der Gasleitungsstruktur anzugeben“,äußerte sich ein Sprecher des Betreiberunternehmens von Nord Stream 1. Eine Wiederherstellung unter den Bedingungen des herrschenden EU-Sanktionsregimes gegen Russland ist schier undenkbar, fehlen doch sowohl die dafür nötigen personellen als auch finanziellen Ressourcen und Bedingungen.Zu den Hintergründen des Anschlages waren bereits unmittelbar danach skurrile Wortspenden aus dem EU-Raum zu vernehmen, die sich an Irrationalität geradezu überboten. Demgegenüber: Schweigen in den USA und Alarmstimmung in Russland. Dort hatte bereits vier Tage vor der Sabotage in der Ostsee der Inlandsgeheimdienst FSB einen Anschlag auf Turkstream verhindert, eine Pipeline, die vom südrussischen Anapa über das Schwarze Meer die Türkei, Serbien und Ungarn mit Erdgas versorgt.Den ersten Vogel schoss der polnische Ministerpräsident Mateusz Morawiecki ab, der hinter dem Anschlag in der Ostsee sogleich eine russische Sonderoperation ausmachte......hier weiterlesen: https://apolut.net/aus-allen-rohren-von-hannes-hofbauer+++Apolut ist auch als kostenlose App für Android- und iOS-Geräte verfügbar! Über unsere Homepage kommen Sie zu den Stores von Apple und Huawei. Hier der Link: https://apolut.net/app/Die apolut-App steht auch zum Download (als sogenannte Standalone- oder APK-App) auf unserer Homepage zur Verfügung. Mit diesem Link können Sie die App auf Ihr Smartphone herunterladen: https://apolut.net/apolut_app.apk+++Abonnieren Sie jetzt den apolut-Newsletter: https://apolut.net/newsletter/+++Ihnen gefällt unser Programm? Informationen zu Unterstützungsmöglichkeiten finden Sie hier: https://apolut.net/unterstuetzen/+++Unterstützung für apolut kann auch als Kleidung getragen werden! Hier der Link zu unserem Fan-Shop: https://harlekinshop.com/pages/apolut+++Website und Social Media:Website: https://apolut.net/Odysee: https://odysee.com/@apolut:aRumble: https://rumble.com/ApolutInstagram: https://www.instagram.com/apolut_net/Gettr: https://gettr.com/user/apolut_netTelegram: https://t.me/s/apolutFacebook: https://www.facebook.com/apolut/Soundcloud: https://soundcloud.com/apolut Hosted on Acast. See acast.com/privacy for more information.

Der Grund für die drei Löcher in den Rohren der Pipelines Nord Stream 1 und 2 ist nach wie vor unklar, doch immer mehr Länder vermuten Sabotage. Messstationen hatten Erschütterungen registriert, bevor die Lecks sichtbar geworden sind. Günther Mally, Ingenieur für Rohrbau, sagte im WDR 2 Mittagsmagazin, das wahrscheinlich Tauchrobotor mit Sprengladungen für die Lecks verantwortlich sind. Von Marlis Schaum.

Nachrichten. Tagesthema. Magazin: Erdbeben und seismologische Messstationen in der Slowakei (nicht in der Podcast-Version). Wiederholung des Hörerechos.

Endlich: die Feinstaubfolge ist da, die dank unvorhergesehener Dinge eine Luftdaten-Folge geworden ist. Wir haben AirRohre mit Feinstaubsensoren aufgebaut, Daten gesammelt und reden in dieser Folge darüber. Helena berichtet von ihrer Datenauswertungsreise und dann geht es um die Auswertung von 3 Messstationen. Weitere Themen: Wir vergleichen Messdaten der Sensor.Community mit Daten von offiziellen Messstationen des Umweltbundesamtes. Und schließlich gucken wir uns noch zwei globale Ereignisse an: Saharastaub und ein Vulkanausbruch.

Das Bundesamt für Strahlenschutz betreibt etwa 1.700 Messstationen in Deutschland, mit denen die Strahlung gemessen wird. Auf einer interaktiven Karte könnt ihr euch anschauen, wo die Radioaktivität in Deutschland am höchsten ist. Im Notfall soll die Bevölkerung so besser geschützt werden können.

Nachrichten. Tagesthema. Magazin: Erdbeben und seismologische Messstationen in der Slowakei. Wiederholung des Hörerechos.

Die Chauffeure und Chauffeusen der Regionalbusse im Zürcher Verkehrsverbund (ZVV) sollen künftig keine Billette mehr verkaufen. Als Ersatz soll ein unter anderem telefonischer Verkauf angeboten werden. Das hat der Kantonsrat beschlossen, nach einer engangierten Diskussion. Weiter in der Sendung: * SZ: 46 Personen sind erneut gegen Covid geimpft worden, weil sie von ihrer Hausärztin abgelaufenen Impfstoff erhalten hatten. * VS: Der Kanton hat bei der ehemaligen Lonza-Deponie Gamsenried 35 zusätzliche Messstationen eingerichtet. * LU: Das Bezirksgericht Willisau hat ein Ehepaar wegen Tierquälerei verurteilt. * SO: Der Kanton richtet für 50'000 Franken eine sogenannte Brutwand für ein Eisvogelpaar ein. Weitere Themen: - Billettverkauf in Zürcher Regionalbussen wird abgeschafft

Die Luftqualität hat sich in Deutschland verbessert. Das ergibt die vorläufige Auswertung von rund 700 Messstationen durch das Umweltbundesamt. Die niedrigere Feinstaub- und Stickstoffdioxid-Belastung lässt sich nur bedingt mit dem geringeren Verkehrsaufkommen in der ersten Welle der Corona-Pandemie erklären.Von Volker Mrasekwww.deutschlandfunk.de, Forschung aktuellDirekter Link zur Audiodatei

Wenn es so stark windet, dass Ziegel vom Dach fallen, ist der Fall klar: Es muss sich wohl um einen Sturm handeln, die Gebäudeversicherung übernimmt den Schaden. Könnte man meinen. Die Sache ist aber komplizierter. Um einen Sturmschaden geltend zu machen, wird eine gewisse Windstärke vorausgesetzt. Diese Mindestwindstärken seien wichtig, sagt Rechtsanwalt Adrian Rothenberger: «Sonst hätten wir auch ganz schlechte Bauten versichert.» Kantonale Gebäudeversicherungen zahlen meist ab einer Windstärke von 63 km/h, private Versicherungen erst ab 75 km/h. Entscheidend sind die Messstationen. Weitere Themen: - «Espresso Nachtaktiv»: Die schönsten Momente unserer Sommerserie

In Folge der Klimaänderung können in den großen Flüssen Bayerns gewässerökologisch kritische Zustände auftreten. Diese können gefährlich für den Lebensraum von Flora und Fauna werden. Damit kritische Zustände frühzeitig erkannt werden, wurden sogenannte Alarmpläne für die zwei größten Flüsse Bayerns, die Donau und den Main, aufgestellt. Das Ziel ist es, ökologisch kritische Zustände frühzeitig zu erkennen und bei Bedarf koordinierte Maßnahmen zu ergreifen, welche die Flüsse stabilisieren. Wie sich der Klimawandel auf die Flüsse in Bayern auswirkt, was genau die Alarmpläne beinhalten und welche Aufgaben dabei Messstationen haben, lassen wir uns in dieser Folge von Gewässerökologin Barbara Meidl erklären. Impressum: https://umwelt50.bayern.de/impressum.html

Zu Gast im Podcast-Studio hat Nick Sohnemann heute den Geschäftsführer des Spin-Offs DEUS POLLUTRACK. Ein Zusammenschluss verschiedener Unternehmen und wissenschaftlicher Einrichtungen aus Europa zur Generierung von Umweltdaten mit dem Ziel, Lösungen für einen nachhaltigen Umwelt- und Gesundheitsschutz zu entwickeln.Im POD#68 hören wir von cleverem Ingenieurwesen und überzeugtem Unternehmertum. Es geht um sehr feinen Feinstaub und die Möglichkeiten der Stadtplanung durch Detailwissen. Dieses Datenwissen sammelt DEUS POLLUTRACK in stationären und mobilen Messstationen.Mit dem Co-Founder des deutsch-französischen Unternehmens, Marc Nodorft, hat sich Nick Sohnemann auf der IAA getroffen - mit vielen Fragen im Gepäck.Wie wirken sich Nanopartikel auf unsere Atemwege und das Allgemeinbefinden aus, reicht es aus, das Problem zu erkennen, ohne es zu lösen und wie funktionieren die mobilen Messstationen? Marc Nodorft ist Geschäftsführer der internationalen Company Digital Environment Urban Solutions und erläutert im POD#68 mit großer Expertise die Zusammenhänge von Wissen und Lösungen.Wir erfahren in dieser Folge viel Umweltrelevantes – von Stadtcanyons der Gründerzeit und den Gefahren von Verdichtung in den Städten. Aber auch konkrete Lösungsvorschläge, die sich aus der Datenanalyse ergeben und den Stadtplanern vorgelegt werden. An welchen Plätzen macht der Bau von Schulen, Kindergärten, Altenheimen und Krankenhäusern Sinn und wo muss man in die Straßenplanung eingreifen? Erkenntnis als erster Schritt zur Lösung. DEUS ist eine europäische Kooperation und Marc berichtet von der Vision, das größte zusammenhängende Flächen-Mess-Netz (SMART AIR GRID) für urbane Umweltdienste in Europa aufzubauen. In welchen Städten das Programm bereits gestartet wurde und warum Hamburg nicht dabei ist, besprechen die beiden Gründer in dieser Folge.Umweltschutz beginnt zuhause im Innovations-Podcast #68. See acast.com/privacy for privacy and opt-out information.

Der Tag in NRW: 900 Clubbesucher in Quarantäne; Auch Helfer brauchen Hilfe - nach dem Einsatz; Hochwasserschäden auch an Messstationen; Nachrichten das Tages im Panorama; Angst vor dem nächsten Regen; Gedenken an Leiden sowjetischer Kriegsgefangener. Moderation: Michael Brocker

Wir sind wieder „unter uns Philipps beide schlimmen Verletzungen der letzten Woche Ottifanten bei Edeka Chips, Dips & Flips Asmussen Ummantelte, ungarische, dünne, harte Salamiwurst Die Radieschenmaus mit den großen Augen: https://www.chefkoch.de/rezepte/2262781361633351/Radieschen-Maeuse.html Großmutters Geheimnis EM 2020 Spezial Katar vs. Katarrh Armins Schiedsrichter-Trikot-Tabelle Wieder umarmen Was ist passives Abseits genau? Sexszene in Filmen, wenn man mit den Eltern guckt 50:20 Pause Konrads neues Balkonnetz Flaggenquiz für Armin Autodesigner Giorgio Giugiaro Netflix Empfehlung: Halston https://www.netflix.com/de/title/80245103 Netflix Empfehlung: The Assassination of Gianni Versace: https://www.netflix.com/de/title/81091015 Messstationen für Fahrradfahrer: https://www.berlin.de/sen/uvk/verkehr/verkehrsplanung/radverkehr/weitere-radinfrastruktur/zaehlstellen-und-fahrradbarometer/karte/ Gegendarstellung zu Vitello Tonato

Am Dienstag ist Welttag der Meteorologie. In der Schweiz beobachten nicht nur Profis die Entwicklung des Wetters. Es gibt auch viele Privatpersonen, die Wetterdaten erfassen, analysieren und nicht selten auch den Profis zur Verfügung stellen.  Im Treffpunkt erzählen Hobbymeteorologen wie August Künzler von ihrer Leidenschaft fürs Wetter. Seit 60 Jahren beobachtet er die Entwicklungen laufend, rümt sich mit einer Treffsicherheit von 80 Prozent und seine Prognosen auf Facebook erreichen 300 Leute.  Private Wetterfrösche sind auch für Meteo Schweiz wertvoll. Das Bundesamt für Meteorologie und Klimatologie setzt neben automatisierten Messstationen auch auf Menschen, die tagtäglich ihre Wetterbeobachtungen durchgeben. Sie sind eigens dafür geschult, wie Heinz Graf von Meteo Schweiz in der Sendung ausführt. 

Heute mit diesen Themen: Ski-Alpin Männer: Ein weiterer Schweizer Podestplatz in Adelboden Ski-Alpin Frauen: Die Frauen verpassen in St. Anton das Podest Unglück mit der Arosa-Bahn in Chur An vielen Messstationen war es die bislang kälteste Nacht dieses Winters

Nachrichten, Tagesthema, Magazin - EU-Wiederaufbauplan: Grüner Neustart für slowakische Wirtschaft. Umwelt: Kleine Messstationen überwachen Luftqualität in Nitra.

Zu wissen, wie viel Regen fällt, ist wichtig, zum Beispiel für Landwirte oder um vor Hochwasser zu warnen. Weltweit fehlen in vielen Regionen aber Messstationen. Jetzt haben Forscherinnen und Forscher ein neues System erfolgreich getestet: Regenmessung mit dem Mobilfunknetz. Jochen Steiner im Gespräch mit Dr. Christian Chwala vom Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und der Universität Augsburg.

Feinstaub ist gefährlich, und Experten warnen besonders vor ultrafeinen Partikeln. Diese sind besonders gesundheitsschädlich, werden von vielen Messstationen aber gar nicht erfasst. Ein neues Messfahrzeug des Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) kann Ultrafeinstaub in der Luft jetzt mobil und in Echtzeit messen.Ultrafeine Partikel haben einen Durchmesser von weniger als 100 Nanometer und können von regulärer Umweltmesstechnik und einfachen Sensorlösungen meist nicht erfasst werden. Weil sie so klein sind, gelangen diese Partikel besonders tief in die Atemwege. Das macht sie so gefährlich.

Mit dem Forschungseisbrecher FS Polarstern war Antonia innerhalb der MOSAiC Expedition unterwegs. Sie berichtet über Eisbären, einer wild zusammen getrommelten Band, die Weihnachtslieder spielt und darüber, was sie in zwei Wochen wieder in ihren Seesack packt, wenn es wieder losgeht. Die MOSAiC ist die größte Arktisexpedition aller Zeiten: Auf der MOSAiC-Expedition erforschen Wissenschaftler aus 20 Nationen die Arktis im Jahresverlauf. Sie überwintern in einer Region, die in der Polarnacht nahezu unerreichbar ist. Allein die Naturgewalt der Eisdrift bietet ihnen diese einmalige Chance. Auf einer Eisscholle schlagen sie ihr Forschungscamp auf und verbinden es mit einem kilometerweiten Netz von Messstationen.

Heute ist Internationaler Tag gegen Nuklearversuche. Wir klären, wie deutsche Friedensforscher geheime Bombentests aufdecken. Und: Sind 40 Jahre Vereinsführung genug? Uli Hoeneß verrät heute seine Zukunftspläne beim FC Bayern.

Von Aachen aus werden Messstationen betrieben, um die beiden Atomkraftwerke Tihange und Doel zu überwachen. Prof. Dr. Dietrich Meyer-Ebrecht vom FifF stellt die Webseite und das Projekt dahinter vor. Wie funktionieren die Stationen, warum ist das alles nötig, welche Rolle spielen die lokalen Behörden und das Bundesamt für Strahlenschutz?

weitere Themen: Podcast-Jubiläum, alles rund um Fahrverbote, Grenzwerte und Messstationen, examensrelevantes Urteil Kapitel: 04:55 Themenübersicht 06:16 Fahrverbote, Grenzwerte, Messstationen, DUH 42:13 Frauenquote im Wahlrecht 1:06:44 Examensrelevantes Urteil 1:11:17 Gerechtes Urteil Shownotes: Fahrverbote, Grenzwerte, Messstationen: http://einspruch.faz.net/recht-des-tages/2018-11-19/schlampige-messung-irres-fahrverbot/171045.html http://www.faz.net/aktuell/wirtschaft/unternehmen/juergen-resch-im-portraet-umstrittener-abmahner-15469185.html http://www.faz.net/aktuell/wirtschaft/diesel-affaere/union-zweifelt-an-gemeinnuetzigkeit-der-deutschen-umwelthilfe-15897874.html http://einspruch.faz.net/recht-des-tages/2018-11-15/zeit-fuer-eine-rettungsgasse/168321.html Frauenquote im Wahlrecht: https://www.lto.de/recht/hintergruende/h/frauenquote-parlament-wahlrecht-selbstbestimmung/ http://einspruch.faz.net/recht-des-tages/2018-11-19/frauen-in-die-parlamente/169683.html Examensrelevantes Urteil: http://juris.bundesgerichtshof.de/cgi-bin/rechtsprechung/document.py?Gericht=bgh&Art=pm&Datum=2018&Sort=3&nr=89481&pos=0&anz=177

Stephanie Wollherr hat ihr Mathestudium am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) absolviert und in unserer Arbeitsgruppe die Abschlussarbeit im Kontext von numerischen Methoden für Wellengleichungen geschrieben. Damals hat Gudrun Thäter sie aus dem Podcastgespräch verabschiedet mit dem Wunsch, in einigen Jahren zu hören, was sie in der Zwischenzeit mathematisches tut. Was wie eine Floskel klingen mag, hat nun zum ersten Mal tatsächlich stattgefunden - ein Gespräch zur Arbeit von Stephanie in der Seismologie an der Ludwig-Maximillians-Universität (LMU) in München. In der Geophysik an der LMU wurde in den letzten 10 Jahren eine Software zur Wellenausbreitung entwickelt und benutzt, die immer weiter um simulierbare Phänomene ergänzt wird. Stephanie arbeitet an Dynamic Rupture Problemen - also der Simulation der Bruchdynamik als Quelle von Erdbeben. Hier geht es vor allem darum, weitere physikalische Eigenschaften wie z.B. Plastizität (bisher wurde meist vorausgesetzt, dass sich das Gestein elastisch verformt) und neue Reibungsgesetze zu implementieren und in Simulationen auf ihre Wirkung zu testen. Als Basis der Simulationen stehen zum einen Beobachtungen von Erdbeben aus der Vergangenheit zur Verfügung, zum anderen versucht man auch durch Laborexperimente, die aber leider ganz andere Größenskalen als die Realität haben, mögliche Eigenschaften der Bruchdynamik miteinzubeziehen. Die Daten der Seimsologischen Netzwerke sind zum Teil sogar öffentlich zugänglich. Im Bereich Dynamic Rupture Simulationen kann man eine gewisse Konzentration an Forschungskompetenz in Kalifornien feststellen, weil dort die möglicherweise katastrophalen Auswirkungen von zu erwartenden Erdbeben recht gegenwärtig sind. Das South California Earthquake Center unterstützt zum Beispiel unter anderem Softwares, die diese Art von Problemen simulieren, indem sie synthetische Testprobleme zur Verfügung stellen, die man benutzen kann, um die Ergebnisse seiner Software mit anderen zu vergleichen. Prinzipiell sind der Simulation von Bruchzonen bei Erdbeben gewissen Grenzen mit traditionellen Methoden gesetzt, da die Stetigkeit verloren geht. Der momentan gewählte Ausweg ist, im vornherein festzulegen, wo die Bruchzone verläuft, zutreffende Reibungsgesetze als Randbedingung zu setzen und mit Discontinuous Galerkin Methoden numerisch zu lösen. Diese unstetig angesetzten Verfahren eignen sich hervorragend, weil sie zwischen den Elementen Sprünge zulassen. Im Moment liegt der Fokus darauf, schon stattgefundene Erbeben zu simulieren. Leider sind auch hier die Informationen stets unvollständig: zum Beispiel können schon vorhandenen Bruchzonen unterhalb der Oberfläche unentdeckt bleiben und auch das regionale Spannungsfeld ist generell nicht sehr gut bestimmt. Eine weitere Herausforderung ist, dass die Prozesse an der Verwerfungszone mit sehr hoher Auflösung (bis auf ein paar 100m) gerechnet werden müssen, während der Vergleich mit Werten von Messstationen, die vielleicht einige 100 km entfernt sind einen sehr großen Simulationsbereich erfordert, was schnell zu einer hohen Anzahl an Elementen führt. Die Rechnungen laufen auf dem SuperMUC Supercomputer am LRZ in Garching und wurden durch eine Kooperation mit der Informatik an der TUM deutlich verbessert. Discontinuous Galerkin Verfahren haben den großen Vorteil, dass keine großen, globalen Matrizen entstehen, was eine Parallelisierung relativ einfach macht. Auf der anderen Seite kommen durch die element-lokale Kommunikation viele kleinere Matrix-Vektor Produkte vor, die grundlegend optimiert wurden. Ein weiterer Aspekt der Zusammenarbeit mit der TUM beschäftigte sich zum Beispiel mit der zu verteilenden Last, wenn für einige Elemente nur die Wellengleichung und für andere Elemente zusätzlich noch die Bruchdynamik gelöst werden muss. Auch bei der Input/Output Optimierung konnten die Informatiker willkommene Beiträge leisten. Dieser Beitrag zeigt die Notwendigkeit von interdisziplinärer Zusammenarbeit zwischen Mathematiker, Geophysikern und Informatikern, um Erdbeben und die Dynamik ihrer Quelle besser zu verstehen. Literatur und weiterführende Informationen A. Heinecke, A. Breuer, S. Rettenberger, M. Bader, A. Gabriel, C. Pelties, X.-K. Liao: Petascale High Order Dynamic Rupture Earthquake Simulations on Heterogeneous Supercomputers, proceedings of the International Conference for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis SC14, 3–15, 2014. A.-A. Gabriel, E. H. Madden, T. Ulrich, S. Wollherr: Earthquake scenarios from Sumatra to Iceland - High-resolution simulations of source physics on natural fault systems, Poster, Department of Earth and Environmental Sciences, LMU Munich, Germany. S. Wollherr, A.-A. Gabriel, H. Igel: Realistic Physics for Dynamic Rupture Scenarios: The Example of the 1992 Landers Earthquake, Poster, Department of Earth and Environmental Sciences, LMU Munich. J. S. Hesthaven, T. Warburton: Nodal discontinuous Galerkin methods: algorithms, analysis, and applications, Springer Science & Business Media, 2007. M. Dumbser, M. Käser: An arbitrary high-order discontinuous Galerkin method for elastic waves on unstructured meshes—II. The three-dimensional isotropic case, Geophysical Journal International, 167(1), 319-336, 2006. C. Pelties, J. de la Puente, J.-P. Ampuero, G. B. Brietzke, M. Käser, M: Three-dimensional dynamic rupture simulation with a high-order discontinuous Galerkin method on unstructured tetrahedral meshes, Journal of Geophysical Research, 117(B2), B02309, 2012. A.-A. Gabriel: Physics of dynamic rupture pulses and macroscopic earthquake source properties in elastic and plastic media. Diss. ETH No. 20567, 2013. K. C. Duru, A.-A. Gabriel, H. Igel: A new discontinuous Galerkin spectral element method for elastic waves with physically motivated numerical fluxes, in WAVES17 International Conference on Mathematical and Numerical Aspects of Wave Propagation, 2016. Weingärtner, Mirjam, Alice-Agnes Gabriel, and P. Martin Mai: Dynamic Rupture Earthquake Simulations on complex Fault Zones with SeisSol at the Example of the Husavik-Flatey Fault in Proceedings of the International Workshop on Earthquakes in North Iceland, Husavik, North Iceland, 31 May - 3 June 2016. Gabriel, Alice-Agnes, Jean-Paul Ampuero, Luis A. Dalguer, and P. Martin Mai: Source Properties of Dynamic Rupture Pulses with Off-Fault Plasticity, J. Geophys. Res., 118(8), 4117–4126, 2013. Miloslav Feistauer and Vit Dolejsi: Discontinuous Galerkin Method: Analysis and Applications to compressible flow Springer, 2015. Podcasts S. Wollherr: Erdbeben und Optimale Versuchsplanung, Gespräch mit G. Thäter im Modellansatz Podcast, Folge 012, Fakultät für Mathematik, Karlsruher Institut für Technologie (KIT), 2013.

Im Rahmen des ersten Alumitreffens im neu renovierten Mathematikgebäude gibt uns unser Alumnus Markus Even einen Einblick in seine Arbeit als Mathematiker am Fraunhofer IOSB, dem Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung in Ettlingen in der Arbeitsgruppe zur Analyse und Visualisierung von SAR-Bilddaten. Er befasst sich mit der Entwicklung von Algorithmen für die Fernerkundung, genauer gesagt für die Deformationsanalyse mit Hilfe von SAR-Interferometrie (InSAR). Deformation bezieht sich hier auf Bewegungen der Erdkruste oder auf ihr befindlicher Strukturen, z.B. von Bauwerken. Hinter dem Stichwort SAR-Interferometrie verbirgt sich eine Vielfalt von Verfahren der Fernerkundung, die auf Synthetic Aperture Radar, auf Deutsch Radar mit synthetischer Apertur, beruhen, und die die Fähigkeit der Sensorik ein kohärentes Signal zu verarbeiten zur Erzeugung sogenannter Interferogramme nutzen. Für SAR ist es wesentlich, dass der Sensor bewegt wird. Zu diesem Zweck ist er auf einen Satelliten, ein Flugzeug oder auch auf einem auf Schienen laufenden Schlitten montiert. Für die Mehrzahl der Anwendungen wird er entlang einer näherungsweise geradlinigen Bahn bewegt und sendet in festen Zeitabständen elektromagnetische Signale im Mikrowellenbereich aus, deren Returns er, unterteilt in sehr kurze Zeitintervalle, aufzeichnet. Dabei "blickt" er schräg nach unten, um nicht systematisch von zwei verschiedenen Orten der Erdoberfläche rückkehrende Signale zu vermischen. Herauszuheben ist, dass er unabhängig von der Tageszeit- er beleuchtet die Szene selbst- und weitgehend unabhängig von den Wetterverhältnissen- die Atmosphäre verzögert das Signal, ist aber für diese Wellenlängen (ca. 3cm-85cm) bis auf seltene Ausnahmen durchlässig dafür- Aufnahmen machen kann. Dies ist ein Vorzug gegenüber Sensoren, die im optischen oder infraroten Teil des Spektrums arbeiten, und nachts oder bei Bewölkung nicht die gewünschten Informationen liefern können. Neben der Magnitude des rückgestreuten Signals zeichnet der SAR-Sensor auch dessen Phasenverschiebung gegenüber einem Referenzoszillator auf, die die Grundlage für die Interferometrie darstellt und viele Anwendungsmöglichkeiten bietet. Aus dem aufgezeichneten Signal wird das sogenannte fokusierte Bild berechnet. (Mathematisch gesehen handelt es sich bei dieser Aufgabe um ein inverses Problem.) Die Achsen dieses komplexwertigen Bildes entsprechen eine der Position des Satelliten auf seiner Bahn und die andere der Laufzeit des Signals. Der Zahlenwert eines Pixels kann vereinfacht als Mittel der aufgezeichneten Rückstreuung aus dem Volumen angesehen werden, dass durch das jeweilige Paar aus Bahninterval und Laufzeitinterval definiert ist. Dies ist der Kern von SAR: Die Radarkeule erfasst eine größere Fläche auf dem Boden, so dass das aufgezeichnete Signal aus der Überlagerung aller zurückkehrenden Wellen besteht. Diese Überlagerung wird durch die Fokusierung rückgängig gemacht. Dazu benutzt man, dass ein Auflösungselement am Boden zu allen Returns beiträgt, solange es von der Radarkeule erfasst wird und dabei eine bekannte Entfernungskurve durchläuft.Die Magnitude des sich so ergebenden Bildes erinnert bei hochaufgelösten Aufnahmen auf den ersten Blick an eine Schwarzweißphotographie. Betrachtet man sie jedoch genauer, so stellt man schnell Unterschiede fest. Erhabene Objekte kippen zum Sensor, da die höhergelegenen Punkte näher zu ihm liegen. Hohe Werte der Magnitude, also hohe Rückstreuung, sind in der Regel mit günstigen geometrischen Konstellationen verbunden: Eine ebene Fläche muss dazu beispielsweise senkrecht zum einfallenden Signal ausgerichtet sein, was selten der Fall ist. Geht man an die Grenze des aktuell Möglichen und betrachtet ein Bild einer städtischen Umgebung eines luftgetragenen Sensors mit wenigen Zentimetern Auflösung, so scheint es beinahe in punktförmige Streuer zu zerfallen. Diese werden durch dihedrale (Pfosten) und- häufiger- trihedrale Strukturen erzeugt. Trihedrale Strukturen reflektieren das einfallende Signal parallel zur Einfallsrichtung (man kennt das von den an Fahrzeugen verwendeten, Katzenaugen genannten Reflektoren). Sehr niedrige Rückstreuung ist meist darin begründet, dass kein Signal mit der entsprechenden Laufzeit zum Sensor zurückkehrt, sei es weil keine Streuer erreicht werden (Schatten) oder das Signal auf glatten Flächen vom Satelliten weggespiegelt wird. Für Wellenlängen von einigen Zentimetern sind z.B. asphaltierte oder gepflasterte Flächen glatt, bei Windstille ist es auch Wasser. Daneben gibt es auch kompliziertere Streumechanismen, die zu Magnituden mittlerer Höhe führen, etwa Volumenstreuung in Vegetation, Schnee und Sand, verteilte Streuung an Flächen mit vielen kleinen, homogen verteilten Objekten (z.B. Kiesflächen oder andere Flächen mit spärlicher Vegetation) oder einer gewissen Rauigkeit. Außer diesen gibt es noch viele weitere Möglichkeiten, wie Mehrfachreflektionen oder das Zusammenfallen in verschiedenen Höhen positionierter Streuer in einer Entfernungszelle.Die für die SAR-Interferometrie wesentliche Information aber ist die Phase. Sie kann allerdings nur genutzt werden, wenn zwei oder mehr Aufnahmen aus annähernd der gleichen Position vorliegen. Die grundlegende Idee dabei ist die Betrachtung von Doppeldifferenzen der Phase zweier Pixel zweier Aufnahmezeitpunkte. Um sie zu verstehen nehmen wir zunächst an, dass sich in beiden Auflösungszellen je ein dominanter, punktförmiger Streuer befindet, was so gemeint ist, dass die Phase einer Laufzeit entspricht. Da die Subpixelpositionen unbekannt sind und die Größe der Auflösungszelle um Vieles größer als die Wellenlänge ist, ist die Phasendifferenz zweier Pixel eines einzelnen Bildes nicht verwertbar. In der Doppeldifferenz heben sich die unbekannten Subpixelpositionen allerdings heraus. Die Doppeldifferenz ist in dieser idealisierten Situation die Summe dreier Anteile: des Laufzeitunterschiedes auf Grund der verschiedenen Aufnahmegeometrien, des Laufzeitunterschiedes auf Grund einer relativen Positionsänderung der Streuer während der zwischen den Aufnahmen verstrichenen Zeit und des Laufzeitunterschiedes auf Grund der räumlichen und zeitlichen Variation der atmosphärischen Verzögerung. Diese drei Anteile können jeder für sich nützliche Information darstellen. Der Erste wird zur Gewinnung von Höhenmodellen genutzt, der Zweite zur Detektion von Deformationen der Erdoberfläche und der Dritte, obwohl meist als Störterm angesehen, kann bei der Bestimmung der Verteilung von Wasserdampf in der Atmosphäre genutzt werden. Es stellt sich aber die Frage, wie man diese Terme separiert, zumal noch die Mehrdeutigkeit aufgelöst werden muss, die darin liegt, dass die Phase nur bis auf ganzzahlige Vielfache von zwei Pi bekannt ist.Weitere Fragen ergeben sich, da in realen Daten diese Annahmen für viele Pixel nicht erfüllt sind. Stellt man sich beispielsweise eine Auflösungszelle mit mehreren oder vielen kleineren Streuern vor (z.B. mit Geröll), so ändert sich die Phase der überlagerten Returns mit dem Einfallswinkel des Signals. Sie ändert sich auch, wenn manche der Streuer bewegt wurden oder die beiden Aufnahmen nicht ausreichend genau zur Deckung gebracht wurden. Dies führt dazu, dass die Phase sich um einen schlecht quantifizierbaren Betrag ändert. Man spricht dann von Dekorrelation. Eventuell besteht nach Änderung der physischen Gegebenheiten in der Auflösungszelle keine Beziehung mehr zwischen den Phasenwerten eines Pixels. Dies ist etwa der Fall, wenn ein dominanter Streuer hinzu kommt oder nicht mehr anwesend ist, ein Gelände überschwemmt wird oder trocken fällt. Es stellt sich also die Frage, welche Pixel überhaupt Information tragen, bzw. wie ihre Qualität ist und wie sie extrahiert werden kann.Die Geschichte der SAR-Interferometrie begann nach dem Start des ESA-Satelliten ERS 1 im Jahr 1991 mit einfachen differentiellen Interferogrammen. Das berühmteste ist sicher das vom Landers-Erdbeben 1992 in Kalifornien. Zum ersten Mal in der Geschichte der Wissenschaft war es möglich, das Deformationsfeld eines Erdbebens flächig zu messen, wenn auch nur die Komponente in Sichtlinie des Sensors. Statt Werte hunderter in der Region installierter Messstationen stellte das Interferogramm ein Bild des Erdbebens mit Millionen Datenpunkten dar. Diese Fähigkeit, großflächig Deformationen der Erdoberfläche aufzuzeichnen, besitzt nur die SAR-Interferometrie! Allerdings ist zu bemerken, dass dieses Resultat seine Entstehung auch günstigen Umständen verdankt. Landers liegt in der Mojave-Wüste, so dass die Variation der atmosphärischen Verzögerung und die Dekorrelation vernachlässigbar waren. Dank der Verfügbarkeit eines guten Höhenmodells konnte der Anteil des Laufzeitunterschiedes auf Grund der verschiedenen Aufnahmegeometrien eliminiert werden (man spricht dann von einem differentiellen Interferogramm). Ein weiterer Meilenstein war die Shuttle Radar Topography Mission des Space Shuttle Endeavour im Februar 2000, während der die Daten für ein Höhenmodell der gesamten Landmasse zwischen 54 Grad südlicher Breite und 60 Grad nördlicher Breite aufgezeichnet wurden. Für diesen Zweck wurde die Endeavour mit zwei SAR-Antennen ausgestattet, eine am Rumpf, eine an einem 60 Meter langen Ausleger. Dank zeitgleicher Aufnahmen waren die Phasenanteile auf Grund Deformation und atmosphärischer Verzögerung vernachlässigbar. Dekorrelation auf Grund von Änderungen der physischen Gegebenheiten spielt hier auch keine Rolle. Dem Wunsch nach einem weltweiten, dazu deutlich höher aufgelösten Höhenmodell kommt seit 2010 die TanDEM-X-Mission des DLR nach, bei der die beiden SAR-Antennen von zwei Satelliten im Formationsflug getragen werden. Auch in der Algorithmik gab es entscheidende Fortschritte. Einer der fruchtbarsten war die Erfindung von Permanent Scatterer Interferometric SAR (PSInSAR) um das Jahr 2000, das durch die Verwendung einer längeren Zeitreihe von differentiellen Interferogrammen und einiger neuer Ideen das Problem der Separierung der im vorangehenden Abschnitt genannten Terme löste. Der Ausgangspunkt hierfür war die Entdeckung, dass häufig eine größere Anzahl über lange Zeiträume phasenstabile Streuer, die sogenannten Permanent Scatterer (auch Persistent Scatterer oder PS), gefunden werden können, die man sich vereinfacht als Pixel vorstellen darf, deren Auflösungszelle einen dominanten, punktförmigen, über die Zeitreihe unveränderten Streuer enthält. Auf diese wird nun die Auswertung beschränkt, die vereinfacht folgende Schritte durchläuft: Definition eines Graphen mit den PS als Knoten und Paaren benachbarter PS als Kanten; Schätzung einer Modellphase für Deformation und Höhenmodellfehler an Hand der Doppeldifferenzen aller verwendeten differentiellen Interferogramme für alle Kanten; Entrollen von Originalphase minus Modellphase, d.h. Auflösen der Mehrdeutigkeiten; räumlich-zeitliche Filterung, um die Variation der atmosphärischen Verzögerung zu eliminieren. Als Produkt ergeben sich für jeden PS seine Bewegung in Sichtlinie des Sensors und eine Korrektur seiner Höhenlage relativ zum für die Erzeugung der differentiellen Interferogramme verwendeten Höhenmodell. Seither wurden diese Grundideen modifiziert und verfeinert. Vor allem müssen die Berücksichtigung verteilter Streuer (auch Distributed Scatterer oder DS) für die Deformationsanalyse erwähnt werden, was die Informationsdichte vor allem in ariden Gebieten drastisch erhöhen kann, sowie die SAR-Tomographie, die eine Analyse auch dann erlaubt, wenn zwei oder drei vergleichbar starke Streuer in einer Auflösungszelle vorhanden sind (z.B. wenn ein Streuer am Boden, eine Fensterniche und eine Dachstruktur den gleichen Abstand zum Sensor haben). Die SAR-Interferometrie, insbesondere die Deformationsanalyse, verwendet vor allem mathematische Methoden aus den Bereichen Stochastik, Signalverarbeitung, Optimierungstheorie und Numerik. Besondere Herausforderungen ergeben sich daraus, dass die Vielfalt natürlicher Phänomene sich nur bedingt durch einfache statistische Modelle beschreiben lässt und aus dem Umstand, dass die Datensätze in der Regel sehr groß sind (ein Stapel von 30 Aufnahmen mit komplexwertigen 600 Megapixeln ist durchaus typisch). Es treten lineare Gleichungssysteme mit mehreren Zehntausend Unbekannten auf, die robust gelöst sein wollen. Für die Auflösung der Mehrdeutigkeiten verwenden die fortgeschrittensten Algorithmen ganzzahlige Optimierung. Wavelet-basierte Filterverfahren werden genutzt, um die atmosphärische Verzögerung vom Nutzsignal zu trennen. Im Zusammenhang mit der Schätzung der Variation der atmosphärischen Verzögerung werden geostatistische Verfahren wie Kriging eingesetzt. Statistische Tests werden bei der Auswahl der DS, sowie zur Detektion schlechter Pixel eingesetzt. Bei der Prozessierung der DS spielen Schätzer der Kovarianzmatrix eine prominente Rolle. Die SAR-Tomographie nutzt Compressive Sensing und viele weitere Verfahren. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die SAR-Interferometrie auch aus Perspektive eines Mathematikers ein reichhaltiges und spannendes Arbeitsgebiet ist. Eine wichtige Anwendung ist die Deformationsanalyse durch die InSAR-Methode: Die SAR-Interferometrie zeichnet sich vor allen anderen Techniken dadurch aus, dass sie bei geeignetem Gelände sehr großflächige Phänomene mit sehr hoher Informationsdichte abbilden kann. Allerdings liefert sie relative Messungen, so dass in der Regel eine Kombination mit Nivellement oder hochgenauen GPS-Messungen verwendet wird. Ihre Genauigkeit hängt neben der Qualität der Daten von der Wellenlänge ab und zeigt bei 3cm Wellenlänge meist nur wenige Millimeter je Jahr Standardabweichung. Damit können selbst sehr feine Bewegungen, wie z.B. die Hebung des Oberrheingrabens (ca. 2mm/y), nachgewiesen werden. Allerdings können wegen der Mehrdeutigkeit der Phase Bewegungen auch zu stark sein, um noch mit PSInSAR auswertbar zu sein. In diesem Fall können längere Wellenlängen, höhere zeitliche Abtastung oder Korrelationsverfahren helfen. Trotz der diskutierten Einschränkungen lässt sich die Deformationsanalyse mit InSAR in vielen Zusammenhängen nutzensreich einsetzen, denn auch die Ursachen für Deformationen der Erdoberfläche sind vielfältig. Neben geologischen und anderen natürlichen Phänomenen werden sie von Bergbau, Förderung von Wasser, Erdgas, Erdöl, durch Geothermiebohrungen, Tunnelbau oder andere Bautätigkeiten ausgelöst. Meist steht bei den Anwendungen die Einschätzung von Risiken im Fokus. Erdbeben, Vulkanismus, aber auch Schäden an kritischer Infrastruktur, wie Deichen, Staudämmen oder Kernkraftwerken können katastrophale Folgen haben. Ein weiteres wichtiges Thema ist die Entdeckung oder Beobachtung von Erdbewegungen, die sich potentiell zu einem Erdrutsch entwickeln könnten. Allein in den Alpen gibt es tausende Bergflanken, wo sich größere Bereiche in langsamer Bewegung befinden und in Leben oder Infrastruktur gefährdende Hangrutsche münden könnten. Auf Grund der zunehmenden Erderwärmung nimmt diese Bedrohung überall dort zu, wo Permafrost zu tauen beginnt, der bisher den Boden stabilisierte. InSAR wird bei der Erstellung von Risikokarten genutzt, die der Beurteilung der Gefährdungslage und der Entscheidung über Gegenmaßnahmen dienen. In vielen Regionen der Erde werden Deformationen der Erdoberfläche durch veränderte Grundwasserstände verursacht. Nimmt das Grundwasser ab, etwa wegen Entnahme zur Bewässerung oder industriellen Verwendung, so senkt sich die Erdoberfläche. Nimmt das Grundwasser während regenreicher Zeiten zu, so hebt sich die Erdoberfläche. Das Monitoring mit InSAR ist hier aus mehreren Gründen interessant. Bewegungen der Erdoberfläche können Schäden an Gebäuden oder anderen Strukturen verursachen (Bsp. Mexico City). Übermäßige Wasserentnahme kann zu irreversibler Verdichtung der wasserführenden Schichten führen, was Konsequenzen für die zukünftige Verfügbarkeit der lebenswichtigen Flüssigkeit hat. Bei Knappheit muss die Entnahme reguliert und überwacht werden (Bsp. Central Valley, Kalifornien). Von besonderer Bedeutung sind durch geologische Phänomene wie Vulkanismus oder tektonische Bewegungen verursachte Deformationen der Erdoberfläche. Die von SAR-Satelliten gewonnenen Daten werden zur Einschätzung von Risiken benutzt, auch wenn eine sichere, frühzeitige und zeitgenaue Vorhersage von Erdbeben oder Vulkanausbrüchen mit den heutigen Methoden nicht möglich ist. Sie sind aber die Grundlage für eine ausgedehnte Forschungsaktivität, die unser Verständnis der Vorgänge in der Erdkruste stetig wachsen lässt und immer genauere Vorhersagen erlaubt. Dies ist in erster Linie den SAR-Satelliten der ESA (ERS-1, ERS-2, Envisat und aktuell Sentinel-1A) zu verdanken, die seit 1991 mit lediglich einer Lücke von zwei Jahren (2012-2014) kontinuierlich die gesamte Erde aufnehmen. Die Idee dabei ist, dass so in festem zeitlichen Rhythmus (bei ERS alle 35 Tage) jeder Punkt der Erde aufgenommen wird. Dadurch ist ein großes Archiv entstanden, das es nach einem geologischen Ereignis ermöglicht, dieses mit den Methoden der SAR-Interferometrie zu untersuchen, da die Vorgeschichte verfügbar ist. Eine Entwicklung der letzten Jahre ist die Nutzung bei der Erschließung von Erdgas und Erdöl. Die mit InSAR sichtbar gemachten Deformationen erlauben es, neue Einsicht in die Struktur der Lagerstätten zu erhalten, geomechanische Modelle zu kalibrieren und letztlich die Rohstoffe Dank optimierter Positionierung von Bohrlöchern effektiver und kostengünstiger zu fördern. Wer InSAR noch besser verstehen will, der findet in den InSAR Guidlines der ESA die Grundlagen sehr gut erklärt. Einen etwas breiteren Überblick über Anwendungsmöglichkeiten kann man sich auf der Homepage von TRE verschaffen, einem Unternehmen, das von den Schöpfern von PSInSAR gegründet wurde und im Bereich InSAR-Auswertungen nach wie vor führend ist. Die Wettbewerber ADS und e-GEOS bieten außer InSAR weitere Anwendungen von SAR-Daten. Aus wissenschaftlich/politischer Perspektive kann man sich in der Broschüre der DLR über Themenfelder der Erdbeobachtung informieren. Zu dem speziellen Thema der Erdbewegung auf Grund Absenkung des Grundwasserspiegels in den USA gibt es weitere Informationen. Literatur und weiterführende Informationen A. Ferretti, A. Monti-Guarnieri, C. Prati, F. Rocca, D. Massonnet: InSAR Principles: Guidelines for SAR Interferometry Processing and Interpretation, TM-19, ESA Publications, 2007. M. Fleischmann, D. Gonzalez (eds): Erdbeobachtung – Unseren Planeten erkunden, vermessen und verstehen, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V., 2013. Land Subsidence, U.S. Geological Survey. M. Even, A. Schunert, K. Schulz, U. Soergel: Atmospheric phase screen-estimation for PSInSAR applied to TerraSAR-X high resolution spotlight-data, Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), IEEE International, 2010. M. Even, A. Schunert, K. Schulz, U. Soergel: Variograms for atmospheric phase screen estimation from TerraSAR-X high resolution spotlight data, SPIE Proceedings Vol. 7829, SAR Image Analysis, Modeling, and Techniques X, 2010. M. Even: Advanced InSAR processing in the footsteps of SqueeSAR Podcast: Raumzeit RZ037: TanDEM-X Podcast: Modellansatz Modell010: Positionsbestimmung Podcast: Modellansatz Modell012: Erdbeben und Optimale Versuchsplanung Podcast: Modellansatz Modell015: Lawinen

  Florian war im Auftrag des Klimas unterwegs und erzählt von soziologischer Klimaforschung, befristeten Arbeitsverträgen, der Lüneburger Heide, Milankovic-Zyklen, Eisschollenforschung, einem MRT für Fische, Messstationen in der Tiefsee, Eisbohrkernen, der kalten Sonne von Vahrenholt, CLOUDs am CERN und von einem holographisches Multiversum. Außerdem: Wandernde Steine, Gefahrabschätzung im Auto, Protonentherapie in Dresden, Kalorienverbrauch, das Anthropozän, Spaß mit wenig Alkohol, Marschieren, Kriminalität […]

  Florian war im Auftrag des Klimas unterwegs und erzählt von soziologischer Klimaforschung, befristeten Arbeitsverträgen, der Lüneburger Heide, Milankovic-Zyklen, Eisschollenforschung, einem MRT für Fische, Messstationen in der Tiefsee, Eisbohrkernen, der kalten Sonne von Vahrenholt, CLOUDs am CERN und von einem holographisches Multiversum. Außerdem: Wandernde Steine, Gefahrabschätzung im Auto, Protonentherapie in Dresden, Kalorienverbrauch, das Anthropozän, Spaß mit wenig Alkohol, Marschieren, Kriminalität […]

Seismische Tomographie ist die eindrücklichste und intuitivste Methode, Informationen über das tiefe Erdinnere, von der Kruste bis an die Kern-Mantel-Grenze zu erlangen. Die von entfernten Erdbeben aufgezeichneten Bodenbewegungen werden mit den für ein einfaches Erdmodell vorhergesagten verglichen, um ein verbessertes Modell zu erhalten. Dieses dreidimensionale Modell kann dann geodynamisch oder tektonisch interpretiert werden. Durch die Entwicklung leistungsfähiger Computersysteme kann die Ausbreitung seismischer Wellen mittlerweile im gesamten messbaren Frequenzbereich simuliert werden, sodass dieses gesamte Spektrum der Tomographie zur Verfügung steht. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Verbesserung der Wellenformtomographie. Zum einen wird die Nutzbarkeit eines komplexen Typs seismischer Wellen, der in der Mantelübergangszone zwischen 410 und 660 km Tiefe gestreuten triplizierten Wellen ge-zeigt. Diese Wellen versprechen eine erheblich bessere Auflösung der geodynamisch wichtigen Diskontinuitäten zwischen oberem und unterem Mantel als bisher verwendete teleseismische Wellen. Zum anderen wird der nichtlineare Einfluss des Erdbebenmodells auf die Wellenformtomographie untersucht. Mittels Bayesianischer Inferenz werden Wahrscheinlichkeitsdichten für die Herdparameter des Erdbebens, wie Tiefe, Momententensor und Quellfunktion bestimmt. Dazu wird zuvor ein Modell der Messunsicherheit und des Modellierungsfehlers in der Herdinversion bestimmt, das bis dato nicht vorlag. Dabei zeigt sich im Weiteren, dass der Effekt der Unsicherheit im Herdmodell eine nichtlineare und bisher weitgehend ignorierte Feh-lerquelle in der seismischen Tomographie ist. Dieses Ergebnis ermöglicht es, die Varianz seismischer Laufzeit- und Wellenformmessungen sowie die Kovarianz zwischen einzelnen Messstationen zu bestimmen. Die Ergebnisse dieser Arbeit können in Zukunft erheblich dazu beitragen, die Unsicherheiten der seismischen Tomographie quantitativ zu bestimmen, um eventuell vorhandene Artefakte zu zeigen und damit geologischen Fehlinterpretationen tomographischer Ergebnisse vorzubeugen.

Natürliche Blitzentladungen können aufgrund ihrer abgestrahlten, elektromagnetischen Impulswellen (Atmospherics) in verschiedenen Frequenzintervallen geortet werden. Unter Verwendung magnetischer Sensoren wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Messsystem entwickelt und erprobt, dessen Detektionsschwerpunkt im VLF-Bereich liegt. Unterschiedlichste Blitzentladungen wurden mit Messnetzen in Deutschland, Brasilien und Australien gezielt geortet und analysiert. Durch eine aufwendige Ermittlung der Signalankunftszeiten an den Messstationen und die Verwendung eines erweiterten Laufzeitverfahrens zur Blitzpeilung, welches neben Länge und Breite auch die Höhe der Blitzentladung als Parameter zulässt, ergaben sich mittlere Laufzeitfehler von nur 0,2 µs. Simulationen, statistische Vergleiche und alternative Verfahren zur Blitzhöhenbestimmung belegen, dass die jeweils berechnete Höhe eine sinnvolle, physikalische Größe darstellt. Durch diese wird es möglich, Wolken- und Erdblitze auf einfache Art voneinander zu unterscheiden. Die Peilgenauigkeit und Effizienz der erfassten Blitzereignisse wurden durch Vergleiche mit einer Reihe von anderen Blitzmessnetzen untersucht. Dabei stellte sich heraus, dass von unseren Netzwerken bis zu zehn Mal so viele reale Blitzereignisse gemeldet wurden. Die Vergleiche der Stromamplituden zeigen, dass die zusätzlich erfassten Ereignisse fast ausschließlich zu schwächeren Blitzen mit Entladungsströmen unter 5 kA gehören. Die starken Amplituden werden von den verschiedenen Netzen in sehr guter Übereinstimmung gemessen. Die Peildifferenzen zwischen zeitgleichen Ereignissen der verglichenen Datensätze liegen in den meisten Fällen unterhalb eines Kilometers. Aufgrund der großen Datenfülle und der Emissionshöhenbestimmung der Impulse wurde es erstmals möglich, mit einem VLF-Messnetz dreidimensionale Entladungsstrecken darzustellen. Durch die Analyse der aufgezeichneten Wellenformen wurden Einteilungen der Impulse in verschiedene Kategorien möglich. So ließen sich signifikante Unterschiede zwischen Wolken- und Erdblitzen, aber auch bei Vor- und Hauptentladungen aufzeigen.