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»Alle Erfolge für Deutschland haben ihre Wurzeln in der internationalen Zusammenarbeit«

Im Jahr 2011 ist der erste Bericht zur »Munitionsbelastung der deutschen Meeresgewässer – Bestandsaufnahme und Empfehlungen« erschienen, der bis heute grundlegend ist und zitiert wird. Einer der Autoren war Claus Böttcher, der sich seit 2008 intensiv mit der Thematik auseinandersetzt. Im MELUND, dem Ministerium in Kiel, hat Claus Böttcher bis 2022 in der Sonderstelle »Munition im Meer« gearbeitet. Seither ist er bei der Bundesanstalt Technisches Hilfswerk (THW) als Referent Einsatz beschäftigt.

In 2011, the first report on »Munitions in German Marine Waters – Stocktaking and Recommendations« was published, which is still fundamental and cited today. One of the authors was Claus Böttcher, who has been working intensively on the topic since 2008. Claus Böttcher worked at the MELUND, the ministry in Kiel, in the special unit »Munitions in the Sea« until 2022. Since then, he has worked as deputy head of unit at the German Federal Agency for Technical Relief (THW).

Ausgabe: HN 128, Seite 18–23
DOI: 10.23784/HN128-03
Autor/en: Claus Böttcher, Lars Schiller

Water column optical properties influence in satellite-derived bathymetry – Study case in Chrissi Island, Greece

Satellite-derived bathymetry (SDB) has become increasingly recognised for its effectiveness in acquiring bathymetric data in recent decades. This method heavily relies on water properties to estimate depths accurately, assuming minimal backscatter from the water column and focusing mainly on seabed backscatter. In this study, we explore the potential benefits of incorporating water column properties information by calculating the absorption and scattering coefficients of remote sensing reflectance. By doing so, we aim to differentiate between the direct backscatter of the water column and that of the seabed. Our investigation focuses on Chrissi Island in Greece, known for its clear waters and distinctive geological and environmental features. Using SDB, we analyse changes in seabed morphology throughout the year 2022, revealing seasonal variations that influence water properties.

optical properties | satellite-derived bathymetry – SDB | change detection

Die satellitengestützte Bathymetrie (SDB) wurde in den letzten Jahrzehnten zunehmend für ihre Effektivität bei der Erfassung von bathymetrischen Daten anerkannt. Diese Methode stützt sich stark auf die Wassereigenschaften, um die Tiefe genau zu schätzen, wobei sie von einer minimalen Rückstreuung aus der Wassersäule ausgeht und sich hauptsächlich auf die Rückstreuung des Meeresbodens konzentriert. In dieser Studie untersuchen wir die potenziellen Vorteile der Einbeziehung von Informationen über die Eigenschaften der Wassersäule durch Berechnung der Absorptions- und Streukoeffizienten der Fernerkundungsreflexion. Auf diese Weise wollen wir zwischen der direkten Rückstreuung der Wassersäule und derjenigen des Meeresbodens unterscheiden. Unsere Untersuchung konzentriert sich auf die Insel Chrissi in Griechenland, die für ihr klares Wasser und ihre besonderen geologischen und ökologischen Merkmale bekannt ist. Mit Hilfe von SDB analysieren wir die Veränderungen der Morphologie des Meeresbodens im Laufe des Jahres 2022 und zeigen so die jahreszeitlichen Schwankungen auf, die die Wassereigenschaften beeinflussen.

optische Eigenschaften | satellitengestützte Bathymetrie – SDB | Änderungserkennung

Ausgabe: HN 128, Seite 12–16
DOI: 10.23784/HN128-02
Autor/en: Ioannis Tsimpouxis, Fickrie Muhammad, Harald Sternberg

Global lakes and reservoirs – An investigation to which extent dynamic water body shapes have an impact on the estimates of the total water storage derived from GRACE

The satellite mission Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) measures gravity field variations caused by mass redistributions across the atmosphere, the continents and the oceans. Since the redistributions over the continents are linked to changes in the total water storage (TWS), expressed as equivalent water heights (EWH), the observations can be used to quantitatively assess global freshwater variations, which is of great social importance in times of increasingly scarce water resources. If the focus of interest refers to groundwater related variations explicitly, all other storage compartments (here: surface waters) have to be reduced from the GRACE observations. Therefore, the retrieved signal has to be decomposed into its individual components. To achieve this, the water volume can be estimated by forward modelling satellite altimetry and remote sensing data, considering both static and dynamic surface expansions. It will be discussed, that using a dynamic instead of a static surface area extent (1) will change the equivalent water height values in a magnitude between 0.006 cm and 0.243 cm, (2) causes the largest deviation for the Lake Mead and (3) that the question whether a dynamic or a static water body shape should be considered is driven by the interaction of various parameters.

surface water bodies | GRACE | dynamic surface area extent | forward modelling | freshwater resources

Die Satellitenmission Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE) misst Schwerefeldschwankungen, die durch Massenumverteilungen in der Atmosphäre, auf den Kontinenten und in den Ozeanen entstehen. Da die Umverteilung auf den Kontinenten auf Änderungen des Gesamtwasserspeichers (TWS), ausgedrückt als äquivalente Wasserhöhen (EWH), zurückzuführen sind, können die Beobachtungen für die quantitative Bestimmung globaler Süßwasservariationen, welche in Zeiten von knapper werdenden Wasserressourcen eine hohe gesellschaftliche Bedeutung hat, verwendet werden. Liegt der Fokus explizit auf grundwasserbezogenen Veränderungen, dann müssen alle anderen Speicherkomponenten (hier: Oberflächengewässer) aus den GRACE Beobachtungen herausgerechnet werden. Hierfür muss das empfangene Signal in seine einzelnen Komponenten zerlegt werden. Um dies zu erreichen, kann unter Berücksichtigung von sowohl statischen als auch dynamischen Oberflächenausdehnungen eine Schätzung des Wasservolumens durch die Vorwärtsmodellierung von Satellitenaltimetrie- und Fernerkundungsdaten vorgenommen werden. Es wird diskutiert, dass die Verwendung einer dynamischen anstelle von einer statischen Oberflächenausdehnung (1) die äquivalenten Wasserhöhenwerte in einer Größenordnung zwischen 0,006 cm und 0,243 cm verändert, (2) die größte Abweichung für den See Mead verursacht und (3) die Frage, ob eine dynamische oder eine statische Oberflächenausdehnung in Betracht gezogen werden sollte, von der Interaktion verschiedener Parameter bestimmt wird.

Oberflächengewässer | GRACE | dynamische Oberflächenausdehnung | Vorwärtsmodellierung | Süßwasserressourcen

Ausgabe: HN 128, Seite 6–10
DOI: 10.23784/HN128-01
Autor/en: Annika L. Walter

Sea ice in the Baltic

For over a century, ice services in the Baltic have looked at the sea ice in the Baltic, and the German ice service is no exception. The main purpose was and is the secure and easy winter navigation in ice infested waters. Over the time, the work has amassed a plethora of ice information, which again can be used for climatological purposes. This climatological information is then again used from other persons to better analyse themes far away from winter navigation like fish spawning (not covered here). In general, the sea ice occurrence, the sea ice extent as well as the sea ice volume is diminishing and most probably will also continue to do so in the future.

Baltic Sea | ice service | ice chart | sea ice cover | ice volume

Seit über einem Jahrhundert kümmern sich Eisdienste rund um die Ostsee um das Meereis in der Ostsee, und der deutsche Eisdienst ist da keine Ausnahme. Der Hauptzweck war und ist die Sicherheit und Leichtigkeit der Schifffahrt in eisbedeckten Gebieten. Im Laufe der Zeit hat sich eine Fülle von Eisinformationen angesammelt, die wiederum für klimatologische Zwecke genutzt werden können. Diese klimatologischen Informationen werden dann wiederum von anderen Personen genutzt, um Themen fernab der Winterschifffahrt wie z. B. das Laichen von Fischen (hier nicht behandelt) besser zu analysieren. Generell ist das Meereisvorkommen, die Meereisausdehnung sowie das Meereisvolumen rückläufig und wird dies höchstwahrscheinlich auch in Zukunft sein.

Ostsee | Eisdienst | Eiskarte | Meereisbedeckung | Eismenge

Ausgabe: HN 127, Seite 30–34
DOI: 10.23784/HN127-06
Autor/en: Jürgen Holfort, Wiebke Aldenhoff

Building coastal digital twins in the UN Ocean Decade

Coastal zones are among the most dynamic, valuable and vulnerable ecosystems on earth. The challenge is to highlight the importance of these coastal zones and to innovate and implement strategies for their sustainable monitoring and management. Earth observation technologies offer a powerful means of continuously mapping coastal zones. Earth observation elements also contribute to the creation of a coastal digital twin. In the long term, digital twins of coastal regions will become an increasingly indispensable tool for coastal monitoring and modelling and response planning.

Die Küstengebiete gehören zu den dynamischsten, wertvollsten und empfindlichsten Ökosystemen der Erde. Die Herausforderung besteht darin, die Bedeutung dieser Küstenzonen hervorzuheben sowie Strategien für ihre nachhaltige Überwachung und Bewirtschaftung zu entwickeln und umzusetzen. Erdbeobachtungstechnologien bieten ein leistungsfähiges Mittel zur kontinuierlichen Erfassung der Küstenzonen. Außerdem tragen Erdbeobachtungselemente zur Erstellung eines digitalen Zwillings der Küstengebiete bei. Auf Dauer werden digitale Zwillinge von Küstenregionen zu einem zunehmend unverzichtbaren Instrument für die Küstenüberwachung und -modellierung und die Reaktionsplanung.

Ausgabe: HN 127, Seite 26–29
DOI: 10.23784/HN127-05
Autor/en: Knut Hartmann, Mona Reithmeier, Magnus Wettle

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