EOM veröffentlicht einen neuen Artikel zum Monitoring von Algenblüten

In der Zeitschrift "Science of the Total Environment" veröffentlichten wir einen Artikel zum Monitoring der Phytoplanktonentwicklung am Kummerower See. Dabei kombinierten wir in Zusammenarbeit mit EOMAP verschiedene Satelliten und in situ Messungen.

In der Zeitschrift Science of the Total Environment veröffentlichten wir einen Artikel zum Monitoring der Phytoplanktonentwicklung am Kummerower See. Dabei kombinierten wir in Zusammenarbeit mit EOMAP verschiedene Satelliten und in situ Messungen. 

Artikel: Multi-sensor satellite and in situ monitoring of phytoplankton development in a eutrophic-mesotrophic lake. Science of the Total Environment (2017). 

Autoren: Katja Dörnhöfer, Philip Klinger, Thomas Heege, Natascha Oppelt

Abstrakt: Phytoplankton bzw. das photosynthetisch aktive Pigment Chlorophyll-a ist ein wichtiger Indikator in der Seeökologie und wird regelmäßig innerhalb der Europäischen Wasserrahmenrichtlinie gemessen. Einhergehend mit der Eutrophierung und globalen Erwärmung erhalten Cyanobakterien aufgrund ihrer

gesundheitlichen Auswirkungen zunehmende Aufmerksamkeit. Optische Fernerkundung kann die Beobachtung der räumlichen Verteilung von Phytoplankton und Cyanobakterien an der Seeoberfläche unterstützen, darüber hinaus aber auch räumliche Unsicherheiten durch limitierte Wasserprobenanalysen reduzieren. Die zeitliche und räumliche Auflösung von nur einem Satellitensensor kann diesen Informationsgewinn aber begrenzen. Um die Vorteile einer Kombination mehrerer Sensoren zu diskutieren, haben wir am Kummerower See das physikalisch basierte, sensorunabhängige Modell MIP (Modular Inversion and Processing System) angewendet. Chlorophyll-a wurde aus 33 Datensätzen (MODIS-Terra, MODIS-Aqua, Landsat 8, Landsat 7 und Sentinel-2A) abgeleitet. Die fernerkundlich abgeleitete und über den See gemittelte Chlorophyll-a Konzentration zeigte einen sinnvollen Verlauf und variierte zwischen 2.3 ±0.4 und 35.8 ±2.0 mg/m³ von Juli bis Oktober 2015. Die Vergleiche zwischen in situ und Satelliten Chlorophyll-a wiesen unterschiedliche Genauigkeiten auf: Landsat 8 (RMSE: 3.6 und 19.7 mg/m³), Landsat 7 (RMSE: 6.2 mg/m³), Sentinel-2A (RMSE: 5.1 mg/m³) und MODIS (RMSE: 12.8 mg/m³), wobei eine Ungenauigkeit der in situ Daten von 48 % berücksichtigt werden muss. Der zeitliche Verlauf eines Index für schädliche Algenblüten passte gut mit der Entwicklung der Cyanobakterien-Biomasse während der Sommermonate zusammen. Satelliten Chlorophyll-a ermöglichte die Beobachtung von räumlichen Mustern der Chlorophyll-a Konzentration während einer Algenblüte. Die Windverhältnisse erklärten räumliche Verteilungen. Die Integrierung von Satelliten-Chlorophyll in die Berechnung des Trophiegrades führte zu unterschiedlichen Trophieklassen. Unsere Studie befürwortet eine kombinierte Nutzung von Satelliten und in situ Chlorophyll-a Daten, um so die Schwächen beider Ansätze zu reduzieren und um die Phytoplanktonentwicklung in Seen besser zu beschreiben und zu verstehen.