Niederschlag und Biomasse in den wechselfeuchten Tropen Ostafrikas: neuere Methoden zur quantitativen Erfassung klimaökologischer Raumparameter aus digitalen Satellitendaten (Meteosat und NOAA) ; mit 24 Tabellen
Gespeichert in:
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| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Stuttgart
Steiner
1996
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| Schriftenreihe: | Erdwissenschaftliche Forschung
34 |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Zsfassung in engl. Sprache |
| Beschreibung: | 208 S. Ill., graph. Darst., Kt. |
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| adam_text | Titel: Niederschlag und Biomasse in den wechselfeuchten Tropen Ostafrikas
Autor: Menz, Gunter
Jahr: 1996
INHALTSVERZEICHNIS
Verzeichnis der Abbildungen......................................................................................................................................................................................................10
Verzeichnis der Karten..........................................................................................................................................................................................................................14
Verzeichnis der Tabellen....................................................................................................................................................................................................................16
Verzeichnis der Fotos..............................................................................................................................................................................................................................17
1 Einleitung und Problemstellung..................................................................................... 19
2 Das Untersuchungsgebiet...............................................................................................23
2.1 Geographische Lage.......................................................................................................23
2.2 Klimatologie...................................................................................................................25
2.2.1 Zirkulation und Niederschlag.............................................................................26
2.2.2 Niederschlagsverteilung - Große Regenzeit 1990.............................................. 33
2.2.3 Automatische Klimastation MATANYA............................................................36
2.3 Vegetation.......................................................................................................................42
2.3.1 Vegetationskarte KENIA (nach physiognomischen Kriterien)...........................42
2.3.2 Phänologie (Ende Trockenzeit; Ende Regenzeit)...............................................44
3 Geographisches Informationssystem (GIS)...............................................................46
3.1 Definition und theoretische Grundlagen........................................................................46
3.2 Realisierung eines GIS am Geographischen Institut
der Universität Bonn......................................................................................................48
4 Berechnung von Niederschlagskarten aus METEOSAT-
REAL-TIME-WINDOW-Daten.....................................................................................51
4.1 Problemfeld Niederschlag..............................................................................................51
4.1.1 Tropischer Niederschlag (Charakterisierung).....................................................51
4.1.2 Raum-zeitliche Variabilität.................................................................................52
4.1.3 Notwendigkeit der Weiterentwicklung...............................................................57
4.2 Niederschlagsbestimmung aus Satellitendaten..............................................................60
4.2.1 Theoretische Grundlagen....................................................................................60
4.2.2 Methodische Ansätze..........................................................................................61
4.2.2.1 Index-Methode........................................................................................61
4.2.2.2 Lebenszyklus-Methode...........................................................................64
4.2.2.3 Multispektral-Methode...........................................................................66
4.2.2.4 Mikrowellen-Methode............................................................................67
4.2.3 Bisherige Anwendungsbeispiele.........................................................................69
4.2.4 Fazit....................................................................................................................78
4.3 METEOSAT-REAL-TIME-WINDOW-Daten............................................................................................................................79
4.3.1 Beschreibung des METEOSAT-Systems......................................................................................................................79
4.3.2 Das REAL-TIME-WINDOW-Datenformat............................................................................................................81
4.3.3 Geometrische Anpassung (Rektifizierung) und räumliche Auflösung............................84
4.3.4 Kalibrierung der IR-Bilder (MIEC-Methode)......................................................................................................86
4.3.5 Organisation der Daten............................................................................................................................................................................91
4.4 Definition und Anwendungsbeispiele für Zeitreihenanalysen...................................... 92
4.4.1 Aufbau, Verlagerung und Auflösung von Konvektionswolken im Tagesgang
über dem Hochland (Qualitative Zeitreihenanalyse)......................................... 93
4.4.2 Tagesgang des horizontalen und vertikalen Wolkenversatzes im Gebiet des
Viktoriasees (Quantitative Zeitreihenanalyse)................................................... 97
4.4.3 Ableitung von Monatskarten (April 1990) der Extremtemperaturen nach der
„MAXIMUM-KOMPOSITE-Methode .......................................................... 104
4.4.3.1 Maximale und minimale Oberflächentemperatur................................ 104
4.4.3.2 Temperaturamplitude für April 1990................................................... 106
4.5 Berechnung von Niederschlagskarten für Kenia.......................................................... 108
4.5.1 Das regionale Niederschlagsmodell MEPI (Modified ESOC
PRECIPITATION INDEX)............................................................................... 108
4.5.2 Kalibrierung des regionalen Niederschlagsmodells MEPI................................111
4.5.3 Interpretation und Verifikation der Niederschlagskarte von Kenia für
April 1990..........................................................................................................118
4.5.4 Variation der raum-zeitlichen Auflösung.......................................................... 121
4.5.5 Berechnung und Analyse von Niederschlagskarten für bestimmte
Zeitintervalle (Dekade, Einzeltag oder Nacht/Tag-Verteilung)........................ 127
4.5.6 Berechnung weiterer Monatskarten.................................................................. 131
4.5.6.1 Niederschlagsintensität (mm/h)............................................................ 131
4.5.6.2 Anzahl der Niederschlagsereignisse (n)................................................ 133
4.5.6.3 Wuchseffektiver Niederschlag (mm).................................................... 134
4.5.6.4 Bewölkungsgrad (%)............................................................................ 136
4.5.7 Vergleich der Niederschlagskarten für Monat April nach
a) MEPI-MODELL, b) INTERPOLATION (SURFER) und
c) MANUELLE KONSTRUKTION (KMD)................................................... 136
5 Biomassenbestimmung auf der Basis von Vegetationsindex-Daten (NDVI) von
NOAA-Satelliten.......................................................................................................... 141
5.1 Problemstellung............................................................................................................ 141
5.2 Definitionen und Begriffserläuterungen
(Biomasse, Phytomasse, Nettoprimärproduktion)....................................................... 142
5.3 Satellitengestützte Methoden....................................................................................... 143
5.3.1 Der Vegetationsindex aus NOAA-AVHRR-Daten........................................... 143
5.3.2 Dekadische NOAA-NDVI-Bilder..................................................................... 147
5.3.3 Beziehung zwischen NDVI und Vegetation..................................................... 153
5.3.4 Probleme bei der Biomassenschätzung aus NDVI-Daten................................ 158
5.4 Terrestrische Methoden................................................................................................ 160
5.4.1 Harvest Technique ............................................................................................ 161
Inhaltsverzeichnis 9
5.4.2 Dimension Analysis....................................................................................................................................................................................161
5.4.3 Mean Tree Approach..................................................................................................................................................................................163
5.4.4 Reflexionsmessung (GTR-Radiometer)......................................................................................................................164
5.5 Durchführung der Geländearbeiten (März/April 1990)..............................................................................................166
5.5.1 Festlegung der Transektstrecke und Auswahl der Testgebiete ..................................................167
5.5.2 Praktische Durchführung der Bestimmungsmethoden..........................................................................167
5.5.2.1 Durchgang Trockenzeit (7.-21.3.1990)................................................................................................167
5.5.2.2 Durchgang Regenzeit (20.-26.4.1990)..................................................................................................170
5.6 Aufbereitung und Auswertung der Geländedaten................................................................................................................171
5.6.1 Biomassenbestimmung..........................................................................................................................................................................171
5.6.2 Reflexionsmessung......................................................................................................................................................................................178
5.7 Kalibrierung der NDVI-Bilder..........................................................................................................................................................................182
5.7.1 Regressionsanalyse und Berechnung der Karten............................................................................................182
5.7.2 Interpretation der Biomassenkarten....................................................................................................................................185
5.7.3 Abschätzung der Vegetationsperiode................................................................................................................................186
6 Wechselwirkungen zwischen Niederschlag und Biomasse....................................................................................190
6.1 Voraussetzungen zur Analyse von Synergieeffekten aus Satellitendaten........................................190
6.2 Integration der Daten (geometrische Korrektur)....................................................................................................................191
6.3 Vergleich der Monatskarte des Niederschlags (April 1990) mit der Karte der
Biomasse (3. Dekade April 1990)................................................................................................................................................................192
7 Zusammenfassung / Summary..........................................................................................................................................................................197
8 Literaturverzeichnis......................................................................................................203
Anhang: Fotos und weitere Karten
|
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