Peter Claggett sieht Veränderungen in Chesapeake Bay mit Landsat

Satellitenbilder zeigen große Veränderungen in der Chesapeake Bay, der größten Mündung der USA, wo Süßwasser auf das Meer trifft. Peter Claggett ist Forschungsgeograph am Eastern Geographic Science Center des U.S. Geological Survey. Claggetts Team verfolgt die Veränderungen in der Chesapeake Bay mithilfe von Daten aus dem Landsat-Programm für Erdbeobachtungssatelliten. Claggett sprach mit Jorge Salazar von ForVM.


Wie ist der Zustand der Chesapeake Bay im Jahr 2012?

Die Chesapeake Bay ist ein nationaler Schatz. Es ist eine der produktivsten Flussmündungen der Welt. Es ist die größte Flussmündung in den Vereinigten Staaten und hat das größte Verhältnis von Landfläche zu Wasservolumen aller Flussmündungen in den USA. Dies bedeutet, dass das, was auf dem Land passiert, die Bedingungen in der Chesapeake Bay stark beeinflusst.


Leider sind die Chesapeake Bay und 90 Prozent ihrer Nebenflüsse beeinträchtigt. Sie sind durch schlechte Wasserklarheit und geringen gelösten Sauerstoff beeinträchtigt, da überschüssige Nährstoffe und Sedimente in die Bucht gelangen.

Es ist wichtig zu wissen, dass die Bedingungen der Chesapeake Bay verbessert werden können. Wir können Austern, blaue Krabben und Fischpopulationen wiederherstellen, wenn wir unsere Aktivitäten an Land besser managen.

Die Wasserscheide, die in die Chesapeake Bay mündet, erstreckt sich über 64.000 Meilen in fünf Staaten in ganz Nordamerika (New York, Pensylvania, Maryland, Delaware, Virginia) und den District of Columbia. Diese Visualisierung überlagert die gesamte Wasserscheide mit einer Landsat-Satellitenvisualisierung des Bay-Bereichs. Die acht unterschiedlich gefärbten Regionen weisen auf die wichtigsten Wasserscheiden des Chesapeake hin. Diese Animation hebt und beschriftet jedes Subwatershed der Reihe nach. Kredit:NASA

Das Ökosystem der Chesapeake Bay wurde von Wissenschaftlern als degradiert beschrieben. Warum und was passiert?




Es wird durch überschüssigen Stickstoff und Phosphor und Sedimente abgebaut, die vom Land in die Chesapeake Bay abfließen. Das trübt die Klarheit des Wassers. Die Nährstoffe tragen zu einem erhöhten Algenwachstum bei. Wenn diese Algen am Boden der Bucht sterben und sich zersetzen, verhungern sie die Bucht mit Sauerstoff – Sauerstoff, den lebende Ressourcen zum Überleben brauchen.

Die Quellen dieser Nährstoffe und Sedimente sind Düngemittel, sowohl Dünger als auch chemische Düngemittel, die auf Ackerland und auf Wohnrasen ausgebracht werden. Es kommt auch von den Abgasen unserer Autos und der Luftverschmutzung von Kraftwerken im Ohio Valley.

Eines der Dinge, die zur Verlagerung der Verschmutzung vom Land in die Chesapeake Bay beitragen, sind undurchlässige Oberflächen. Dies sind Straßen, Einfahrten von Parkplätzen und Dächer.

Das hat zugenommen, weil unsere Bevölkerung gewachsen ist. Die Bevölkerung der Wasserscheide hat sich seit 1950 mehr als verdoppelt. Und gerade seit Beginn der Restaurierungsarbeiten in der Chesapeake Bay Mitte der 80er Jahre haben wir der 64.000 Quadratmeilen großen Wasserscheide weitere vier Millionen Menschen hinzugefügt.


Künstlerische Ansicht des Landsat-Satelliten. Bildnachweis: NASA

Wie wird das Landsat-Programm von Erdbeobachtungssatelliten verwendet, um die Veränderungen in der Chesapeake Bay besser zu verstehen?

Landsat ist ein wichtiges und unschätzbares Werkzeug zur Charakterisierung der Landschaft und zur Kartierung im Zeitverlauf. Wir haben Satellitenbilder für die Chesapeake Bay, die die gesamten 64.000 Quadratmeilen abdecken.

Wir verwenden es zur Überwachung von Veränderungen in undurchlässigen Oberflächen, zur Überwachung von Veränderungen in Baumkronen und anderen Bodenbedeckungen wie Gräsern und Sträuchern.


Wir können die Satellitenbilder verwenden, um in sechs Bundesstaaten konsistent über die Zeit hinweg zu verfolgen, wie sich der Zustand der Landschaft verändert hat und wie sie ist. Diese Informationen sind nicht nur wertvoll für die Untersuchung von Nährstoff- und Sedimentquellen, sondern auch für die Charakterisierung von Auswirkungen und Veränderungen und Bedingungen im Lebensraum von Wildtieren und anderen Ökosystemvariablen.

Der Landsat-Satellit ist im Grunde eine Kamera im Weltraum. Es sind eigentlich sieben Kameras, weil es die Reflexion der Sonne von der Erdoberfläche in sieben Bändern, sieben Arten von Wellenlängen, sammelt. Wir verwenden diese Informationen, um verschiedene Merkmale auf dem Land zu charakterisieren – wie Bäume oder undurchlässige Abdeckungen –, da jedes dieser Merkmale die Sonne in unterschiedlichen Wellenlängen reflektiert. Wir sind in der Lage, die Informationen des Satelliten – im Grunde eine Reihe von Zahlen – zu übernehmen und in Informationen zu übersetzen, die beispielsweise Bäumen und undurchlässigen Oberflächen entsprechen. Satelliten tun dies konsequent über sehr große Gebiete, was wir mit luftgestützten Kameras oder anderen Instrumenten nicht tun können.

Unter Verwendung von sechs Landsat-5-Bildern, die im Juli 2009 und 2011 gesammelt wurden, wurde vom USGS Landsat-Team ein wunderschönes, nahtloses Mosaik der Chesapeake Bay-Region erstellt. Der Korridor Washington D.C.-Baltimore-Philadelphia-New York City ist deutlich zu erkennen (achten Sie auf silbriges Violett), ebenso wie die Chesapeake und Delaware Bays und die Küsteninseln von Fishermans Island, Virginia, bis Sandy Hook, New Jersey. Bildnachweis: NASA/USGS/Landsat 5

Geben Sie uns ein Gesamtbild davon, wie diese Informationen über Chesapeake Bay verwendet werden?

Derzeit werden diese Informationen verwendet, um zu erklären und zu quantifizieren, wie viel Nährstoffsediment, wie viel Stickstoff, Phosphor und Sediment aus allen verschiedenen Teilen des Einzugsgebiets herauskommen.

Die gesamten Sanierungsbemühungen für die Chesapeake Bay werden von der Environmental Protection Agency verwaltet und geleitet, die Grenzwerte für die Verschmutzung der Chesapeake Bay festgelegt hat, um die lebenden Ressourcen wiederherzustellen.

Es wird auf Bundes- und Landesebene verwendet, um die Verantwortung für den Umgang mit verschiedenen Nährstoffquellen und Nährstofffrachten aus verschiedenen Teilen des Einzugsgebiets zu identifizieren, zuzuweisen und zuzuordnen. Es wird auch auf lokaler Ebene als Basiswert verwendet, sogar auf Kreisebene, um zu verstehen, wie viel undurchdringliche Oberfläche es im Kreis gibt und wo sie sich befindet.

Können diese Konzepte, über die Sie gesprochen haben, auf andere Ästuare auf der ganzen Welt angewendet werden?

Sie sind sehr anwendbar und besonders an anderen Orten in den Vereinigten Staaten, in Gebieten wie den Großen Seen, dem Puget Sound, dem Golf von Mexiko. Dies sind alles Bereiche, in denen Aktivitäten an Land den Zustand der Gewässer stark beeinflussen.

Da Landsat Informationen weltweit sammelt, steht dieser kritische Datensatz auch für andere Länder zur Charakterisierung ihrer Landschaft zur Verfügung. Was sie möglicherweise nicht haben, sind die zusätzlichen Informationen, die verwendet werden, um die Landsat-Bilder zu ergänzen, um genauere Messungen der undurchlässigen Oberfläche zu erhalten.

Was können die Menschen tatsächlich tun, um den schädlichen Abfluss zu begrenzen?

Es gibt tatsächlich viel, was die Leute auf ihrem Grundstück tun können. Sie können Regentonnen auf ihre Fallrohre stellen, um Abwässer vom Dach aufzufangen und für eine gewisse Zeit aufzubewahren. Dann können sie dieses Wasser verwenden, um ihren Garten während Trockenperioden zu bewässern.

Außerdem können Menschen auf ihrem Grundstück Regengärten anlegen. Regengärten sind Tiefdruckgebiete, die Regenwasser auffangen, wenn es abläuft. Sie sind bewachsen und unter der Vegetation befindet sich ein poröser Boden und Kies, der dazu beitragen kann, das Wasser wieder in das Grundwasser und durch den Boden zu infiltrieren.

Auch in dieser Depression nehmen die Pflanzen Nährstoffe auf. Sie nehmen einige Schadstoffe auf und speichern sie im Pflanzenmaterial.

Die nördlichen Spitzen der Chesapeake Bay. Bildnachweis:thisisbossi

Eine andere Sache, die die Leute tun können, ist, einen durchlässigen Bürgersteig einzubauen. Wenn Sie eine Einfahrt einbauen müssen, können Sie durchlässige Pflastersteine ​​​​verwenden, und es gibt sogar einige Technologien, bei denen der Bürgersteig wie ein normaler Bürgersteig aussieht, aber auch etwas durchlässig ist, da Wasser durch ihn eindringen kann. Es trägt nicht so viel zum Abfluss bei wie normales Pflaster.

Was ist das Wichtigste, was die Leute heute über Landsat und die Veränderungen in Chesapeake Bay wissen sollten?

Landsat ist einfach von unschätzbarem Wert, da es diese Basis von Beobachtungen für die Wissenschaft liefert, wie sich menschliche Aktivitäten auf dem Land auf die Wasserqualität, den Lebensraum von Wildtieren und die Luftqualität auswirken. Ohne die Basisinformationen von Landsat könnten wir nicht wirklich verstehen, wie sich die Nährstoff- und Sedimentquellen verändert haben und wo sie sich in der Chesapeake Bay befinden. Ich glaube nicht, dass eine groß angelegte Restaurierung so erfolgreich wäre, wenn die Landschaft in diesen weiten Entwässerungsgebieten wie dem Chesapeake, dem Golf, den Great Lakes und dem Puget Sound konsistent charakterisiert wird.

Es gibt nichts Vergleichbares. Und das Landsat-Programm muss fortgesetzt werden, weil es nicht nur für die Wissenschaft und die Entscheidungsfindung in den Vereinigten Staaten von entscheidender Bedeutung ist, sondern auch für unsere Mitmenschen.

Unser Dank gilt heute demNASA- und USGS-Landsat-Programm, eine beispiellose Aufzeichnung der sich verändernden Landschaften der Erde.

Hören Sie sich die 8-minütigen und 90-sekündigen ForVM-Interviews mit Peter Claggett zur Überwachung von Änderungen an der Chesapeake Bay aus dem Weltraum oben auf der Seite an.