MONROSA – Monitoring tropischer Wälder in Costa Rica durch Erdbeobachtung

Costa Rica will bis 2021 klimaneutral sein – ein ehrgeiziges Ziel. Der zentralamerikanische Staat setzt seit Jahren auf umweltverträgliche Entwicklung und nachhaltige Nutzung natürlicher Ressourcen. Erdbeobachtung durch Satelliten kann die Entwicklung der Landnutzung und den Zustand von Schutzgebieten dokumentieren.

Satellitenaufnahme Costa Rica

Satellitenbildaufnahme (2005) des Volcan Rincon de la Vieja © ESA

So konnte sich dank eines Rodungsstopps Ende der 80er Jahre die Waldfläche in Costa Rica von 20% auf über 50% der Landesfläche erholen. Allerdings wächst die industrielle Landwirtschaft Costa Ricas, die circa 40% der Gesamtfläche des Landes in Anspruch nimmt: So ist in den Jahren von 2000 bis 2012 die Anbaufläche für Ananas um mehr als das Sechsfache angewachsen.

Diese Informationen können mithilfe des europäischen Erdbeobachtungsprogramms Copernicus erzeugt werden. Copernicus garantiert die langfristige Verfügbarkeit von Satellitendaten und unterstützt so Politik, Unternehmen und Verwaltung nachhaltig. Sie schaffen so eine objektive Informationsbasis für Steuermaßnahmen.

Gemeinsame Themen sind die Überwachung von Schutzgebieten, die ein Viertel Costa Ricas einnehmen, die Berechnung der Klimabilanz des Landes sowie der Einfluss der Landwirtschaft auf natürliche Ökosysteme. Nutznießer sind Umweltbehörden in der Region, die in die laufenden Entwicklungsprozesse eingebunden werden.

Zuwachs an Biomasse sank zwischen 2008 und 2012

Schematische Darstellung Biomassezuwachs

Mittlerer Biomassezuwachs für Costa Rica (2002–2012)

MONROSA nutzt Zeitreihen von Satellitensensoren zur Berechnung der Biomasseproduktion in Costa Rica. Diese Berechnungen bilden die Basis für die Kohlenstoffbilanz eines Landes. In der Abbildung ist der mittlere Biomassezuwachs (NPP) für Costa Rica von 2002 bis 2012 dargestellt. Die dunkelgrünen Bereiche zeigen die hohe Produktivität der dicht bewaldeten Bergregionen Costa Ricas. Ähnlich hohe NPP-Werte erreichen die Trocken- und Nebelwaldgebiete im Nordosten. Vergleicht man die NPP-Werte einzelner Jahre mit der mittleren Produktion über mehrere Jahre, können Ausreißer oder Trends abgelesen werden. So sank die Produktivität zwischen 2008 und 2012 deutlich unter das Mittel. Ein Effekt, der mit dem El-Niño-Jahr von 2009 und der darauf folgenden La Niña von 2010 in Verbindung gebracht werden kann. Positive Anomalien fallen zwischen 2003 und 2008 auf. Beobachtet man die Entwicklung über längere Zeiträume, lassen sich Aussagen über die Einflüsse des Klimawandels auf die verschiedenen natürlichen durch den Menschen verursacht geprägten Ökosysteme und damit auch die Entwicklung der Biodiversität treffen.

Von Copernicus-Daten profitieren weitere Wissenschaftsfelder

Satellitenbild Costa Rica

Die natürlichen Feuchtgebiete entlang des Rio Tempisque und Rio Bebedero werden zunehmend von landwirtschaftlich genutzten Flächen eingeschlossen (Satellitenbild: Sentinel-2, Januar 2016).

Um Copernicus-Daten erfolgreich in Costa Rica und Zentralamerika einzusetzen, müssen mehrere Faktoren zusammenspielen: leistungsfähige informationstechnische Lösungen, wissenschaftlich fundierte Datenverarbeitung und die Produktentwicklung müssen optimal auf die ökologischen, sozioökonomischen und politischen Gegebenheiten in Costa Rica und der Region abgestimmt sein. Zu diesem Zweck unterstützt das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) die Zusammenarbeit costa-ricanischer Wissenschaftseinrichtungen mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).

Ursprünglich sollte MONROSA Erdbeobachtung und Geländemessungen für das Monitoring tropischer Wälder im Guanacaste-Schutzgebiet Santa Rosa verwenden. Nach ersten vielversprechenden Ergebnissen identifizierten die Projektpartner schnell weitere Wissenschaftsfelder, die wesentlich von Copernicus profitieren könnten.

Der so entstandene Projektvorschlag MONEO (Monitoring the Neotropical Environment through Earth Observation) bündelt die geowissenschaftliche Aktivitäten und Entwicklungen in und mit Costa Rica unter Nutzung des europäischen Raumfahrtprogramms Copernicus, schafft die technische Grundlage zur Verarbeitung der enormen Datenmengen von Copernicus und ebnet so den Weg zum Aufbau von Erdbeobachtungsservices für Lateinamerika und die Karibik.

Mehrwert der internationalen Zusammenarbeit

Wichtigster Partner auf costa-ricanischer Seite ist das Nationale Hochtechnologie- Zentrum (CeNAT), welches von allen Universitäten des Landes getragen wird.


Unterzeichnung des Abkommens am TEC durch Vertreter von CeNAT und des Earth Observation Center im Rahmen des Besuchs der Bundesforschungsministerin Johanna Wanka (Februar 2016). © DLR (EOC)

In einem Kooperationsabkommen, das im Februar 2016 in Costa Rica in Anwesenheit der Bundesforschungsministerin Johanna Wanka unterzeichnet wurde, vertiefen DLR und CeNAT ihre enge Zusammenarbeit in der Erdbeobachtung. Neben der wissenschaftlich-technischen Kooperation soll der Austausch von Wissenschaftlern intensiviert werden. Das Projekt kann im August 2016 nach zweijähriger Laufzeit erfolgreich abgeschlossen werden.

Von der internationalen Partnerschaft profitieren alle Akteure. Die DLR-Wissenschaftler auf deutscher Seite erhalten die Chance, ihre Verfahren mit dem regionalen Wissen der lateinamerikanischen Kollegen auf die örtlichen Verhältnisse anzupassen. Damit werden die Verfahren robuster und können für globales Monitoring genutzt werden. Im Gegenzug entstehen mithilfe des Earth Observation Centers (EOC) Erdbeobachtungsservices für Costa Rica und Mittelamerika, die vor allem aus dem kostenfreien Datenstrom von Copernicus gespeist werden. Solche internationalen Partnerschaften dokumentieren die führende Rolle des DLR im Copernicus-Programm. Der Austausch von Nachwuchsforschenden stärkt die technologische Vorreiterrolle Costa Ricas in Zentralamerika und vertieft die enge Klimapartnerschaft zwischen Deutschland und Costa Rica.

Ansprechpartner/in

DLR Projektträger | Internationales Büro
Stephanie Splett-Rudolph
Tel.: +49 228 3821 1430

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Andreas Müller
Tel.: +49 8153 28 1533