Die Herausforderung

Der Klimawandel ist wohl die größte umweltpolitische Herausforderung des 21. Jahrhunderts. Die Folgen eines sich erwärmenden Klimas sind weitreichend und wirken sich unter anderem auf die Süßwasserressourcen, die globale Nahrungsmittelproduktion und den Meeresspiegel aus. Da für kommende Generationen eine Verschlimmerung der Auswirkungen auf die natürliche Umwelt und die Gesellschaft vorhergesagt wird, steht der Klimawandel weltweit ganz oben auf der politischen, strategischen und wirtschaftlichen Tagesordnung.

Der politische Bedarf

Das Rahmenübereinkommen der Vereinten Nationen über Klimaänderungen (UNFCCC) führt als großes übergeordnetes Ziel für die internationalen Bemühungen zur Bekämpfung des Klimawandels an, dass die globale Erwärmung auf deutlich unter 2 Grad Celsius gegenüber dem vorindustriellen Niveau begrenzt werden soll. Dies ist im Pariser Abkommen vereinbart. Um dieses Ziel zu erreichen und Entscheidungen über Klimaschutz und Anpassung an den Klimawandel zu treffen, benötigt die UNFCCC systematische Beobachtungen des Klimasystems.

Ein globales Beobachtungssystem

Die systematische internationale Koordination von Wetter- und Klimabeobachtungen begann um die Mitte des 19. Jahrhunderts und machte in den 1980er Jahren mit der Erkenntnis, dass für das Verständnis und die Vorhersage des Klimas ein besseres Verständnis des gesamten Erdsystems erforderlich ist, einen großen Schritt vorwärts. Dies umfasst das Wetter, das Klima, die Ozeane, die Landemassen, die Geologie, die natürlichen Ressourcen, die Ökosysteme und die natürlichen und vom Menschen verursachten Veränderungen. Ohne genaue, qualitativ hochwertige Beobachtungen mit ausreichender zeitlicher und räumlicher Auflösung könnten die Klimawissenschaften und Klimadienste nur begrenzte Fortschritte erzielen.

Das Globale Klima-Beobachtungssystem (GCOS) wurde 1992 formell von der Weltorganisation für Meteorologie (WMO), der Zwischenstaatlichen Ozeanographischen Kommission (IOC), dem Umweltprogramm der Vereinten Nationen (UNEP) und dem Internationalen Wissenschaftsrat (ICSU) als internationaler, behördenübergreifender und interdisziplinärer Rahmen zur Deckung des gesamten nationalen und internationalen Bedarfs an Klimabeobachtungen eingerichtet. Um dem Bedarf an einer systematischen Beobachtung des Klimas gerecht zu werden, entwickelte das GCOS-Programm das Konzept der Essential Climate Variable (ECV).

Die Anforderungen an ECVs

Ein ECV ist eine physikalische, chemische oder biologische Variable oder eine Gruppe von verknüpften Variablen, die entscheidend zur Charakterisierung des Erdklimas beiträgt. ECVs sind keine ausgewählte Gruppe von eigenständigen Variablen. Vielmehr sind sie Teil eines umfassenderen Konzepts und werden auf der Grundlage der folgenden Kriterien identifiziert:

Wissenschaft und politische Kreise haben das ECV-Konzept weitgehend befürwortet. Die Parteien der UNFCCC erkennen die Notwendigkeit an, die Pläne zur Umsetzung umzusetzen. Richtlinien für die Berichterstattung über nationale Programme, die zur globalen Klimabeobachtung beitragen, sind entlang der ECVs strukturiert. Bei der Planung der globalen Beobachtung von Wetter-, Wasser- und Klimaanwendungen verwendet die WMO die ECVs und erkennt die Bewertungs- und Planungsdokumente der GCOS als Leitlinien an.

Die mit den ECVs verbundenen Klimadatensätze (Climate Data Records - CDRs) liefern die empirische Evidenz, die notwendig ist, um die Entwicklung des Klimas zu verstehen und vorherzusagen, um Minderungs- und Anpassungsmaßnahmen zu leiten, um Risiken abzuschätzen und die Zuordnung von Klimaereignissen zu den zugrunde liegenden Ursachen zu ermöglichen und um Klimadienstleistungen zu untermauern.

Die Antwort der Raumfahrtbehörden

GCOS treibt die systematische Definition des Bedarfs an Klimainformationen zur Unterstützung der UNFCCC voran, während der Ausschuss für Erdbeobachtungssatelliten (CEOS) und die Koordinierungsgruppe für meteorologische Satelliten (CGMS) - in Form der gemeinsamen CEOS/CGMS-Arbeitsgruppe für Klima (WGClimate) - die Planung des Satellitenbeitrags zu deren Erfüllung koordinieren.

CDRs für ECVs werden im Allgemeinen aus einer Kombination von Satelliten- und In-situ-Beobachtungen abgeleitet, wobei Satellitenbeobachtungen bei der Mehrheit der ECVs einen wesentlichen Beitrag leisten. Von den 50 ECVs, die von GCOS identifiziert wurden, haben mehr als die Hälfte einen wesentlichen Beitrag von EO-Satellitenmessungen, wobei mehrere ausschließlich von EO-Satellitenmessungen abgeleitet wurden. Die Fähigkeiten der Erdbeobachtungs-Satelliten zur Unterstützung des Bedarfs an Klimainformationen spiegeln ihre einzigartigen Fähigkeiten und Vorteile wider.

Die Antwort der ESA

Um diesem Bedarf der UNFCCC und der GCOS an Klimadaten gerecht zu werden, hat die Europäische Weltraumorganisation (ESA) das Programm „Climate Change Initiative“ (CCI) ins Leben gerufen. Ziel der CCI ist es, das volle Potenzial der globalen EO-Langzeitarchive, die die ESA zusammen mit ihren Mitgliedstaaten in den letzten 30 Jahren als signifikanten und zeitnahen Beitrag zu den von der UNFCCC benötigten ECV-Datenbanken eingerichtet hat, auszuschöpfen. Es stellt sicher, dass eine vollständige und umfassende Nutzung der laufenden und geplanten ESA-Missionen gewährleistet ist. Dies umfasst die ERS Mission, Envisat, die Earth Explorer-Missionen, die einschlägigen von der ESA verwalteten Archive der Daten von Missionen Dritter und letztendlich der Sentinel-Konstellation.

Das Programm beinhaltet alle notwendigen Aktivitäten, um sein Ziel zu erreichen, die UNFCCC durch die vom GCOS definierten ECVs bestmöglich zu unterstützen. Dazu gehört die periodische Verarbeitung der EO-Datensätze unter Anwendung der aktuellsten Algorithmen sowie die Entwicklung verbesserter Algorithmen für die ECV-Produktion, so dass auch aus neu hinzukommende Datenquellen konsistent mit der gesamten Zeitreihe von Langzeitbeobachtungen sind. Laden Sie weitere Einzelheiten über die Verbindung zwischen dem CCI-Programm und GCOS-ECVs herunter.

Das CCI-Programm umfasst 23 parallele Projekte, die auf die Produktion von ECV-Daten ausgerichtet sind, sowie ein spezielles Klimamodellierungs-Nutzerprojekt zur Bewertung der Produkte, ein Portal, das alle Produkte unter einem Dach anbietet, eine Toolbox, die die Kombination und Analyse der Produkte erleichtert, und ein Visualisierungstool zur Unterstützung der Öffentlichkeitsarbeit.