Die Aktivitäten unserer verschiedenen Department-Arbeitsgruppen beziehen sich insbesondere auf die UN Nachhaltigkeitsziele (Sustainable Development Goals - kurz SDG) #13 - Maßnahmen zum Klimaschutz und #15 - Leben an Land sowie auf Fragen der landwirtschaftlichen Versorgung wie auch das SDG #2 - Kein Hunger. Nachfolgend stellen wir kurz Projekte und Themen mit deutlicher Ausrichtung auf diese Ziele vor. Teils kooperieren wir bei diesen mit anderen Sektionen und Partnern.

Satellitenmissionen und -daten sind immens wichtig für Nachhaltigkeitsbetrachtungen: wie viel Grundwasser entnimmt die Menschheit weltweit, wo schmelzen Gletscher und mit welcher Geschwindigkeit geschieht dies, wo deuten sich Dürren an? Im Department 1 setzen wir bei der Bearbeitung wissenschaftlicher Themen häufig solche Satellitendaten ein.

Momentan liefert uns die in Kooperation zwischen der U.S.-Weltraumbehörde NASA und dem GFZ betriebene Satellitenmission GRACE-FO durch die wiederholte Ausmessung des Erdschwerefeldes (Satellitengravimetrie) als einziges der derzeit operationellen Fernerkundungsverfahren quantitative Informationen über großräumige Veränderungen in der Gesamtmenge des auf den Kontinenten gespeicherten Wassers – und zwar unabhängig von dessen Aggregatzustand und der Oberflächenexposition. Die Zeitreihen der GRACE-FO-Daten sind somit verlässliche Indikatoren langfristiger Veränderungen im System Erde.

Satellitendaten haben den großen Vorteil, auch im globalen Maßstab vergleichbare Betrachtungen zu ermöglichen, denn zugrunde liegen völlig einheitlich erhobene Daten. Doch nach wie vor stellen Satellitendaten immer noch eine recht neue Datengrundlage dar, so dass die Algorithmen, die für die Auswertung und letztendlich deren Nutzung nötig sind, sich häufig noch in der Entwicklung befinden. Wir leisten insbesondere hier einen großen Beitrag.

Beitrag zum UN-Nachhaltigkeitsziel #6 - Sauberes Wasser und Sanitäreinrichtungen

Basierend auf GRACE und GRACE-FO Total Water Storage (TWS) Anomalien bietet das Projekt WaMoSpace (Water Monitoring from Space) quantitative und unabhängige wasserbezogene Informationen auf regionaler bis globaler Ebene. Es ist ein vom GFZ geleitetes und von der Technologietransfer-Abteilung des GFZ unterstütztes Start-up Projekt. Es hilft Wassermanagern bessere und frühere Entscheidungen über die Vorhersage der Wasserverfügbarkeit und die Minderung hydrologischer Risiken zu treffen und ermöglicht Produktionsmanagern bessere Vorhersagen über Ernteergebnisse und Wasserreservoir-Stände zu treffen. Auch auf optischen und hydrogravimetrischen Satellitendaten basierende betriebsspezifische Dürrefrühwarnungen sind inzwischen Teil des Angebots.

Beitrag zu den UN-Nachhaltigkeitszielen #2 - Kein Hunger, #13 - Maßnahmen zum Klimaschutz und #15 - Leben an Land

Die optimale Nutzung unserer landwirtschaftlichen Flächen unterstützt das Projekt AgriSens DEMMIN 4.0. Ziel ist es, Geoinformationsdaten aus der Fernerkundung besser auch in landwirtschaftliche Prozesse einzubinden und dadurch Entscheidungen im Pflanzenbau informierter treffen zu können.

Aktuell ist der Fokus, die Biomasseentwicklung von Weizen zu erfassen, Minderertragsflächen zu charakterisieren, die Bewässerung im Kartoffelanbau zu optimieren und Steine, die Geräte beschädigen, auf dem Acker zu entdecken.  Die entwickelten Verfahren stehen in direktem Zusammenhang zum steigenden Bedarf an Nahrungsmitteln und Rohstoffen aufgrund wachsender Bevölkerung und zeitgleicher Verknappung landwirtschaftlicher Nutzflächen, welche mit den Herausforderungen des globalen Wandels einhergehen.

Beitrag zu den UN-Nachhaltigkeitszielen #13 - Maßnahmen zum Klimaschutz und #15 - Leben an Land

Indem das GFZ die Erfassung und Überwachung von Treibhausgasen in wiedervernässten Moorökosystemen in EU-finanzierten Projekten wie WetHorizons vorantreibt, trägt es dazu bei, diese wichtigen terrestrischen Ökosysteme zu schützen bzw. wiederherzustellen, ihre nachhaltige Nutzung zu fördern sowie Landdegradation und Biodiversitätsverlust aufzuhalten und umzukehren - was im Mittelpunkt von SDG #15 - Leben an Land steht und gleichzeitig den Klimawandel und seine Auswirkungen bekämpft (SDG #13 – Maßnahmen zum Klimaschutz). Konkret überwacht das GFZ die Wärme-, Wasser- und Kohlenstoffflüsse (CO₂, CH₄) zwischen Ökosystemen und der Atmosphäre mit modernsten mikrometeorologischen Methoden, die sowohl von stationären als auch von mobilen Plattformen aus eingesetzt werden. Das GFZ trägt damit zur Entwicklung robusterer Emissionsfaktoren für die nationale und internationale Berichterstattung über Treibhausgasumsätze bei.

Beitrag zu den UN-Nachhaltigkeitszielen #13 - Maßnahmen zum Klimaschutz und #15 - Leben an Land

Klimawandel und ein dadurch bedingt vermehrtes Auftreten von Extremereignissen wie Stürme, Starkniederschläge oder Dürren haben gravierende Auswirkungen auf den Zustand unserer Ökosysteme. Bekannte Effekte sind z.B. das vermehrte Auftreten von Schädlingen oder von Stressfaktoren, daraus resultierend ein Absterben von Arten bzw. ihre Verdrängung durch neue Arten, welche besser an die neuen Standortbedingungen angepasst sind. Das geht mitunter auch mit einem Verlust an Biodiversität einher. Ein regelmäßiges Monitoring dieser Flächen mittels kombinierter Ansätze aus Messungen am Boden und Fernerkundungsdaten, zum Beispiel in den Projekten NATEC und StrucChangeNet helfen dabei, die Wandelprozesse zu dokumentieren und zu verstehen, sowie darauf basierend Handlungsempfehlungen für den Naturschutz und die Forstwirtschaft abzuleiten.

Last but not least, schaffen Forschende des Department 1 mit der Beteiligung am großanlegten TERENO-Messnetz des Forschungsbereiches Erde und Umwelt der Helmholtz-Gemeinschaft zusammen mit Kolleg:innen aus anderen Departments und Zentren ein solides Datenfundament für die Betrachtung des globalen Wandels und seiner Auswirkungen auf Deutschland.

• Projekt G3P: Informationen zum sich ändernden Zustand der Ressource Frischwasser auf europäischer und globaler Skala
  https://www.gfz-potsdam.de/sektion/hydrologie/projekte/g3p-global-gravity-based-groundwater-product/

Mehr Informationen zur Forschung in den Sektionen des DEPARTMENT GEODÄSIE.