Umwelt

Neue Karte zeigt Veränderungen in den nächtlichen Lichtern der Erde

Ein Vergleich von Satellitendaten aus den Jahren 2012 und 2016 zeigt, wo der Planet dunkler und heller geworden ist. Donnerstag, 9 November

Von Betsy Mason

Wenn man vom Weltraum aus einen Blick auf die Nachtseite der Erde wirft, verwandelt sich die vielseitige und komplexe Oberfläche des Planeten in eine deutlich simplere Masse aus Licht und Dunkelheit. Die geisterhaften Schemen der Kontinente mit ihren Netzen aus Licht sind schön und auf unheimliche Weise friedlich. Diese Bilder liefern aber auch Hinweise darauf, was die Menschen auf der Erde so treiben und wie sich ihr Verhalten verändert.

Anfang April veröffentliche die NASA ein neues globales Mosaik der Nachtlichter der Erde. Es bestand aus Aufnahmen, die 2016 gemacht wurden, und der Kartograf John Nelson interessierte sich für einen Vergleich zu dem 2012 veröffentlichten Mosaik. Die Vergleichsbilder der NASA, die denselben Ort auf der Erde zu zwei verschiedenen Zeitpunkten zeigen, offenbaren Veränderungen in der Menge und Helligkeit der Lichter. Nelson beschloss, diese Veränderungen zu kartieren.

Das Ergebnis kann man sich in dieser interaktiven Karte ansehen.

„Ich bewegte den Schieber vor und zurück ... und war fasziniert davon, wo sich etwas verändert hatte“, sagt er. „Ich überlegte, dass eine Karte über die Veränderungen mir das alles ganz einfach auf einen Blick zeigen würde.“

Nelson, der als Kartograf für das Mapping-Softwareunternehmen Esri arbeitet, verglich die einander entsprechenden Pixel auf zwei verschiedenen Karten und berechnete die Unterschiede, indem er den Helligkeitswert des einen Pixels von dem des anderen subtrahierte. Dann kartierte er die Unterschiede und zeigte die Orte, die auf dem 2016er Mosaik heller waren, in Blau und die Orte, die dunkler geworden sind, in Pink.

Die so entstandene Karte zeigt, wie sehr sich die Nachtlichter der Erde innerhalb von vier Jahren verändert haben. Sie offenbart ein paar große Unterschiede, die sich aber leicht erklären lassen, wie zum Beispiel die Verdunkelung des vom Krieg zerrissenen Syrien in dem Bild des Mittleren Ostens.

Auch das dramatische Aufleuchten von Indien, das sich gut am vielen Blau im Bild erkennen lässt, ist keine Überraschung. In dem Land leben mehr als genug Menschen ohne Strom und die Regierung arbeitet daran, das zu ändern. So hat sie zum Beispiel ein ländliches Elektrifizierungsprogramm gestartet und stark in erneuerbare Energien investiert. Auch wenn es in dem Bereich noch viel zu tun gibt, kann man auf Nelsons Karte schon Ergebnisse sehen.

In anderen Bereichen der Karte lassen sich die Veränderungen nicht ganz so einfach erklären, wie zum Beispiel das Abdunkeln der Lichter in Teilen der entwickelten Welt. „Ich war überrascht von der insgesamt erfolgten Verdunkelung der Lichter in Amerika und Europa“, so Nelson. „Ich vermute, das hat vielleicht mit effizienterer Lichttechnik zu tun.“

Auch wenn es eine beachtliche Menge an neuen Lichtern in Großbritannien gibt, wie in Blau auf der Karte zu sehen ist, bewegt sich der Großteil Europas in die entgegengesetzte Richtung. Womöglich zeigen das zunehmende Bewusstsein für Lichtverschmutzung und die Kampagnen zu deren Reduzierung bereits erste Auswirkungen.

Der NASA-Erdwissenschaftler Miguel Román leitet ein Team, das die Nachtlichterdaten des Suomi-NPP-Satelliten analysiert. Er warnt davor, die Veränderungen, die man auf den Karten sieht, allzu leichtfertig bestimmten Ereignissen am Boden zuzuschreiben. Wenn ein Pixel eine Aufhellung zeigt, könnte das daran liegen, dass dieses Fleckchen Land nun Strom hat, sagt er. „Aber es kann auch bedeuten, dass sich etwas an den benutzten Straßenlaternen geändert hat.“

Solche Karten seien aber gut, um qualitative Unterschiede hervorzuheben. Aber um die Veränderungen wirklich zu untersuchen, so Román, betrachtet man am besten die Stärke der Veränderung in jedem Pixel. Diese wird in Radianz oder auch Strahlungsdichte gemessen, die auch Faktoren wie den Blickwinkel mit einbezieht.

„Wenn man versucht, diese Veränderungen einem von Menschen verursachten Muster oder Prozess zuzuschreiben, dann muss man wirklich bis auf das Pixellevel runtergehen“, sagt er. „Das ist ein fortschreitender Bereich der Nachtlicht-Satellitenforschung – hochmodern, nie zuvor untersucht –, das ist spannend!“

Die Karten, die diese Veränderungen zeigen, sind ideal, um eigentümliche Entwicklungen zu finden und zu erkunden. Es gibt viele Veränderungen, über die man sich in diesem Bild der USA wundern kann. Warum sind die beiden Carolinas heller, während Georgia dunkler ist? Was verursacht die Abnahme der Helligkeit entlang der Golfküste?

Um ein besseres Verständnis dafür zu erhalten, was Veränderungen verursachen könnte, sei es auch nützlich, diese in einem bestimmten Gebiet über einen bestimmten Zeitraum zu beobachten, so Román. Die NASA arbeitet daran, tägliche Nachtaufnahmen der Erde Wissenschaftlern zugänglich zu machen. Laut der Space Agency wäre das für alle möglichen Dinge nützlich, zum Beispiel, um illegales Fischen zu entdecken, auf Katastrophen zu reagieren, Quellen für Lichtverschmutzung zu identifizieren und empfindliche Ökosysteme zu schützen.

„Die Daten der NASA sind einfach großartig und ich liebe die Arbeit, die dort gemacht wird“, sagt Nelson. Die jüngste „Black Marble“-Serie mit Daten zur nächtlichen Erde hat Nelson in dem Moment inspiriert, als er davon gelesen hat. Er hat sofort damit angefangen, Karten zu erstellen. „Ich glaube, die besten Karten sind oft jene, die ich aus Spaß mal schnell mache, weil ich mir zu einem bestimmten Datensatz einfach Fragen stelle.“

Nelsons andere Projekte umfassen auch Möglichkeiten, große Datensätze über die Chemie des Meeres zu visualisieren. „Ich kann gar nicht glauben, dass das mein Job ist“, sagt er. „Ich habe so viel Spaß dabei, in diesen erstaunlichen Daten herumzuwühlen und mir eine gute Möglichkeit zu überlegen, wie ich sie in Reinform präsentieren kann. Es mangelt mir nie an coolen Projekten, an denen ich arbeiten kann.“

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