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Erdbeobachtung für die Umweltüberwachung - Eurac Research

Erdbeobachtung für die Umweltüberwachung

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Eurac Research ist ein privates Forschungszentrum mit Sitz in Bozen. Unsere Wissenschaftler widmen sie sich einem Thema: Zukunft zu gestalten.

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Wir entwickeln neue Methoden zur Überwachung der alpinen Kryosphäre. Dazu nutzen wir verschiedene Datenquellen wie optische Satellitenbilder, Radar-Satellitenaufnahmen, meteorologische In-situ-Beobachtungen und Schneemodell-Simulationen, die wir miteinander kombinieren. Die daraus gewonnen Erkenntnisse  verbessern  das Wasser-Management (z.B. die Abschätzung des Schneewasseräquivalents) und ermöglichen es, die damit verbundenen Risiken besser einzuschätzen (z.B. die Bodenverformung durch Veränderungen des Permafrosts).

Kryosphäre

Wir modellieren Bodenfeuchte, Evapotranspiration und kombinierte biophysikalische/meteorologische Indizes mit Hilfe von Satellitendaten, physikalischen- und Machine-Learning-Modellen sowie durch Bodenbeobachtungen.  Damit möchten wir zum Verständnis von Prozessen der Land-Vegetation-Atmosphäre-Interaktion beitragen. In enger Zusammenarbeit mit hydrologischen Modellierern und landwirtschaftlichen Akteuren entwickeln wir neue Anwendungen zu Wassernutzung und Wasserverfügbarkeit.


Wasserressourcenüberwachung für Landwirtschaft und Hydrologie

Unsere Forschung zielt darauf ab, die zeitliche Dynamik und die räumliche Verteilung der hochvariablen Gebirgsvegetation zu beobachten und zu verstehen. Insbesondere konzentrieren wir uns auf die in der alpinen Landschaft dominanten Formen Bergwälder und Grasland. Um kurz- und langfristige Auswirkungen von Klimawandel und Landnutzungsänderung zu verstehen, verfolgen wir die Dynamik der Landbedeckung und überwachen biophysikalische Vegetationsparameter auf verschiedenen Skalen. Dazu verwenden wir optische Daten,  Radardaten und eine Vielzahl an Daten, die  von Bodenstationen geliefert werden. 

Vegetation und Landnutzungsdynamik

Bei den wissenschaftlichen Publikationen dieser Forschungsgruppe handelt es sich hauptsächlich um folgende:

* [Artikel](https://bia.unibz.it/esploro/search/outputs?unit=39UBZ_INST___EURAC&sort=date_d&page=1&institution=39UBZ_INST&mfacet=facet_academic_unit,include,39UBZ_INST___3510@eurac.edu,1&mfacet=facet_rtype,include,articles,2&mfacet=facet_creator,include,Claudia%20Notarnicola,3&mfacet=facet_creator,include,Mattia%20Callegari,3&mfacet=facet_creator,include,Felix%20Greifeneder,3&mfacet=facet_creator,include,Ruth%20Sonnenschein,3&mfacet=facet_creator,include,Carlo%20Marin,3&mfacet=facet_creator,include,Michael%20Matiu,3&mfacet=facet_creator,include,Giovanni%20Cuozzo,3&mfacet=facet_creator,include,Ludovica%20De%20Gregorio,3&mfacet=facet_creator,include,Mariapina%20Castelli,3&mfacet=facet_creator,include,Valentina%20Premier,3)
 
* [Konferenzberichte, Poster und Präsentationen](https://bia.unibz.it/esploro/search/outputs?unit=39UBZ_INST___EURAC&sort=date_d&page=1&institution=39UBZ_INST&mfacet=facet_academic_unit,include,39UBZ_INST___3510@eurac.edu,1&mfacet=facet_creator,include,Claudia%20Notarnicola,3&mfacet=facet_creator,include,Mattia%20Callegari,3&mfacet=facet_creator,include,Felix%20Greifeneder,3&mfacet=facet_creator,include,Ruth%20Sonnenschein,3&mfacet=facet_creator,include,Carlo%20Marin,3&mfacet=facet_creator,include,Michael%20Matiu,3&mfacet=facet_creator,include,Giovanni%20Cuozzo,3&mfacet=facet_creator,include,Ludovica%20De%20Gregorio,3&mfacet=facet_creator,include,Mariapina%20Castelli,3&mfacet=facet_creator,include,Valentina%20Premier,3&mfacet=facet_rtype,include,conferencepresentation,4&mfacet=facet_rtype,include,conference_proceedings,4&mfacet=facet_rtype,include,conferenceposter,4)

* [Bücher und Buchkapitel](https://bia.unibz.it/esploro/search/outputs?unit=39UBZ_INST___EURAC&sort=date_d&page=1&institution=39UBZ_INST&mfacet=facet_academic_unit,include,39UBZ_INST___3510@eurac.edu,1&mfacet=facet_creator,include,Claudia%20Notarnicola,3&mfacet=facet_creator,include,Mattia%20Callegari,3&mfacet=facet_creator,include,Felix%20Greifeneder,3&mfacet=facet_creator,include,Ruth%20Sonnenschein,3&mfacet=facet_creator,include,Carlo%20Marin,3&mfacet=facet_creator,include,Michael%20Matiu,3&mfacet=facet_creator,include,Giovanni%20Cuozzo,3&mfacet=facet_creator,include,Ludovica%20De%20Gregorio,3&mfacet=facet_creator,include,Mariapina%20Castelli,3&mfacet=facet_creator,include,Valentina%20Premier,3&mfacet=facet_rtype,include,books,4&mfacet=facet_rtype,include,book_chapters,4)

* [Berichte](https://bia.unibz.it/esploro/search/outputs?unit=39UBZ_INST___EURAC&sort=date_d&page=1&institution=39UBZ_INST&mfacet=facet_academic_unit,include,39UBZ_INST___3510@eurac.edu,1&mfacet=facet_creator,include,Claudia%20Notarnicola,3&mfacet=facet_creator,include,Mattia%20Callegari,3&mfacet=facet_creator,include,Felix%20Greifeneder,3&mfacet=facet_creator,include,Ruth%20Sonnenschein,3&mfacet=facet_creator,include,Carlo%20Marin,3&mfacet=facet_creator,include,Michael%20Matiu,3&mfacet=facet_creator,include,Giovanni%20Cuozzo,3&mfacet=facet_creator,include,Ludovica%20De%20Gregorio,3&mfacet=facet_creator,include,Mariapina%20Castelli,3&mfacet=facet_creator,include,Valentina%20Premier,3&facet=facet_rtype,include,reports)

* [Abstract](https://bia.unibz.it/esploro/search/outputs?unit=39UBZ_INST___EURAC&sort=date_d&page=1&institution=39UBZ_INST&mfacet=facet_academic_unit,include,39UBZ_INST___3510@eurac.edu,1&mfacet=facet_creator,include,Claudia%20Notarnicola,3&mfacet=facet_creator,include,Mattia%20Callegari,3&mfacet=facet_creator,include,Felix%20Greifeneder,3&mfacet=facet_creator,include,Ruth%20Sonnenschein,3&mfacet=facet_creator,include,Carlo%20Marin,3&mfacet=facet_creator,include,Michael%20Matiu,3&mfacet=facet_creator,include,Giovanni%20Cuozzo,3&mfacet=facet_creator,include,Ludovica%20De%20Gregorio,3&mfacet=facet_creator,include,Mariapina%20Castelli,3&mfacet=facet_creator,include,Valentina%20Premier,3&mfacet=facet_rtype,include,abstracts,4)

* [Dataset](https://bia.unibz.it/esploro/search/outputs?unit=39UBZ_INST___EURAC&sort=date_d&page=1&institution=39UBZ_INST&mfacet=facet_academic_unit,include,39UBZ_INST___3510@eurac.edu,1&mfacet=facet_creator,include,Claudia%20Notarnicola,3&mfacet=facet_creator,include,Mattia%20Callegari,3&mfacet=facet_creator,include,Felix%20Greifeneder,3&mfacet=facet_creator,include,Ruth%20Sonnenschein,3&mfacet=facet_creator,include,Carlo%20Marin,3&mfacet=facet_creator,include,Michael%20Matiu,3&mfacet=facet_creator,include,Giovanni%20Cuozzo,3&mfacet=facet_creator,include,Ludovica%20De%20Gregorio,3&mfacet=facet_creator,include,Mariapina%20Castelli,3&mfacet=facet_creator,include,Valentina%20Premier,3&facet=facet_rtype,include,datasets)


* [Review](https://bia.unibz.it/esploro/search/outputs?unit=39UBZ_INST___EURAC&sort=date_d&page=1&institution=39UBZ_INST&mfacet=facet_academic_unit,include,39UBZ_INST___3510@eurac.edu,1&mfacet=facet_creator,include,Claudia%20Notarnicola,3&mfacet=facet_creator,include,Mattia%20Callegari,3&mfacet=facet_creator,include,Felix%20Greifeneder,3&mfacet=facet_creator,include,Ruth%20Sonnenschein,3&mfacet=facet_creator,include,Carlo%20Marin,3&mfacet=facet_creator,include,Michael%20Matiu,3&mfacet=facet_creator,include,Giovanni%20Cuozzo,3&mfacet=facet_creator,include,Ludovica%20De%20Gregorio,3&mfacet=facet_creator,include,Mariapina%20Castelli,3&mfacet=facet_creator,include,Valentina%20Premier,3&facet=facet_rtype,include,reviews)

Links eine Oberfläche ohne Schnee. Das Satellitensignal (rote Linie) berührt den Boden und kehrt auf direktem Weg zur Quelle zurück. Rechts: der Schnee lenkt das Satellitensignal (blaue Linie) ab und interagiert mit ihm, sodass es auf komplexerem Weg zum Satelliten zurückkehrt (gestrichelte Linie).

Durchschnittliche mit Schnee bedeckte Fläche (Schneebedeckungsgrad) im Winter (Dezember bis Februar) und Frühling (März bis Mai) für die Gegenwart (2000­-2020) und projizierte Veränderungen in der Zukunft (2071­-2100). Für den Zeitraum 2000­-2020 wurden Satellitenbilder ausgewertet, die Darstellung der zukünftigen Entwicklung beruht auf regionalen Klimamodellen, die mit Satellitenbeobachtungen kalibriert wurden. Die Karten haben eine horizontale Auflösung von ungefähr 12km, was der Auflösung der aktuellen Generation regionaler Klimamodelle entspricht.

Trendanalyse der Schneehöhen an allen Messstationen mit mehr oder weniger vollständigen Datenreihen über die vergangenen vier Jahrzehnte (1981­ 2020). Die Änderungen in der Schneehöhe wurden mit einer linearen Regressionsanalyse der mittleren monatlichen Schneehöhe abhängig vom Jahr bestimmt. In rot negative Trends, in Blau positive Trends.

Unser Forscher misst die Schneedichte und das Schneewasseräquivalent mit Hilfe eines Schneezylinders und einer Waage im Schnalstal (BZ). Diese Messungen geben Aufschluss über die im Schnee gespeicherte Wassermenge die später als Abfluss generiert wird und ein wichtiger Frühindikator für die Wasserverfügbarkeit im weiteren Jahr ist.

Unsere Vice Head zeigt die aktuelle Schneedeckensituation in den Alpen anhand von Satellitenbildern 

Am 15. November 2022 verbrachten die Gewinner des Eureka!-Wettbewerbs, der vom Festival "Le Mille e una scienza" organisiert wurde, einige Stunden mit Claudia Notarnicola, die ihnen den Nutzen von Satellitenbildern in Bezug auf die Umwelt und den Klimawandel erklärte

CCI+ Phase 2 - New ECVs / Snow (ESA-Klimaschutzinitiative zu der wesentlichen klimatischen Variable Schnee) 

OPTION CCI+ Phase 2 - Hochauflösende Schneekartierung aus Sentinel-2- und Landsat-Daten 

4DMED-Hydrology

Hin zu Naturgefahren-Resilienz von Infrastruktur unter sich ändernden klimatischen Bedingungen

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Multi-Frequenz-SAR-Anwendungen in der Kryosphäre

Entwicklung eines innovativen Ansatzes zur Ableitung eines Dürreindex für alpines Grünland durch Kombination von Satellitendaten, physikalischen Modellen und meteorologischen Informationen.

Assimilierung von kosmogenen Neutronen und Fernerkundungsdaten für ein verbessertes Wasserressourcenmanagement

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Erdbeobachtung für die Umweltüberwachung