Die Lichtverschmutzung vom Satellit gesehen

Die amerikanischen Militärsatelliten DMSP (Defense Meteorological Satellite Program) fotografieren nachts die Lichter der Erde.
Aktuelle Karten geringer Auflösung gibt es unter: spidr.ngdc.noaa.gov/spidr/querydmsp.do
Daraus wurde eine eindrucksvolle Ansicht der künstlichen Lichtquellen auf der Erde geschaffen.

Im Februar 2010 wurde die 4. Version der Daten verschiedener Satelliten für alle Jahre von 1992 bis 2008 verfügbar. Inzwischen zeigt sich, dass die Satelliten unterschiedlich empfindliche Empfänger haben und sogar deren Empfindlichkeit offenbar während der Jahre variiert. So erscheinen die Aufnahmen von 2008 teilweise schwächer als von 2004.

Eine Interkalibrierung wie sie von Elvidge u.a. (› Artikel) gemacht wurde war nicht möglich. Trotzdem sind Veränderungen deutlich erkennbar, vor allem an den Peripherien der Städte.

1992		1997		2000
© A.Hänel		© A.Hänel		© A.Hänel
2002		2004		2008
© A.Hänel		© A.Hänel		© A.Hänel
2010
© A.Hänel

In der folgenden Karte sind die Differenzen zwischen 2002 und 1993 dargestellt:

Gelb bedeutet eine Zunahme des Lichts von 1993 bis 2002,
Rot eine noch stärkere Zunahme.
Lila und Blau bedeuten eine Abnahme.
Die Abnahme in Gebieten der Niederlanden kann damit erklärt werden, dass die riesigen Flächen erleuchteter Gewächshäuser nur zu gewissen Zeiten an sind, sie können bei den Aufnahmen 1993 an gewesen sein, in 2002 aber aus. Warum aber um London das Licht zurückgegangen ist, bleibt unklar, es kann sich um instrumentelle Effekte handeln.

Die Pixelgröße der Karten liegt bei 0,5', das entspricht auf der geografischen Breite von Deutschland etwa 0,6 km x 1 km.
Die Karten zeigen nur das nach oben gerichtete Licht, das die Satelliten erfassen. Tatsächlich wird das Licht in der Atmosphäre gestreut, dies führt zur Aufhellung des Himmelshintergrunds, der die schwächeren Sterne verschluckt. Die Streuung der Atmosphäre berücksichtigen die Karten des ersten Weltatlas der Lichtverschmutzung von Pierantonio Cinzano, darin ist die Himmelshintergrundhelligkeit in mag/arcsec2 angegeben, Ausgangsmaterial waren kalibrierte Daten für 1997.

Die Erfahrung zeigte allerdings, dass die Helligkeitsstufen in Cinzanos Karte sehr breit sind, mit Hilfe der direkten Satellitenbildkarten können Stellen mit dunklem Himmel, an denen gute Beobachtungsmöglichkeiten herrschen, besser gesucht werden.

Die Karte von Frederic Tapissier hat zwar eine hohe Auflösung, sie ist aber eigentlich nur ein Abbild der Bevölkerungsdichte. Sie beruht nur auf Kartendaten von Städten und Gewerbegebieten, denen er bestimmte Helligkeiten zugeordnet hat, die er mit Höhendaten kombiniert und verschmiert hat.

georeferenziert (zip)

Lichtverschmutzungskarte von 2008 für Zentraleuropa.

georeferenziert (zip)

Der Deutschland-Karte von 2008 (rechts) sind Straßen überlagert worden, damit eine Orientierung leichter ist.
Nutzer von Moving Map-Software (Fugawi, OziExplorer, Touratech) können die georeferenzierte Karte übernehmen und mit einem GPS ist der Standpunkt darstellbar.

Anwendung für GoogleEarth
Aus Copyright-Gründen ist es problematisch, den Karten Ortschaftsnamen, Straßen usw. zu überlagern. Es ist aber möglich die Karten als Overlay den GoogleEarth-Karten zu überlagern, wobei allerdings GoogleEarth installiert sein muss:

• Die 2010-DMSP-Daten des Satelliten F18 (kmz, 5,2 MB)
  Die Zunahme der hellen Flächen dürfte weniger auf mehr Lichter als vielmehr einen neuen, empfindlicheren Satelliten zurückzuführen sein.
• Die 2009-DMSP-Daten des Satelliten F16 (kmz, 4,2 MB)
• Die 2008-DMSP-Daten des Satelliten F16 (kmz, 3,5 MB)
• Die Tapissier-Karten gibt es für einige Gebiete in Frankreich
• Die Cinzano-Daten (für 1997) gibt es auch für Europa
• Himmelshelligkeit in Vmag/arcsec (nach Cinzano) für Zentraleuropa, dies kann mit Helligkeitsmessungen mit dem Sky Quality Meter verglichen werden. Die Karte wurde von www.lightpollution.it übernommen, dort gibt es auch eine genauere Beschreibung (weiss >21.5, grün 21-21.5, dunkelgrün 20.5-21, khaki 20-20.5, gelb 19.5-20, dunkelgelb 19-19.5, pink 18.5-19, orange 18-18.5, braun 17.5-18, dunkelrot <17.5 mag/arcsec2).
• Die Differenzen der DMSP-Satellitendaten von 2002-1993 (1.4 MB), Erläuterungen der Farbskala siehe oben!

Damit hat jeder die Möglichkeit, zu vergleichen, welche Daten für ihn am geeignetsten sind!