Ableitung von Wachstumsgradtagen aus fernerkundungsbasierten Oberflächentemperaturmessungen

Planet hat vor kurzem die Ergebnisse einer Studie veröffentlicht (Blog), in der untersucht wurde, inwiefern auf Fernerkundungsdaten basierte Oberflächentemperaturen als Alternative zu den üblicherweise hierfür genutzten meteorologischen Daten verwendet werden können, um Wachstumsgradtage (oder thermische Zeit) zu berechnen. 

Temperatur spielt als Umweltfaktor für das Pflanzenwachstum und die Messung bzw. Vorhersage von Wachstumsgradtagen (thermische Zeit) eine wichtige Rolle.Die thermische Zeit bietet einen quantitativen Rahmen zur Messung der Temperaturakkumulation während der Vegetationsperiode. Ihre Vorhersage unterstützt Landwirte dabei, fundierte Managemententscheidungen zu treffen. Die zur Berechnung erforderlichen Temperaturdaten basieren typischerweise auf meteorologischen Datenquellen, lassen sich aber auch alternativ aus Fernerkundungsdaten ableiten. Im Rahmen des NaLamKI-Projekts hat Planet untersucht, ob sich die aus Mikrowellendaten abgeleitete Land Surface Temperature (LST) als Alternative zu punktuellen Lufttemperaturmessungen für die Berechnung der thermischen Zeit eignet. Die Hypothese war, dass LST aufgrund ihrer hohen räumlichen Auflösung und der direkten Messung der Oberflächentemperatur, die die für Pflanzen verfügbare Wärmeenergie genauer widerspiegelt, Vorteile bei der Berechnung bietet. Die Studie zeigt, dass das LST-Produkt zur Berechnung der thermischen Zeit in vergleichbarer Qualität wie meteorologische Daten verwendet werden kann. Dies wurde anhand von Daten zweier unterschiedlicher Regionen (Deutschland und Kansas, USA) und für unterschiedliche räumliche Ebenen (regional und feldspezifisch) über mehrere Vegetationsperioden hinweg (~10 Jahre) nachgewiesen. Mehr Details finden sich im Blogbeitrag. 

 Kumulierte Wachstumsgradtage (Cumulative GDD) pro Wachstumsstadium (BBCH) berechnet aus dem 100m LST-Produkt (blau) und DWD Wetter Stationen (schwarz) für Rapsfelder in Brandenburg (PatchCROP Daten) in den Jahren 2021 (links), 2022 (Mitte) und 2023 (rechts).