Eine Thermische Anomalie bezeichnet eine ungewöhnliche Temperatur-Erscheinung. Im Zusammenhang mit dem Vulkanismus ist dies normalerweise eine Temperaturerhöhung. Sie kann durch heiße Gase hervorgerufen werden, oder aber auch direkt durch Lava (heiße Tephra, Lavastrom) verursacht werden. Meistens spricht man von einer Thermischen Anomalie, wenn die Quelle der Wärmeentwicklung unklar ist, etwa, wenn sie nur mittels Fernerkundung detektiert wurde, ohne dass es eine direkte Bestätigung der Vorgänge vor Ort gibt.
MODIS und MIROVA: Satelliten-gestützte Infrarot-Aufnahmen ermitteln Thermische Anomalien
Thermische Anomalien werden normalerweise von Satelliten aus detektiert. Mit speziellen Kameras werden Aufnahmen gemacht, die das Licht im Spektrum der nicht sichtbaren Wellenlängen untersuchen. Aufnahmen im Infrarotbereich können so bereits relativ schwache Wärmeanomalien mit Leistungen von ca. 1 Megawatt (MW) feststellen. MIROVA (Middle InfraRed Observation of Volcanic Activity) ist ein Projekt der Universität von Florenz. Die Wissenschaftler benutzen Daten von MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) und stellen sie in nahezu Echtzeit zur Verfügung. Die Bilder werden innerhalb von 1-4 Stunden nach Überflug der Satelliten ausgewertet. Die Daten werden in Kategorien sortiert, anhand derer man schon grob die Aktivität des Vulkans festlegen kann.
Die Infrarot-Spektrometer befinden sich an Bord der Terra- und Aqua-Satelliten, die die gesamte Erdoberfläche innerhalb von 1-2 Tagen mindestens einmal abtasten. Die Umlaufbahnen um die Erde sind so getaktet, dass Terra morgens von Nord nach Süd über den Äquator fliegt, während Aqua den Äquator nachmittags von Süd nach Nord umkreist. Die Instrumente haben eine hohe radiometrische Empfindlichkeit in 12 Bit und tasten 36 Spektralbändern im Wellenlängenbereich von 0,4 nm bis 14,4 nm ab.
Vulkanische Strahlungsleistung
Die vulkanische Strahlungsleistung (Volcanic Radiative Power, VRP) ist eine Messung der Wärme, die von der vulkanischen Aktivität zum Zeitpunkt einer Satellitenaufnahme abgestrahlt wird.
Die VRP wird in Watt (W) berechnet und stellt eine kombinierte Messung der Fläche des vulkanischen Emitters und seiner effektiven Strahlungstemperatur dar. MIROVA berechnet die vulkanische Strahlungsleistung mit Hilfe der „MIR-Methode“ (nach Wooster et al., 2003), einem Ansatz, der ursprünglich eingeführt wurde, um die von Bränden (Waldbränden) abgestrahlte Wärme anhand von Satellitendaten abzuschätzen.
MIROVA stellt die vulkanische Strahlungsleistung in einer 5-stufigen logarithmischen Skala dar, die zudem farbig kodiert ist. Sie reicht von 1 MW bis hin zu 10 GW und kann grob verschiedener vulkanischer Tätigkeit zugeordnet werden. Zu berücksichtigen ist, dass Bewölkung die Infrarotstrahlung abschwächen kann und dass die Ergebnisse dadurch verfälscht werden können.
| 1MW | 10MW | 100 MW | 1 GW | 10 GW |
| Fumarolische Aktivität | Strombolianisch, Lavadom | Lavastrom, Lavasee | Großer Lavastrom | Multiple Lavaströme mit Lavafontänen |
Die Aktivitätszuordnung in der Tabelle entspringt meinen eigenen Erfahrungswerten und dienen als grobe Einordung. Insbesondere können große Mengen heißer Tephra und Lavafontänen die Wärmestrahlung ebenfalls beeinflussen. So erzeugen Paroxysmen am Ätna schnell mehr als 10 GW Leistung, wenn eine Messung direkt in die Hauptphase der Eruption fällt.
(Quelle MIROVA)