In Folge vergangener Dürresommer (z.B. 2003, 2015, 2018) kam es in den Wäldern Deutschlands und Europas zu einem vermehrten Absterben verschiedener Baumarten (Referenzen 1-3). Der Waldzustandsmonitor (WZM) soll in diesem Zusammenhang den Zustand der Wälder in Deutschland und Europa flächendeckend visualisieren. Um dies zu ermöglichen wird mit Hilfe von Fernerkundungsdaten die Grünheit der Vegetation ermittelt und mit langjährigen Beobachtungen verglichen. Um sowohl die relative aber auch die absolute Variation der Grünheit über den Beobachtungszeitraum zu veranschaulichen, bietet der WZM derzeit 2 Produkte an:

Die Quantile erlauben es die Rangfolge der Grünheitsbeobachtungen zu veranschaulichen. Dadurch kann ermittelt werden wie sich die Grünheit zu einem gewählten Termin relativ zu allen anderen Jahren verhält. Das Hauptziel der Quantile ist die Darstellung von positiven und negativen Extremwerten, welche auf besonders günstige (frühes Frühjahr, ausreichend Niederschlag) bzw. ungünstige (Dürre, Spätfrost, Kalamitäten) Umweltbedingungen hinweisen können. Demgegenüber stehen die proportionalen Abweichungen, welche die absolute Abweichung der Grünheit vom langjährigen Mittelwert in Prozent darstellen.

Die komplementären Produkte liefern beide einen Erkenntnisgewinn, um einerseits flächendeckend extreme Grünheitswerte (wie z.B. in 2018 und 2019) darstellen zu können (Quantile) und andererseits diese Extreme besser einordnen zu können (Proportionen). Letzteres ist vor allem notwendig in Gebieten mit einer niedrigen Gesamtvariabilität, in welchen bereits geringe Abweichungen vom langjährigen Mittel als Extremwerte eingestuft werden.

Die Grünheit wird mit Hilfe des NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) geschätzt, welcher bereits mehrmals zur Quantifizierung von extremen Witterungsereignissen eingesetzt wurde (Referenzen 4-7). Der NDVI bedient sich der Reflektanz im Rot- und Nahinfrarotspektrum der beobachteten Oberflächen. Photosynthetisch aktive, vitale Blätter haben eine deutlich höhere Reflektanz im Nahinfrarotbereich im Vergleich zu roten Wellenlängen. Aus diesem Grund erscheint gesunde Blattmasse unserem Auge in einer grünen Farbe. Absterbende Blätter hingegen haben eine deutlich erhöhte Reflektanz im roten Spektralbereich, weshalb diese unserem Auge in verschiedenen Orange-, Rot- und Brauntönen erscheint.

Die dem NDVI zu Grunde liegenden Spektralinformationen werden von den beiden MODIS-Satelliten (MODerate resolution Imaging Spectrometer) mit einer räumlichen Auflösung von 231 m x 231 m sowie einem zeitlichen Interval von 8 Tagen gewonnen. Aufgrund der räumlichen Auflösung von 231 m x 231 m sollte die Interpretation der Werte im Hinblick auf kleinskalige Prozesse (z.B. absterben einzelner Bäume) vorsichtig erfolgen. Weitere Details zur Interpretation befinden sich auf den einzelnen Produktseiten.

Die ausführliche Methodik des Waldzustandmonitors inkl. Anwendungsbeispielen ist in Referenz 8 beschrieben.

Ein kurzes Einführungsvideo  (in Englisch) befindet sich hier.

Aufgrund möglicher Artefakte in den Eingangsdaten (z.B: in Folge atmosphärischer Störungen bzw. Einfluss anderer Vegetationskomponenten) übernimmt der Waldzustandsmonitor keine Garantie für einzelne Werte. Nichts desto trotz stimmen die dargestellten Werte mit Bodenbeobachtungen gut überein (siehe auch Beschreibungen der Produkte).