Antragsteller:in

Dr. Ole Zeising
Alfred-Wegener-Institut
Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
Fachbereich Geowissenschaften Sektion Glaziologie
Am Alten Hafen 26
27568 Bremerhaven

Projektbeschreibung

Ziel dieses Projekts ist die Verbesserung der Bestimmung von Schmelzraten unter antarktischen Schelfeisen mittels Satellitenfernerkundung durch systematische Validierung mit bodengestützten Radarbeobachtungen. Schelfeise sind die schwimmenden Ausläufer des antarktischen Eisschildes und spielen eine entscheidende Rolle bei der Stabilisierung des aufliegenden Eises. Zunehmende basale Schmelzraten, die durch Wärmeeintrag aus dem Ozean verursacht werden, gefährden die Stabilität dieser Schelfeise. Ihr Ausdünnen oder Zerfall kann den Fluss des Inlandeises ins Meer beschleunigen und somit zum globalen Meeresspiegelanstieg beitragen. Beobachtungen der basalen Schmelzraten sind daher entscheidend, um zu verstehen, wie der antarktische Eisschild mit dem umgebenden Ozean interagiert und wie beide auf ein sich erwärmendes Klima reagieren. Die Satellitenfernerkundung bietet die einzige Möglichkeit, basale Schmelzraten der antarktischen Schelfeise kontinuierlich und flächendeckend zu messen. Die Methode beruht auf der Bestimmung von Änderungen der Oberflächenhöhe durch Satellitenaltimetrie, kombiniert mit weiteren Satellitendatensätzen und numerischen Modellen. Diese Methode ist jedoch mit erheblichen Unsicherheiten behaftet, beispielsweise durch Veränderungen der Schnee- und Firneigenschaften oder durch Annahmen in den zugrunde liegenden Modellen. Um diese Unsicherheiten besser zu quantifizieren und die Genauigkeit satellitengestützter Schmelzraten zu verbessern, werde ich sie systematisch mit bodengestützten Messungen validieren. Diese In-situ-Beobachtungen werden mit einem autonomen phasensensitiven Radar (ApRES) durchgeführt - einem Radarsystem, das vertikale Bewegungen im Eis präzise erfasst und dadurch eine sehr genaue Bestimmung der Schmelzrate zulässt. Ich werde bestehende ApRES-Datensätze von 14 antarktischen Schelfeisen einheitlich neu auswerten, um einen umfassenden und konsistenten Referenzdatensatz zu erstellen. Dieser Datensatz wird neben den basalen Schmelzraten auch Zwischenprodukte wie Änderungen der Eisdicke, Oberflächenakkumulation und Firnverdichtung sowie vertikale Deformation enthalten. Durch den Vergleich dieser In-situ-Beobachtungen mit satellitenbasierten Produkten sollen die dominanten Unsicherheitsquellen identifiziert und die Genauigkeit aktueller Fernerkundungsprodukte bewertet werden. Das übergeordnete Ziel ist es, die am besten validierten Satellitendatensätze mit einem neu entwickelten Produkt der Oberflächenhöhenänderung zu kombinieren, um eine verbesserte Schätzung der basalen Schmelzraten der antarktischen Schelfeise zu erzeugen. Das Ergebnis wird ein robustes Konstrukt zur Bewertung von Satellitenbeobachtungen und zur Integration boden- und satellitengestützter Daten sein. Dadurch wird unsere Fähigkeit gestärkt, die Stabilität der antarktischen Schelfeise zu überwachen und die fortschreitenden Veränderungen an der Schnittstelle zwischen Eisschild und Ozean besser zu verstehen.

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