Charakterisierung der sommerlichen Schmelzperiode auf antarktischem Meereis durch Fernerkundung und Feldmessungen

• Main Author: Willmes, Sascha
• Format: Doctoral or Postdoctoral Thesis
• Language: German
• Published: 2007
• Subjects: Antarktisforschung; Geowissenschaften; ddc:550; Antarctic; Sommers; Antarc*; Antarktis*; Arktis*; Sea ice
• Online Access: https://ubt.opus.hbz-nrw.de/frontdoor/index/index/docId/263; https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:hbz:385-4291; https://doi.org/10.25353/mq9c-z317; https://ubt.opus.hbz-nrw.de/files/263/Dissertation_SWillmes2007.pdf

Die polare Kryosphäre stellt einen Schlüsselfaktor für die Erforschung des Klimawandels dar. Insbesondere das Meereis und seine Schneebedeckung, die sich durch eine äußerst hohe und Zeitskalen-übergreifende Sensitivität gegenüber atmosphärischen Einflüssen auszeichnen, können als diagnostische Parameter für die Abschätzung von Veränderungen im Klimasystem herangezogen werden. Die komplexen Rückkopplungsmechanismen, durch die das Meereis mit der globalen Zirkulation der Atmosphäre und des Ozeans in Wechselwirkung steht, werden durch eine zusätzliche Schneeauflage deutlich verstärkt. Insofern tragen die saisonalen Veränderungen der physikalischen Eigenschaften des Schnees, und insbesondere der Beginn der Schneeschmelze, massgeblich zur lokalen und regionalen Energiebilanz sowie zur Meereismassenbilanz bei. In dieser Arbeit wird nun erstmals auf der Basis langjähriger Daten der satellitengestützten Mikrowellenfernerkundung, in Kombination mit Feldmessungen aus dem Weddellmeer während des Sommers 2004/2005, die Charakteristik der sommerlichen Schmelzperiode auf antarktischem Meereis untersucht. Die sommertypischen Prozesse zeichnen sich hier durch deutliche Unterschiede im Vergleich zu arktischem Meereis aus. Wie die Messungen vor Ort zeigen, kommt es während des antarktischen Sommers nicht zu einem kompletten Abschmelzen des Schnees. Vielmehr dominieren ausgeprägte Schmelz-Gefrier-Zyklen im Tagesgang, die eine Abrundung und Vergrösserung der Schneekristalle sowie die Bildung interner Eisschichten verursachen. Dies führt radiometrisch zu Mikrowellensignalen, deren Erfassung im Vergleich zu bestehenden Schmelzerkennungs-Methoden neue Ansätze erfordert. Durch den Vergleich von zeitlich hoch aufgelösten in-situ Messungen der physikalischen Schneeeigenschaften mit parallel dazu erfassten Satellitendaten, sowie durch eine Modellierung der mikrowellenradiometrischen Eigenschaften der Schneeauflage, konnte ein neuer Indikator entwickelt werden, über den das Einsetzen der typischen sommerlichen Schmelzperiode auf ...