The Arctic freshwater budget

• Main Author: Winkelbauer, Susanna
• Format: Thesis
• Language: unknown
• Published: 2020
• Subjects: 38.82 Klimatologie; Süßwasserhaushalt / Hydrologischer / Haushalt / Arktis / Niederschlag / Evaporation / Abfluss; Freshwater / Budget / Hydrological / Arctic / Precipitation / Evaporation / Runoff; Arctic; Arktis; Arktis*; Barentssee; Beaufort Sea
• Online Access: http://othes.univie.ac.at/65006/

In dieser Arbeit wird der Süßwasserhaushalt der Arktis mit all seinen Komponenten diskutiert. Dazu wird die Arktis in die Zweige Atmosphäre, Land und Ozean aufgeteilt und Haushaltsgleichungen für die drei Subsysteme aufgestellt. Die einzelnen Süßwasserkomponenten werden anschließend untersucht, wobei hauptsächlich das neuste ECMWF Reanalyseprodukt ERA5 verwendet wird. Die Parameter werden untersucht auf Saisonalität, zwischenjährliche Variabilität und Trends. So zeigt beispielsweise die mittlere Arktis einen leichten Zuwachs an Süßwasserzufuhr von der Atmosphäre zur Oberfläche, während Regionen wie die Karasee, Barentssee und Beaufortsee relativ beträchtliche Abnahmen verzeichnen. Die Größten Unstimmigkeiten zeigt der Süßwasser-Abfluss von den Landflächen in den Ozean. Während Daten von ERA5 starke Abfluss Abnahmen über die letzten Jahrzehnte zeigen, deuten Beobachtungen auf leichte Zunahmen hin. Da der Abfluss in ERA5-Land, der offline Simulation von ERA5, deutlich höhere Werte zeigt, liegt das Problem wohl am Datenassimilationssytsem und insbesondere an der Einführung eines neuen IMS Schneeprodukts in 2004. In this thesis the freshwater budget of the Arctic and all it's relevant components is discussed. Therefore the Arctic system is divided into it's three branches, the atmosphere, the land and the ocean, and budget equations for the subsystems are constructed. The individual hydrological components are then examined, using essentially the newest ECMWF reanalysis ERA5, and, if available, compared to other datasets and previous studies. The parameters are analysed on their spatial distribution, seasonalities, interannual variabilities and possible trends. Several hydrological variables exhibit significant changes over the past decades, e.g. the central Arctic indicates a slight increase of freshwater delivery from the atmosphere to the surface, while peripheral oceanic regions like Kara, Barents and Beaufort Sea show relatively strong decreases. The biggest inconsistencies were found concerning the hydrological land variable runoff, with values from ERA5 showing strong negative trends over the past decades and hence differing greatly from observed runoff values, that feature rather positive trends. As runoff from ERA5-Land, the offline simulation of ERA5, showed considerably higher values, the problem was attributed mainly to the data assimilation system and the introduction of a new IMS (Interactive Multi-sensor Snow and Ice Mapping System) snow cover product in 2004.