Analyse von Satellitenaltimetrie über Eis zur Bestimmung der Reaktion des Antarktischen Eisschilds auf Klimaänderungen

• Antragsteller: Dr. Veit Helm, Ph.D., seit 2/2021; Professor Dr.-Ing. Martin Horwath
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung seit 2020
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 442929109

Das Projekt soll die Nutzung der Satellitenaltimetrie über dem Antarktischen Eisschild weiterentwickeln, um besser verstehen und quantifizieren zu können, wie der Eisschild auf Klimavariabilität und Klimaänderungen reagiert. Wir werden Messungen von Radaraltimetersatelliten vergangener und gegenwärtiger Missionen mit neuen Methoden auswerten, die insbesondere die topographischen Korrektionen und die Verminderung von Firnpenetrationseffekten verbessern. Zusammen mit hochauflösenden Laseraltimetermessungen werden wir daraus Zeitreihen von Oberflächenhöhenänderungen ableiten. Im Vergleich zu bisherigen Arbeiten wollen wir eine deutliche Reduktion systematischer Messfehler und eine erhebliche Verbesserung der Datenabdeckung in den Randbereichen des Eisschildes erreichen, wo bisherige Algorithmen keine verlässlichen Resultate lieferten.Darauf aufbauend werden wir für die Analyse und Interpretation der gemessenen Höhenänderungen neue Ansätze entwickeln und umsetzen. Eishöhenänderungen resultieren hauptsächlich aus einem mit der Oberflächenbilanz nicht ausgeglichenen Eisfluss oder aus Fluktuationen der Mächtigkeit der Firnschicht auf saisonalen bis säkularen Zeitskalen. Wir werden charakteristische räumliche und zeitliche Muster für jeden dieser Prozesse untersuchen und eine Parametrisierung aufstellen, die es uns gestattet, altimetrische Höhenänderungen den zugrundeliegenden Prozessen zuzuordnen. Damit werden wir in der Lage sein, Datenlücken mit physikalisch realistischen Werten zu füllen und gleichzeitig den Einfluss des Messrauschens zu reduzieren. Darüber hinaus wird diese Parametrisierung uns erlauben, die beobachteten Volumenänderungen entsprechend der beteiligten Prozesse mit adäquaten Dichtewerten in Massensignale umzurechnen. Anders als in früheren Studien müssen wir uns dann nicht darauf beschränken, die Höhenänderung lokal genau einem der beiden Prozesse zuzuordnen, sondern können nun verschiedene Prozesse simultan berücksichtigen. Dies verspricht physikalisch konsistentere und damit realistischere Ergebnisse.In dem sich die Analyse der Altimetriedaten vom bestehenden Verständnis der physikalischen Prozesse leiten lässt, wird sie schließlich zur Verbesserung dieses Verständnisses beitragen, also Rückschlüsse für die Modellierung von Eisfließdynamik, Oberflächenmassenbilanz und Firnprozessen ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1158: Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten
• Ehemaliger Antragsteller: Dr.-Ing. Ludwig Schröder, bis 2/2021