Einflüsse von Schnee auf Antarktisches Meereis - Fernerkundung (SCASI-RS)

• Antragstellerin: Dr. Nina Maaß
• Fachliche Zuordnung: Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Förderung: Förderung von 2018 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 404762641

Antarktisches Meereis ist üblicherweise mit Schnee bedeckt, folglich bestimmen die Eigenschaften von Schnee die Oberflächeneigenschaften vom Eis und beeinflussen die Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre und Ozean. Die Bildung von Schnee-Eis ist ein weitverbreitetes Phänomen in der Antarktis und trägt maßgeblich zur Eismassenbilanz bei, weit häufiger als in der Arktis. Wissen über die Schneedicke und -dichte wird auch für die Eisdickenbestimmung aus Altimetermessungen benötigt. Bisher stützt sich unser Wissen über Schnee auf antarktischem Meereis hauptsächlich auf einzelne Feldmessungen und Schiffsbeobachtungen. Schneedicke kann aber auch mithilfe von passiven Mikrowellensatelliten (bei Frequenzen von 19 und 37GHz) bestimmt werden, wobei die Validierung und Fehlerquellenbestimmung noch Gegenstand aktueller Forschung sind.In dem Projekt zum Einfluss von Schnee auf antarktisches Meereis (SCASI) versuchen wir den Schnee und seine Verteilung zu quantifizieren sowie die Eigenschaften und die zeitliche Entwicklung darzustellen. Das übergeordnete Ziel ist die Erstellung eines neuen und konsistenten Schneedatensatzes, der unterschiedliche räumliche und zeitliche Skalen umfasst. Um dies zu erreichen und die verschiedenen Skalen von Punkt- bis hin zu Satellitenmessungen zu überbrücken, verbinden wir Feldmessungen und Satellitenfernerkundung mit numerischen Modellen. Ein weitverbreitetes und bewährtes Schneemodel zur Modellierung von alpinem Schnee ist das eindimensionale SNOWPACK Model. Das SCASI Projekt bringt Partner aus der Schweiz und aus Deutschland zusammen um eine Meereis-Version von SNOWPACK weiterzuentwickeln und mit Feld- und Bojenmessungen sowie mit Satellitenbeobachtungen von passiven Mikrowellen zu kombinieren. Das hier vorgestellte Vorhaben (SCASI-RS) bezieht sich auf den Fernerkundungsteil des SCASI Projekts. Durch den Vergleich von SNOWPACK Simulationen mit Feldmessungen können wir für die Satellitenvalidation gut geeignete Fälle identifizieren. Indem wir SNOWPACK mit Emissionsmodellen zusammenbringen, können wir zudem Mikrowellenstrahlung modellieren und den Einfluss von Schnee-Eigenschaften auf die Schneedickenbestimmung untersuchen. Im SCASI-RS Projekt werden wir dies nicht nur für die 19 und 37GHz Frequenzen tun, die bisher zur Schneedickenbestimmung verwendet wurden, sondern auch für eine niedrigere Frequenz (1.4GHz). Globale Messungen bei 1.4GHz gibt es seit 2009 und diese sind zur Schneedickenbestimmung in der Arktis vorgeschlagen worden. Auf Grund der unterschiedlichen Bedingungen können die Ergebnisse aber evtl. nicht einfach auf Antarktische Gebiete übertragen werden.Das resultierende Produkt wird nicht nur für Meereis- und Strahlungsmodelle nützlich sein, sondern auch für die altimeter-basierte Eisdickenbestimmung und andere Forschungsgebiete, die Informationen über Schnee auf Meereis benötigen, zum Beispiel hinsichtlich der biologischen Produktion oder geo-chemischer Prozesse.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1158: Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten - mit Fortsetzungsantrag 2025 - 2030
• Internationaler Bezug: Schweiz
• Mitverantwortliche: Dr. Lars Kaleschke; Dr. Marcel Nicolaus
• Kooperationspartner: Professor Dr. Michael Lehning; Dr. Nander Wever