Änderung der Schneebedeckung und deren Auswirkungen auf arktischen Permafrost unter Verwendung von gravimetrischen Satellitendaten
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Dieses Projekt hatte zwei Ziele. Zum einen ging es um die Extraktion des Schneewasseräquivalents aus den Daten des gravimetrischen Satelliten GRACE durch einen simplen Ansatz mit Hilfe von hydrologischen Modellen. Zum anderen sollte überprüft werden, ob ein Zusammenhang zwischen der Veränderung des somit ermittelten Schneewasseräquivalent und der daraus abgeleiteten Schneedicke mit der Veränderung der Auftauschicht des Permafrost in den polaren Permafrostgebieten besteht. Für die Extraktion des Schneewasseräquivalents (SWE) aus GRACE wurden die hydrologischen Modelle WGHM und GLDAS verwendet, die sowohl den Gesamtwasserspeicher (TWS) wie auch SWE als Komponenten beinhalten. Mit Hilfe verschiedener Korrelationen über verschiedene Zeiträume und räumliche Bereiche in den polaren Permafrostgebieten wurde ermittelt, dass SWE der dominierende hydrologische Faktor in den kontinuierlichen und diskontinuierlichen Permafrostzonen ist und dort durch einen simplen Subtraktionsansatz aus GRACE extrahiert werden kann. Zwischen Nordamerika und Sibirien konnten nur geringe Unterschiede festgestellt werden. Ein Zusammenhang zwischen der Veränderung der Schneedicke und der Veränderung der Auftauschicht des Permafrosts ist allerdings nicht zu erkennen. Die lineare Regression der beiden Variablen zeigte zwar hohe Werte, allerdings sind der Korrelationskoeffizient und der RMSE sehr gering. Überraschend an den Ergebnissen war, dass SWE während der Wintermonate schlechtere Korrelationsergebnisse erzielte wie während des gesamten Untersuchungszeitraums. Hier war angenommen worden, dass SWE der dominierende Faktor ist, was sich besonders im Winter als Hauptsignal durchschlagen sollte. Zweitens wurden keine signifikanten Unterschiede zwischen Nordamerika und Sibirien festgestellt, welche aus der Literatur bekannt waren. Beides wurde auf die hohen Fehlerwerte der hydrologischen Modelle zurückgeführt.
