Erkenntnisse über Schnee- und Meereiseigenschaften im Mikrowellenfrequenzbereich für Fernerkundungsanwendungen während MOSAiC (MOSAiCmicrowaveRS)

• Antragsteller: Dr. Suman Singha; Dr. Gunnar Spreen
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie ; Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Förderung: Förderung von 2019 bis 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 420499875

Während der letzten Dekaden haben sich die Meereisbedingungen in der Arktis dramatisch verändert. Diese Änderungen beinhalten eine starke Abnahme der Meereisausdehnung, -alter und -dicke verbunden mit einer Verlängerung der Schmelzsaison. Gleichzeitig nimmt die Menge an Schiff- und Offshore-Aktivitäten in der Arktis zu, was verbesserte Meereisbeobachtungen erfordert. Mit Hilfe von passiver und aktiver Mikrowellen-Satellitenfernerkundung können verschiedene Meereisparameter, wie Meereistyp, -dicke, -drift und -ausdehnung, beobachtet werden. Die verwendeten Algorithmen zur Ableitung dieser Parameter beruhen jedoch in gewissem Maße auf empirische Zusammenhänge, die aus einer begrenzten Zahl von Szenarien gewonnen wurden. Sie beinhalten größtenteils keine Schneeinformationen, Einfallswinkelabhängigkeit und jahreszeitliche Veränderungen. Im Rahmen der ein Jahr langen MOSAiC-Expedition werden wir einige dieser Algorithmen mit der Hilfe von räumlich und zeitlich variablen boden-gestützten Messungen und Flugzeugmessungen verbessern. Zusammengefasst behandelt dieses Projekt die folgenden Aspekte:– Satellitenbeobachtungen im Mikrowellenbereich stehen heutzutage umfangreich zur Verfügung und werden sowohl für operationelle Anwendungen als auch Klimastudien verwendet.– Eine große Spannbreite an Auflösungen und Frequenzen von Radaren mit synthetischer Apertur (SAR), Mikrowellenradiometern und -scatterometern ist täglich verfügbar.– In diesem Projekt werden wir neue und verbesserte Methoden zur Ableitung von Meereiseigenschaften aus Mikrowellenbeobachtungen entwickeln, insbesondere Eistypen und Verteilungen von Rinnen aus SAR-Beobachtungen und Schneeeigenschaften und Eistypen von Mikrowellenradiometern.– Die ein Jahr lange MOSAiC-Expedition im zentralen Arktischen Ozean in 2019/2020 wird die notwendigen Feld- und Flugzeugbeobachtungen liefern.– Flugzeug-/Helikopter-gestützte Laserscanner, EM Eisdickenmessungen und Bilder im sichtbaren Bereich wird die Evaluation der Satellitenergebnisse während eines ganzen Jahresgangs erlauben.– Mikrowellen-Radar- und -Radiometermessungen auf dem Eis in Verbindung mit detaillierten Schnee- und Eismessungen wird die Entwicklung von verbesserter Modellierung von Strahlungstransport, Emission und Streuung von Schnee und Meereis für Fernerkundungsanwendungen ermöglichen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen
• Mitverantwortlich: Dr. Marcus Huntemann