Aktuelle Schmelzsituation der Antarktischen Meereisoberfläche aus Satellitenfernerkundung (REASSESS)

• Antragstellerin: Dr. Larysa Istomina
• Fachliche Zuordnung: Physik, Chemie und Biologie des Meeres
• Förderung: Förderung seit 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 424326801

Im Januar 2017 kam es in der Nähe der japanischen Syowa-Station in der Antarktis zu einem massiven Abschmelzen der Meereisoberfläche. Das Besatzung des Eisbrechers RV Shirase meldete mehrere Schmelztümpel auf landfestem und frei schwimmendem Eis. Massive Schmelztümpelbildung wurde bereits ein Jahr zuvor, im Januar 2016, im McMurdo Sound beobachtet.Schmelztümpel (ST), d. h. Pfützen aus Schmelzwasser auf dem Meereis, sind in der Arktis im Sommer weit verbreitet, gelten aber in der Antarktis als äußerst selten. In dem derzeit laufenden Projekt REASSESS haben wir gezeigt, dass ST in der Nähe der Syowa-Station nicht nur im Januar 2017, sondern auch im Januar 2018, 2019 und 2020 beobachtet wurden, und damit bewiesen, dass einige ST bisher aufgrund fehlender In-situ-Beobachtungen einfach übersehen wurden. Wir haben zum ersten Mal globale Karten der antarktischen ST-bedeckung vorgelegt, die als Tagesdurchschnitt aus allen Satellitenüberflügen eines bestimmten Tages erstellt wurden, und haben weitere potenzielle ST-ereignisse auch in anderen Regionen des eisbedeckten Südpolarmeeres lokalisiert. Diese neuen Daten werden zum ersten konsistenten, globalen Datensatz für ST in der Antarktis zusammengestellt. Anstelle von qualitativen Einschätzungen wie "Schmelztümpel in der Antarktis sind selten" sind wir in der Lage, von Satelliten abgeleitete Flächenanteile der ST und des blauen Eises im Südlichen Ozean für viele Jahre von Satellitendaten zu liefern.Allerdings sind die In-situ-Kampagnen, die den spezifischen Bedingungen entsprechen, die für die Validierung unseres Algorithmus erforderlich sind (Sonnenlicht, wolkenfreie Bedingungen), selten, so dass die Validierung und Kalibrierung des entwickelten Algorithmus zu kurz kommt.Im Rahmen des vorgeschlagenen Erneuerungsprojekts planen wir die Durchführung einer vom AWI finanzierten Flugzeugkampagne. Eines der Ziele ist die Beobachtung der ST/Blaueis auf dem antarktischen Festland und frei schwimmendem Packeis. Das Ergebnis dieser Kampagne wird ein einzigartiger In-situ-Datensatz sein, der als Validierung und Kalibrierung für unsere Fernerkundung der ST dienen wird. Darüber hinaus planen wir den Einsatz von Satellitenbildern mit sehr hoher räumlicher Auflösung als eine weitere Quelle für Validierungsdaten. Diese Daten werden ebenfalls im Anschluss an die Flugzeugkampagne erfasst und können potenziell Zeitreihen zur Validierung liefern. Die kalibrierte ST-bedeckung wird für einen neu geplanten interdisziplinären Vergleich der ST-daten mit den Quallendaten unter dem antarktischen Meereis verwendet. Damit testen wir die Hypothese, dass das Ökosystem unter dem Eis durch die Meereisbedingungen an der Oberfläche über die erhöhte Lichtdurchlässigkeit des Meereises beeinflusst wird.Die verbesserten Trends für den Anteil der ST, die auf der Grundlage der obigen Forschung erstellt werden, werden klären, wie stark sich die antarktische Meereisschmelze in den letzten 20 Jahren der Satellitenbeobachtungen verändert hat.

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1158: Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten
• Internationaler Bezug: Japan
• Mitverantwortliche: Professor Dr. Christian Haas; Dr. Gunnar Spreen
• Kooperationspartner: Professor Dr. Hiroyuki Enomoto