The role of diurnal freeze-thaw cycles for summer melting on sea ice
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In diesem Projekt wurden Unterschiede im Verlauf der Schneeschmelz-Prozesse auf arktischem und antarktischem Meereis sowie deren Ursachen und geeignete Beobachtungsmethoden untersucht. Durch eine kombinierte Vorwärtsmodellierung von a) mikrophysikalischen Schnee-Eigenschaften und b) daraus resultierenden Mikrowellen-Strahlungstemperaturen konnte der Zusammenhang zwischen detaillierten Schnee-Schmelzprozessen und damit verbundenen Mikrowelleneigenschaften des Schnees dargestellt werden. Eine Dekomposition der Tb-Signalanteile zeigt die hohe Bedeutung von Veränderungen im vertikalen Dichte- und Feuchteprofil des Schnees für die zeitliche Variabilität seiner Mikrowelleneigenschaften. Dabei konnte insbesondere die Bedeutung starker Schmelz-Gefrier-Zyklen hervorgehoben werden. Es konnte weiterhin gezeigt werden, daß die mittleren Eigenschaften des Schnees zu Beginn des Sommers in Arktis und Antarktis - in Kombination mit den jeweils vorherrschenden atmosphärischen Antrieben - für die zu beobachtenden Unterschiede im mittleren saisonalen Verlauf der Strahlungstemperaturen verantwortlich sind. Schwierigkeiten bei der Identifikation einzelner Prozesse ergeben sich durch die im Verlaufe des Sommers sehr stark schwankenden Emissionstiefen des zu interpretierenden Signals. Da ein Teil der modellierten Tb-Werte in bestimmten Ausprägungen nicht mit beobachteten und erwarteten Mustern übereinstimmte wurde versucht, die Ursachen für diesen Sachverhalt in der Modellphysik des Mikrowellenmodells zu identifizieren und gegebenenfalls zu korrigieren. Dies konnte nicht mehr zum Abschluß gebracht werden. Die kombinierte Vorwärtsmodellierung von Schnee-Eigenschaften und damit verbundenen Mikrowelleneigenschaften ermöglicht einen tieferen Einblick in den Zusammenhang zwischen der durch Satelliten beobachtbare Mikrowellenstrahlung und den damit verbundenen Prozessen an der Meereisoberfläche. Die Ergebnisse der Modellstudie unterstützen in Zukunft eine verbesserte Interpretierbarkeit der Satellitendaten.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
- 2008. Hemispheric contrasts in the succession of snowmelt on sea ice as indicated through microwave satellite data. AGU fall meeting, San Francisco, USA, December 2008
Willmes, S., C. Haas und M. Nicolaus
- 2009. Regions with high radar backscatter on Antarctic sea ice and their relation to sea-ice and snow properties and meteorological conditions. EGU General Assembly, Vienna, Austria, May 2009
Willmes, S., C. Haas und M. Nicolaus
- 2009. Regions with high radar backscatter on Antarctic sea ice and their relation to sea-ice and snow properties and meteorological conditions. IAMAS/IAPSO/IACS Join Assembly, Montréal, Canada, July 2009
Willmes, S., C. Haas und M. Nicolaus
- 2009. Satellite microwave observations of the interannual variability of snowmelt on sea ice in the Southern Ocean. EGU General Assembly, Vienna, Austria, May 2009
Willmes, S., C. Haas, M. Nicolaus und J. Bareiss
- 2010. Hemispheric contrasts in the seasonal evolution of snowmelt on sea ice. IGS International Symposium on sea ice, Tromsö, Norway, June 2010
Willmes, S., C. Haas und M. Nicolaus
- 2010. Hemispheric contrasts in the seasonal evolution of snowmelt on sea ice. Polartagung der Deutschen Gesellschaft für Polarforschung, Obergurgl, Österreich, September 2010
Willmes, S., C. Haas und M. Nicolaus
- 2011. High radar-backscatter regions on Antarctic sea ice and their relation to sea-ice and snow properties and meteorological conditions. International Journal of Remote Sensing, 32(14), 3967-3984
Willmes, S., C. Haas und M. Nicolaus
