Klimasensitivität von Schelfeisen an der westlichen Antarktischen Halbinsel (CSAPIS)

• Antragsteller: Professor Dr. Matthias Holger Braun; Dr. Martin Rückamp, seit 11/2021
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie ; Physik, Chemie und Biologie des Meeres ; Physische Geographie
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 502022985

Die meisten Schelfeise der westlichen Antarktischen Halbinsel haben in den letzten Jahrzehnten erheblichen Rückzug gezeigt oder gar eine komplette Auflösung erfahren. Neuere Studien haben dies insbesondere auf das Einwirken warmen zirkumpolaren Tiefenwassers zurückgeführt, das insbesondere die südwestliche Antarktische Halbinsel beeinflusst. Jedoch sind die genauen Prozesse und Mechanismen sowie die Sensitivität der Region gegenüber weiterem Rückzug und Volumenverlust der Gletscher noch nicht geklärt. Dies ist zumindest teilweise auf die fehlende Datenbasis an Beobachtungen und den erheblichen Aufwand geophysikalischer Modellierungen zurückzuführen. In diesem Antrag möchten wir daher Fernerkundungs-Zeitreihen bezüglich verschiedener glaziologischer Variablen auswerten, insbesondere bezüglich Eisbewegung, Höhenänderungen, Position der Gletscherfront und Aufsetzlinie sowie bezüglich struktureller Kenngrößen. Wir führen diese Analysen für große Einzugsgebiete der südwestlichen Antarktischen Halbinsel durch. Wir kombinieren die verschiedenen Fernerkundungspodukte, um zeitlich hochaufgelöste Massenänderungen mit zwei unabhängigen verfahren zu berechnen. Diese bilden einen Beitrag für international koordinierte Programme wie die IMBIE-Studien oder dem nächsten Bericht des Weltklimarates (IPCC). Die oben erwähnten Fernerkundungsprodukte werden im Folgenden als Kalibierungs- und Validierungsdatensätze für Vorwärtssimulationen bzgl. Schelfeisrückzug mit einem eisdynamischen Modell genutzt. Das verwendete eisdynamische Modell ist das Ice-Sheet and Sea-level System Model (ISSM) mit Blatter-Pattyn-Approximation und einer geplanten Auflösung von bis 200-500 m an der Aufsetzlinie. Die numerischen Modellstudien haben zwei übergeordnete Ziele. In einem ersten Schritt werden die Mechanismen für die aktuell laufenden Veränderungen untersucht. Dabei konzentrieren wir uns auf die Bedeutung der Rückstellkräfte die Schelfeise ausüben als auch auf die Bedeutung von Eisschelf Schmelzraten (Eis-Ozean Wechselwirkung). Dieser Schritt baut stark auf Fernerkundungsprodukten auf, die zur Bewertung der Qualität der transienten Simulationen herangezogen werden. In einem zweiten Schritt wird die zukünftige Stabilität der Schelfeise und Gletscher abgeschätzt. Hierbei konzentrieren wir uns auf RCP 8.5 Szenarien, um mit dem Polar-CORDEX Projekt konsistent zu bleiben. Um diese Fragen zu beantworten, stützen wir uns auf geeignete ozeanische und atmosphärische Felder. Insbesondere soll auf Datensätze von laufenden Simulationen mit dem Ozean Modell FESOM zurückgegriffen, bei denen die Eisschelfkavernen berücksichtigt sind (ECHAM6-FESOM-Kopplung für CMIP 6 und aus dem Polar-CORDEX Projekt).

• DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 1158: Bereich Infrastruktur - Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten
• Internationaler Bezug: Argentinien, Chile, USA
• Mitverantwortliche: Dr. Johannes Fürst; Dr. Thorsten Seehaus
• Kooperationspartnerinnen / Kooperationspartner: Dr. Shelley MacDonell; Dr.-Ing. Sebastian Marinsek; Christian Wild, Ph.D.