Diese Antarktis-Eisflusskarte ist sehr genau

Diese Antarktis-Eisflusskarte ist sehr genau

Eine neue Karte der Eisgeschwindigkeit der Antarktis ist die genaueste, die jemals erstellt wurde, berichten Forscher.

Wie berichtet in Geophysical Research LettersDie Karte, die Forscher mit Satellitendaten aus einem Vierteljahrhundert erstellt haben, ist 10-mal genauer als frühere Darstellungen und deckt mehr als 80-Prozent des Kontinents ab.

"Durch die Nutzung des vollen Potenzials interferometrischer Phasensignale von Satellitenradaren mit synthetischer Apertur haben wir einen Quantensprung bei der Beschreibung des Eisflusses in der Antarktis erzielt", sagt Hauptautor Jeremie Mouginot, Associate Researcher in Earth System Science an der University of California Irvine.

Diese Antarktis-Eisflusskarte ist sehr genauDie neue Karte. (Bildnachweis: Jeremie Mouginot / UC Irvine)

"Diese detailliertere Darstellung wird dazu beitragen, unser Verständnis des Eisverhaltens unter Klimastress in einem größeren Teil des Kontinents weiter südlich zu verbessern und durch numerische Modelle verbesserte Projektionen des Meeresspiegelanstiegs zu ermöglichen."

6-Satelliten

Um die Bewegung der Eisplatten über die Oberfläche der enormen Landmasse zu erfassen, kombinierten die Forscher die Daten von sechs Satellitenmissionen: Radarsat-1 und Radarsat-2 der kanadischen Weltraumbehörde; die Erdfernerkundungssatelliten 1 und 2 sowie Envisat ASAR der Europäischen Weltraumorganisation; und ALOS PALSAR-1 der Japan Aerospace Exploration Agency.

Während sich die Daten über 25-Jahre verbreiteten, beschleunigte sich das Tempo der Signalerfassung im letzten Jahrzehnt, als Wissenschaftler mehr Ressourcen in der Erdumlaufbahn einsetzten.

Co-Autor Bernd Scheuchl, Associate Project Scientist in Earth System Science, war als Koordinator für die Eisschildforschung in der Polar Space Task Group der World Meteorological Organization verantwortlich für die Erfassung der relevanten Daten von den verschiedenen internationalen Weltraumagenturen.

Bisherige Kartierungsbemühungen beruhten in hohem Maße auf den Methoden „Feature“ und „Speckle Tracking“, mit denen die subtile Bewegung von Eisstücken auf dem Boden über die Zeit hinweg erfasst wurde. Dieser Ansatz hat sich bei der Schätzung der Eisströmungsgeschwindigkeit als effektiv erwiesen.

Um die Bewegung der Eisdecke in den weiten Innenregionen deutlich langsamer zu messen, haben die Forscher diese Techniken mit einer Radarphaseninterferometrie mit synthetischer Apertur erweitert, die die subtile Bewegung natürlicher Reflektoren von Radarsignalen in Schnee / Eis unabhängig von der Größe des beleuchteten Eisfeldes erfasst vom Radar.

"Die interferometrische Phase von SAR-Daten misst das Eisdeformationssignal mit einer Genauigkeit von bis zu zwei Größenordnungen besser als die Speckle-Verfolgung", sagt Mouginot.

„Ein Nachteil ist, dass viel mehr Daten erforderlich sind, nämlich mehrere Durchgänge in verschiedenen Winkeln über denselben Punkt am Boden - ein Problem, das von einem Konsortium internationaler Weltraumagenturen gelöst wurde, die erdbeobachtende Raumschiffe auf diesen Teil der Welt richten. "

Südpol von Küste zu Küste

Das Team war in der Lage, eine Karte zu erstellen, die die Eisbewegung auf ein Niveau von 20 Zentimetern pro Jahr und 5 Grad in jährlicher Flussrichtung für mehr als 70 Prozent der Antarktis auflöst. Es ist das erste Mal, dass Forscher eine hochpräzise Kartierung der Innenbereiche durchführen.

"Dieses Produkt wird Klimaforschern helfen, eine Reihe von Zielen zu erreichen, beispielsweise eine bessere Bestimmung der Grenzen zwischen Gletschern und eine gründliche Bewertung der regionalen atmosphärischen Klimamodelle auf dem gesamten Kontinent", sagt Mitautor Eric Rignot, Professor für Erdsystemwissenschaften.

"Es wird auch dabei helfen, die vielversprechendsten Standorte für Eiskernbohrungen zur Gewinnung von Klimarekorden zu finden und das Massengleichgewicht der Antarktis über ihre Peripherie hinaus zu untersuchen."

Er freut sich auf den gemeinsamen Satelliten der NASA und der indischen Weltraumforschungsorganisation, der im späten 2021 startet. Dies ist die erste interferometrische SAR-Mission, die ausschließlich auf den Südpol ausgerichtet ist. Das Raumschiff wird alle 12 Tage einen Blick von Küste zu Küste auf die Antarktis bieten.

"Wir werden in der Lage sein, genügend hochwertige Phasendaten über der Antarktis zu sammeln, um Aktualisierungen der Karte, die wir gerade erstellt haben, in ein oder zwei Monaten statt in ein oder zwei Jahrzehnten zu generieren", sagt Rignot.

„Mit dieser Präzision in den Innenbereichen können wir hochauflösende räumliche Details in der Bodentopographie unter dem Eis durch Inversionstechniken über wesentlich größere Bereiche als bei früheren Versuchen rekonstruieren - eine wesentliche Voraussetzung für die Verbesserung von Eisschildmodellen und -projektionen des Meeresspiegelanstiegs aus der Antarktis. “

Die neue Eisgeschwindigkeitskarte der Antarktis und zugehörige Datensätze sind Zum Download verfügbar im NASA Distributed Active Archive Center im National Snow & Ice Data Center. Das MEaSUREs-Programm der NASA unterstützte die Arbeit.

Quelle: UC Irvine

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