Meereisdrift
Hintergrund
Meereisdriftvektoren, die von Satellitenmessungen abgeleitet werden, bieten wertvolle Möglichkeiten dynamische Prozesse von Meereis und dessen Rolle im arktischen Klima zu untersuchen. In den letzten Jahren sind eine Vielzahl von Meereisdrift Produkten entstanden. Die verschiedenen Produkte bieten jeweils unterschiedliche Stärken und Schwächen, abhängig von dem eingesetzten Sensor, der Frequenz und dem Algorithmus zur Berechnung der Driftvektoren. Die zeitliche Auflösung unterscheidet sich auf Grund der unterschiedlichen Betriebsdauer der satellitengestützten Sensoren ebenfalls. In einigen Fällen treten große Unterschiede zwischen den einzelnen Produkten auf und der Nutzer muss entscheiden, welches Produkt er wählt. Für jedes Produkt sind dafür auf dieser Seite die Fehler der jeweiligen Meereisdrift Produkte angegeben.
Was finden Nutzer auf dieser Website?
Nutzer können hier im Datenportal die monatliche Meereisdrift für jedes Produkt und die dazugehörigen Unsicherheiten als Karten wie auch die Daten als NetCDF-Dateien herunterladen.
Beschreibung der Daten
Diese Seite stellt monatliche Meereisdriftvektoren und entsprechende Unsicherheitsschätzungen (Fehler und systematische Fehler) verschiedener Produkte im arktischen Ozean zur Verfügung. Die Original Meereisdriftvektoren stammen von OSISAF (OSI-405), Ifremer (CERSAT), National Snow and Ice Data Center (Polar Pathfinder Daily 25 km EASE-Grid Sea Ice Motion Vectors, version 2) und Noriaki KIMURA vom National Institute of Polar Research, Japan. Die Unsicherheiten der entsprechenden Produkte werden aus den hoch aufgelösten SAR Daten des Jet Propulsion Laboratory (Kwok et al., (2000)) auf Grundlage der in Sumata et al. (2015) beschriebenen Methode abgeschätzt. Es weisen nur zwei Datensätze (NSICD und Kimura) eine vollständige saisonale Abdeckung auf. Für die anderen Produkte sind die Meereisdriftdaten im Sommer auf Grund der Leistungsfähigkeit der Sensoren und der verwendeten Frequenz nicht verfügbar. In manchen Produkten fehlen zudem einige Monate auf Grund technischer Problem an den eingesetzten Sensoren.
OSI405-b
Quelle
European Organization for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMETSAT) Ocean and Sea Ice Satellite Application Facility (OSISAF)
Satellit
SSMI/S (85 GHz), SSMIS (91 GHz), ASCAT, AMSR-E, AMSR2(37 GHz)
Auflösung
62,5 km
Zeitperiode
2010-2015
Datensatz
OSI405-b Meereisdrift Daten (NetCDF)
Information
Das OSI405-b Produkt verbindet Einzelsensor-Produkte, um die Vorteile der verschiedenen Qualitätsstatistiken der verschiedenen Produkte zu nutzen und um fehlende Daten dieser zu kompensieren. Das Produkt wird regelmäßig aktualisiert, um verfügbare Satellitendaten mit unterschiedlicher Betriebsdauer zu nutzen und zu kombinieren. Die neuste Version ist OSI405-c, welche sowohl Sommer als auch Winter Eisdrift Karten und deren Unsicherheitsschätzungen enthält
OSI405-multi
Quelle
European Organization for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMETSAT) Ocean and Sea Ice Satellite Application Facility (OSISAF)
Satellit
SSM/I (85 GHz), AMSR-E (37 GHz), ASCAT
Auflösung
62,5 km
Zeitperiode
2006-2013
Datensatz
OSI405-multi Meereisdrift Daten (NetCDF)
Information
Das Produkt OSI405-multi verbindet Einzelsensor-Produkte, um die Vorteile der verschiedenen Qualitätsstatistiken der verschiedenen Produkte zu nutzen und um fehlende Daten dieser zu kompensieren. Die Methode zur Kombination der Einzelsensor-Produkte wird in Lavergne and Eastwood (2010) beschrieben.
OSI405-amsr
Quelle
European Organization for the Exploitation of Meteorological Satellites (EUMETSAT) Ocean and Sea Ice Satellite Application Facility (OSISAF)
Satellit
AMSR-E (37 GHz)
Auflösung
62,5 km
Zeitperiode
2002-2006
Datensatz
OSI405-amsr Meereisdrift Daten (NetCDF)
Information
Beim Produkt OSI405-amsr handelt es sich um ein Einzelsensor-Produkt vom Advanced Microwave Scanning Radiometer des Earth Observation System (AMSR-E). Ein besonderes Merkmal des Produkts besteht darin, dass eine Folge von Fernerkundungs-Bildern durch die Continuous Maximum Cross-Correlation (CMCC) Methode verarbeitet wird. Diese baut auf der Maximum Cross-Correlation (MCC) Methode auf, beruht jedoch auf einem kontinuierlichen Optimierungsschritt zur Berechnung des Bewegungsvektors (Lavergne et al., 2010).
CERSAT-merged
Quelle
Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (Ifremer)/CERSAT
Satellit
QuickSCAT, ASCAT, SSM/I (85 GHz)
Auflösung
62,5 km
Zeitperiode
1991-2009
Datensatz
CERSAT-merged Meereisdrift Daten (NetCDF)
Information
Die CERSAT-merged Daten werden durch eine Kombination von SSM/I 85GHz H/V Helligkeitstemperatur-Karten und QuikSCAT Rückstreuungs-Karten ermittelt. Der hier verwendete Algorithmus zur Ermittlung der Einzelsensoren ist der gleiche, welcher für das Produkt CERSAT-amsr und das Zusammenfügen der Daten in Girard-Ardhuin et al. (2008) beschrieben ist.
CERSAT-amsr
Quelle
Institut Français de Recherche pour l'Exploitation de la Mer (Ifremer)/CERSAT
Satellit
AMSR-E (89 GHz)
Auflösung
31,25 km
Zeitperiode
2002-2011
Datensatz
CERSAT-amsr Meereisdrift Daten (NetCDF)
Information
Beim Produkt CERSAT-amsr handelt es sich um ein Einzelsensor-Produkt vom Advanced Microwave Scanning Radiometer des Earth Observation System (AMSR-E). Der zur Ableitung der CERSAT-amsr Eisbewegung verwendete Algorithmus ist die MMC Methode, die in Ezraty et al. (2007) beschrieben wird. Hierbei wird die Eisbewegung aus der Verschiebung für zwei, drei und sechs Tage Zeitversatz geschätzt. Der Versatz von sechs Tagen ist besonders geeignet, um kleine Verschiebungen zu erfassen, die durch kürzere Zeitversätze nicht erfasst werden können.
KIMURA
Quelle
Noriaki KIMURA / National Institute of Polar Research, Japan
Satellit
AMSR-E (89 GHz, 19 GHz), AMSR2
Auflösung
Winter: 37,5 km, Sommer: 75,0 km
Zeitperiode
2002-2011
Datensatz
KIMURA Meereisdrift Daten (NetCDF)
Information
Das Kimura Produkt enthält Eisbewegungsdaten vom Winter und Sommer. Die Winter Eisdrift (von Dezember bis April) wird aus Helligkeitstemperatur-Karten des AMSR-E 89 GHz H/V Polarisationskanals berechnet, wohingegen die Sommer Eisdrift (von Mai bis November) aus den 18.7 GHz Kanälen ermittelt wird. Der Algorithmus zur Ableitung von Eisbewegungen der hier verwendet wird, ist die verbesserte MCC-Methode, die in Kimura and Wakatsuchi (2000, 2004) beschrieben wird.
NSIDC
Quelle
Colorado University / National Snow and Ice Data Center
Satellit
AVHRR, SMMR, SSM/I, AMSR-E, IABP Beobachtungen
Auflösung
25,0 km
Zeitperiode
1980-2012
Datensatz
NSIDC Meereisdrift Daten (NetCDF)
Information
NSIDC (Polar Pathfinder Daily 25 km EASE-Grid Sea Ice Motion Vectors, Version 2) - Im NSIDC Produkt werden die Meereisbewegungen von einer Vielzahl von satellitengestützten Sensoren (Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR), Scanning Multichannel Microwave Radiometer (SMMR), SSM / I und AMSR-E), sowie von den Beobachtungen des International Arctic Buoy Programme (IABP) und von Windeffekten, die durch Bewegung enstehen, abgeleitet. Meereisbewegungen werden von jedem Satellitensensor unter Verwendung der MCC-Methode ermittelt und mit den Bojendaten und Winden unter Verwendung der Cokriging-Methode kombiniert.
Literatur
- Ezraty, R.; Girard-Ardhuin, F. and Piollé J.-F. (2007), Sea Ice Drift In The Central Arctic Estimated From Seawinds/QuikSCAT Backscatter Maps, User's Manual, Ver. 2.2, Laboratoire d’Océanographie Spatiale artement d’Océanographie Physique et Spatiale IFREMER, Brest, France.
- Girard-Ardhuin, F.; Ezraty, R.; Croizé-Fillon, D. and Piollé J.-F. (2008), A Sea Ice Drift in the Central Arctic Combining QuikSCAT and SSM/I Sea Ice Drift Data, User's Manual, Version 3.0 , Laboratoire d’Océanographie Spatiale artement d’Océanographie Physique et Spatiale IFREMER, Brest, France.
- Lavergne, T. and Eastwood, S. (2010), Low Resolution Sea Ice Drift Product User's Manual, GBL LR SID – OSI 405, The EUMETSAT Network of Satellite Application Facilities.
- Lavergne, T.; Eastwood, S.; Teffah, Z.; Schyberg, H. and Breivik, L.-A.(2010), Sea ice motion from low—Resolution satellite sensors: An alternative method and its validation in the Arctic, Journal of Geophysical Research, 115, C10032, doi:10.1029/2009JC005958.
- Kimura, N. and M. Wakatsuchi (2000), Relationship between sea-ice motion and geostrophic wind in the Northern Hemisphere, Geophysical Research Letter, 27, 3735–3738, doi:10.1029/2000GL011495.
- Kimura, N. and M. Wakatsuchi (2004), Increase and decrease of sea ice area in the Sea of Okhotsk: Ice production in coastal polynyas and dynamical thickening in convergence zones, Journal of Geophysical Research, 109, C09S03, doi:10.1029/2003JC001901.
- Kwok, R.; Cunningham, G. F. and Nguyen D. (2000), Alaska SAR Facility RADARSAT Geophysical Processor System: Production Specification (Version 2.0) (PDF), JPL D-13448, NASA Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology, Pasadena, California.
- Sumata, H.; Gerdes, R.; Kauker,F. and Karcher M. (2015), Empirical error functions for monthly mean Arctic sea-ice drift, Journal of Geophysical Research Oceans, 120, doi:10.1002/2015JC011151.
Für die Nutzung von meereisportal.de, bitte folgendes zitieren:
- Grosfeld, K.; Treffeisen, R.; Asseng, J.; Bartsch, A.; Bräuer, B.; Fritzsch, B.; Gerdes, R.; Hendricks, S.; Hiller, W.; Heygster, G.; Krumpen, T.; Lemke, P.; Melsheimer, C.; Nicolaus, M.; Ricker, R. and Weigelt, M. (2016), Online sea-ice knowledge and data platform <www.meereisportal.de>, Polarforschung, Bremerhaven, Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research & German Society of Polar Research, 85 (2), 143-155, doi:10.2312/polfor.2016.011 (PDF).
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Alle Meereisdriftdaten bitte wie folgt zitieren:
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OSISAF (OSI-405)
- Lavergne, T.; Eastwood, S.; Teffah, Z.; Schyberg, H.; and Breivik L.-A. (2010), Sea ice motion from low-resolution satellite sensors: An alternative method and its validation in the Arctic, Journal of Geophysical Research, 115, C10032, doi:10.1029/2009JC005958.
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Ifremer (CERSAT)
- Girard-Ardhuin, F.; and Ezraty, R. (2012), Enhanced Arctic sea ice drift estimation merging radiometer and scatterometer data, IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, 50(7), 2639–2648, doi:10.1109/TGRS.2012.2184124.
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NSIDC (Polar Pathfinder Daily 25km EASE-Grid Sea Ice Motion Vectors, version 2)
- Fowler, C., J. Maslanik, W. Emery, and M. Tschudi. 2013. Polar Pathfinder Daily 25 km EASE-Grid Sea Ice Motion Vectors. Version 2. (Daily and Mean Gridded Field), NASA National Snow and Ice Data Center Distributed Active Archive Center, Boulder, Colorado USA. doi:10.5067/LHAKY495NL2T
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KIMURA (Meereisdriftprodukt)
- Kimura, N.; Nishimura, A.; Tanaka, Y. and Yamaguchi, H. (2013), Influence of winter sea ice motion on summer ice cover in the Arctic, Polar Research, 32, 20193, doi:10.3402/polar.v32i0.20193.
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Unsicherheitsschätzungen
- Sumata, H.; Gerdes, R.; Kauker, R. and Karcher, M. (2015), Empirical error functions for monthly mean Arctic sea-ice drift, Journal Geophysical Research Oceans, 120, doi:10.1002/2015JC011151.
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