Multi-Satelliten-Produkt für MOSAiC

Um die Meereissituation in der MOSAiC-Startregion zu beurteilen, muss auf multiple Informationen von Satellitenbeobachtungen zurückgegriffen werden. Diese erfassen unterschiedliche Meereisparameter und ermöglichen es dadurch, eine verbesserte Einschätzung der Meereissituation vor Ort zu bekommen. Zu den wichtigsten Parametern gehören die Eiskonzentration, die Eisbewegung sowie der generelle Zustand der Eisoberfläche. Dazu werden drei verschiedene Satellitenprodukte verwendet:

(SAR + Drift)

Hochauflösende Satellitenbilder (FramSat/Driftnoise.com, ESA)

Die Radar-Satellitenbilder von Sentinel-1 besitzen eine Auflösung von 50 m, womit es möglich ist, detaillierte Eigenschaften der Meereisoberfläche zu beobachten. Allerdings sind die Radarbilder aufgrund von Mehrdeutigkeiten nicht immer eindeutig zu interpretieren. Sehr dunkle Bereiche (wenig Rückstreuung) lassen entweder auf offenes Wasser (bei Windstille) oder junges Eis schließen. Hellere bis sehr helle Gebiete (viel Rückstreuung) weisen auf eine raue Oberfläche hin, also entweder älteres Meereis oder vom Wind aufgeraute offene See. Der Grad der Rückstreuung lässt Rückschlüsse auf die Rauigkeit der Oberfläche zu. Bei genauerer Betrachtung lassen sich einzelne Meereisschollen und Rinnen identifizieren.

(Meereiskonzentration + Drift)

Eiskonzentrationsprodukt AMSR-2 (AWI/JAXA)

Die Eiskonzentration, abgeleitet aus Daten des passiven Mikrowellenradiometers AMSR2 gib an, wieviel Prozent der Oberfläche innerhalb eines Gebietes mit Meereis bebedeckt ist. Diese Information wird farbkodiert und halbtransparent auf unseren Karten angezeigt und ist in einer Auflösung von 3 km vorhanden. Weitere Informationen zum Eiskonzentrationsprodukt siehe:
Beitsch, A.; Kaleschke, L. and Kern, S. (2014), Investigating High-Resolution AMSR2 Sea Ice Concentrations during the February 2013 Fracture Event in the Beaufort Sea. Remote Sensing, 6, 3841-3856, doi:10.3390/rs6053841.

(Meereiskonzentration + SAR + Drift)

Eisdriftprodukt (OSI SAF)

Die Eisdrift wird durch ein Korrelationsverfahren aus zeitversetzen Satellitendaten bestimmt. Sie gibt die Geschwindigkeit an, mit der sich das Meereis innerhalb der letzten 48 Stunden fortbewegt hat. Diese Information wird durch Vektorpfeile dargestellt, die je nach Geschwindigkeit in ihrer Länge variieren und die Richtung der Eisbewegung anzeigen.

Um all diese Informationen zeitnah und komprimiert zu nutzen, wurde ein automatischer Service entwickelt, der täglich jeweils zwei Karten bereitstellt:

• Eine Karte, in der die drei Produkte in der obigen Reihenfolge überlagert für den vergangenen Tag gemeinsam dargestellt werden.
• Eine Karte, in der im großen Ausschnitt das hochauflösende Satellitenbild nur mit den Eisdrift-Vektoren überlagert wird.

Da hochauflösende Satellitenbilder nicht immer für den gesamten Kartenausschnitt verfügbar sind, kommt es zu einer unregelmäßigen Abdeckung, was sich in den Abbildungen widerspiegelt. Der Ausschnitt oben rechts zeigt die Lage des dargestellten Kartenausschnitts in der Arktis an.

Bevor die eigentliche MOSAiC-Drift beginnt, wird täglich ein Kartenausschnitt mit der potentiellen Startregion (rote Box) erstellt. Sobald das Forschungsschiff FS Polarstern in diesen Bereich einfährt, wird dort deren Position angezeigt. Wenn dann eine passende Scholle identifiziert wurde, das Eiscamp errichtet und die einjährige Drift beginnt, wird sich der Kartenausschnitt mit FS Polarstern mitbewegen.

Wie zitieren?

Kontaktperson am AWI: Dr. Robert Ricker

Dieses Projekt wird durch den Helmholtz-Forschungsverbund Regionale Klimaänderungen (REKLIM) gefördert.