Der Einfluss von gegensätzlichen Schnee-Charakteristika auf die Entwicklung des Meereises

 

Antragstellerin

 

Dr. Stefanie Arndt 
Alfred-Wegener-Institut
Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung
Fachbereich Klimawissenschaften
Sektion Meereisphysik

 

Projektbeschreibung

Die Schneeauflage auf Meereis ist eine wichtige Komponente im Klimasystem der Polarregionen und modifiziert die Wechselwirkungen zwischen Atmosphäre, Meereis und Ozean signifikant. Im Gegensatz zur starken saisonalen Variabilität der Mächtigkeit des Schnees auf arktischem Meereis, erfährt dieser auf antarktischen Packeis nur sehr geringe Schmelzraten im saisonalen Verlauf. Stattdessen verändert die Schneeauflage jedoch seine physikalischen Eigenschaften durch, z.B., diverse Schmelz- und Gefrierzyklen und trägt damit entscheidend zur Meereis-Massenbilanz im Südozean bei. Ziel des beantragen „SnowCast“ Projektes ist es daher diese saisonalen Schneestrukturen, wie Schneeschmelzprozesse, Schneemetamorphose, sowie Schnee-Eis- und Aufeis-Bildung, auf verschiedenen räumlichen Skalen zu lokalisieren und quantifizieren. Ergebnisse der Arbeit tragen zum einen zu einem verbesserten Verständnis von Prozessen in der vertikalen Schneesäule, sowie von Wechselwirkungen an der Schnee-Eis-Grenzfläche bei. Andererseits werden die vertikalen und horizontalen Variationen in der Schneesäule im Zusammenhang mit saisonalen und jährlichen Variabilitäten der Meereis-Massenbilanz im südlichen Ozean analysiert. Um dies zu erreichen, werden in-situ Beobachtungen der antarktischen Schneeauflage mit einem 1-D Schneemodell (SNTHERM) kombiniert. Dies erlaubt die Simulation der zeitlichen Entwicklung von Schneeeigenschaften und Aufeis-Bildung an den verschiedenen Beobachtungspunkten. Für die Beschreibung dieser Prozesse auf größeren räumlichen Skalen, werden vorhandene Fernerkundungsdaten für eine entsprechende Parametrisierung genutzt, die die Schnee- und Eiseigenschaften beschreiben. Das dadurch erlangte Wissen der zeitlichen Veränderung von internen Schneestrukturen gibt ebenfalls Aufschluss über die Variabilität des Süß- und Salzwassergehaltes in der antarktischen Schneeauflage auf großen räumlichen Skalen. Letzteres kann damit zur fundamentalen Verbesserung der Genauigkeit von fernerkundungs-gestützten Meereisprodukten und der Definition des zulässigen Zeitraums von Satellitendatenprodukten genutzt werden.Die im Projekt erarbeiteten Analysen, sowie das daraus erworbene verbesserte Prozessverständnis in verschiedenen Schichten der antarktischen Schneeauflage wird im letzten Schritt auch auf Schnee auf arktischem Meereis angewendet. Sich daraus ergebende Gemeinsamkeiten und Unterschieden der dominanten Schneeeigenschaften und –prozesse werden in Relation zur saisonalen und jährliche Variabilität der Meereisbedeckung in beiden Hemisphären analysiert und diskutiert.

 

DFG-Verfahren: Infrastruktur-Schwerpunktprogramme

Internationaler Bezug: Australien

Kooperationspartner/innen: Professor Dr. Christian Haas; Dr. Petra Heil; Dr. Robert Massom; Dr. Marcel Nicolaus

Förderung seit 2018