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Summary of Proposal OCE0969

TitleSea ice characteristics from multi-frequency SAR
Investigator Kaleschke, Lars - University of Hamburg, KlimaCampus, Institute of Oceanography
Team MemberNo team members defined
SummaryThe sea salt aerosol production at the sea ice covered surface and the aerosol transport in the atmospheric boundary layer (ABL) is of importance for tropospheric chemistry and the interpretation of ice core records. Frost flowers are a main source of atmospheric sea salt. Hitherto, no method exists for the reliable mapping of frost flowers. High resolution C- and X-band synthetic aperture radar data shall be used to derive a method for frost flower mapping. The results will be used and validated in a major NASA-funded Arctic field experiment 2012-2014, "Implications of Arctic Sea Ice Reduction on Tropospheric Bromine, Ozone, and Mercury Chemical Processes, Transport, and Distribution" led by PI Son Nghiem (NASA). Funding for SAR data evaluation will be sought through DFG.
Final ReportMain results from the thesis:

Um die Prozesse des arktischen Meereises besser zu verstehen und die Abschätzung des Eisvolumens zu verbessern ist es wichtig das Alter des Meereises zu untersuchen. Wenn das Alter auf Grundlage von Satellitenradarmessungen abgeschätzt werden kann, hat das die Vorteile, dass diese Messungen in großer räumlicher und zeitlicher Abdeckung vorliegen. Außerdem sind sie unabhängig vom Wetter und der Tageszeit. Messungen von CryoSat-2 haben zusätzlich den Vorteil, dass durch den SAR Modus bereits relativ dünne Strukturen, ab einer Breite von etwa 300m, aufgelöst werden können. Durch den Vergleich von hochaufgelösten TerraSAR-X Aufnahmen mit CryoSat-2 Messungen konnte eine beobachtete Klassifikation vorgenommen werden. Es wurde gezeigt, dass alle CryoSat-2 Messungen innerhalb des untersucheten Gebiets mit einer maximalen Leistung von unter 3.6e−13 W von mehrjährigem Eis stammen. Übersteigt diese Leistung einen Wert von 1e−12 W stammen die Messungen in den meisten Fällen von erstjährigem Eis. Ferner wurde die Fähigkeit dieses Verfahrens zur Auflösung dünner Risse im mehrjährigem Eis nachgewiesen. Außerdem konnten aus einer längeren Messstrecke Wertebereiche abgeschätzt werden, mit welche sich möglicherweise für eine allgemeine Klassifikation eignen. Diese liegen für erstjähriges Eis bei einer maximalen Leistung von über 5e−12 W und für mehrjährigen Eis bei unter 5e−13W. Sie sind allerdings nicht unbedingt repräsentativ und müssten vor einer Anwendung überprüft werden.

Andreas Wernecke, "Interpretation von CryoSat-2 Wellenformen zur Meereisklassifikation durch Vergleich mit TerraSAR-X Daten", Bachelor Arbeit am Institut für Meereskunde Universität Hamburg, 2012.

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