Ozeanzirkulation und Klimadynamik

Teilprojekt 4 - Systemsteuernde Prozesse und Abläufe

Arbeitsziele im Einzelnen

Für den Bereich der Fernerkundung von Meereis 

  • Beschreibung der langjährigen Polynja-Aktivität sowie deren raumzeitlicher Variabilität 
  • Weiterentwicklung bestehender Methoden zur Erfassung von Kenngrößen zur Polynja-Aktivität aus Satellitendaten (insbesondere die Verbesserung der räumlichen Auf­lös­ung bestehender Datensätze) 
  • Validierung von Simulationen des hochauflösenden gekoppelten Eis-Ozean-Modells NAOSIM 
  • Quantifizierung der Phytoplankton-Produktion in den eisfreien Gebieten der Laptewsee 
  • Quantifizierung der Eisbildung auf der Basis realistischer Meer­eis­verteilungen   

 
Für den Bereich der numerischen Simulationen 

  • Kopplung eines hochaufgelösten, nicht-hydrostatischen Atmosphärenmodells mit einem Meereis-Ozean-Modell 
  • Verbesserung des Verständnisses und Quantifizierung der Effekte der Laptewsee-Polynjas auf die atmosphärische und ozeanische Grenzschicht 
  • Bestimmung des Einflusses der Polynjas auf die atmosphärischen Kreisläufe von Energie und Wasser in der Laptewsee-Region 
  • Quantifizierung der Effekte von unterschiedlichen Datensätzen des Meereises und unterschiedlichen Modellauflösungen 
  • Validierung von Modellergebnissen mit Hilfe von in-situ-Bodenmessungen und satellitengestützten Fernerkundungsmessungen

Aktuelle Ergebnisse

Fernerkundung

Im Arbeitspaket Fernerkundung werden die Variabilität der Dynamik (Häufigkeit des Auftretens, Öffnungsdauer, Fläche offenen Wassers) sowie die Produktion von neuem Eis in den Polynjen der Laptewsee auf langen Zeitskalen (ca. 30 Jahre) untersucht. Als Grundlage hierfür dienen Satellitendaten aus verschiedenen Spektralbereichen, mit stark unterschiedlichen geometrischen Auflösungen. Die Untersuchungen haben weiterhin zum Ziel, bestehende Methoden zur Identifikation von Polynjen aus Mikrowellendaten und zur Quantifizierung der Eisdicken von dünnem Eis zu verbessern und bzgl. radiometrischer Eigenschaften (v.a. Salinität) an die lokalen Gegebenheiten anzupassen. 

Ein langfristiges Ziel im Rahmen dieses Arbeitspaketes ist die hinreichend genaue Bestimmung der Eisproduktion in den Polynjen (und damit des Salzeintrags, der sich daraus ergibt), deren Anteil an der gesamten Eisproduktion in der Laptewsee (über die Untersuchung des Einflusses von Eisrinnen innerhalb des Packeisgebietes) sowie eine Abschätzung der Bedeutung der Laptewsee Polynjen für den Meereishaushalt der Arktis.

a) MODIS Kanal 1, Reflexion im sichtbaren Spektralbereich (DN), b) RGB Komposit aus Envisat ASAR backscatter und AVHRR Oberflächentemperatur, c) Eisdicken, abgeleitet aus dem Polarisationsverhältnis von QuikSCAT Rückstreukoeffizienten; jeweils mit Kontourlinien der Eisdicke für 0.05, 0.1, 0.2 und 0.5 m (Legende s. b).

Modellierung

Mit dem Eis-Ozean-Modell FESOM (Finit Elemente Sea Ice Ocean Model, AWI Bremerhaven) wurden für den April 2008 hochaufgelöste Simulationen (5km Maschenweite) für die Laptewsee durchgeführt. Angetrieben wurde FESOM mit stündlichen Daten aus Simulationen mit dem Atmospärenmodell COSMO (Consortium for Small-Scale Modelling, Deutscher Wetterdienst). Das Öffnen und Schließen der Laptewsee Polynyen kann realitätsnah simuliert werden. Die Eisbildungsraten für den 26. und 29. April werden in der Abbildung gezeigt. Während über kompaktem Eis die Wachstumsrate unter 1 cm/d liegt, werden über den Polynyen bis zu 8 cm Eis an den gezeigten Tagen gebildet.

Eisdrift und Eisbildung in der Laptewsee am 26. und 29. April 2008 (Simulation mit dem Eis-Ozean-Modell FESOM).

Kontakt

Projektleitung:

Dr. Heidemarie Kassens
Telefon: 0431 600-2850
Telefax: 0431 600-2961
e-mail: hkassens(at)geomar.de 


Sekretariat:

Dr. Karen Volkmann-Lark
Telefon: 0431 600-2851
Telefax: 0431 600-2961
e-mail: kvolkmann-lark(at)geomar.de


GEOMAR | Helmholtz-Zentrum für Ozeanforschung Kiel
Standort Ostufer
Wischhofstrasse 1-3
24148 Kiel

Projektvorstellung

Expeditionen

TRANSDRIFT XII
     (August & September 2007)

TRANSDRIFT XIII
     (April & Mai 2008)

TRANSDRIFT XIV
     (August & September 2008)

TRANSDRIFT XV
     (März & April 2009)

TRANSDRIFT XVI
     (August & September 2009)

TRANSDRIFT XVII
     (September & Oktober 2010)

TRANSDRIFT XVIII
     (März/April 2011, verschoben)

TRANSDRIFT XIX
     (August & September 2011)

TRANSDRIFT XX
     (geplant 19.03. - 23.04.2012)

Projektteam

Kooperation

Impressionen