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Mehrere Satellitenmissionen kombiniert

So hat sich das Antarktische Eisschild in den letzten 40 Jahren verändert

| Redakteur: Marc Platthaus

Der Antarktische Eisschild im Gebiet der Schirmacheroase, Ostantarktis. Expedition der TUD mit Messungen zur Kalibrierung von Satellitendaten im Januar 2015.
Der Antarktische Eisschild im Gebiet der Schirmacheroase, Ostantarktis. Expedition der TUD mit Messungen zur Kalibrierung von Satellitendaten im Januar 2015. (Bild: Ludwig Schröder)

Forscher der Technischen Universität Dresden haben gemeinsam mit Kollegen Daten der letzten 40 Jahre – darunter Satellitendaten und Höhenmessungen auf der Erde, kombiniert, um die Veränderungen des Antarktischen Eisschildes zu untersuchen. Ergebnis: In den letzten sieben Jahren gab es einen Eismassenverlust von umgerechnet rund 137 Kubikkilometern Wasser pro Jahr.

Dresden – Seit den späten 1970er-Jahren vermessen Satelliten die Oberfläche der Ozeane und der großen eisbedeckten Gebiete der Erde. Ein Wissenschaftlerteam unter Federführung der Professur für Geodätische Erdsystemforschung der TU Dresden hat nun erstmals die Daten von sieben so genannten Altimetersatelliten zur Höhenmessung gemeinsam ausgewertet, um die Veränderungen des Antarktischen Eisschildes über einen Zeitraum von 40 Jahren zu bestimmen.

Nicht nur mehr Details, auch neue Erkenntnisse

Bisherige Studien hatten die einzelnen Satellitenmissionen meist isoliert voneinander betrachtet. Die Datensätze wurden nun miteinander kombiniert, alte Messungen darüber hinaus mit modernen Methoden neu ausgewertet. In einem aufwändigen Verfahren mussten die verschiedenen Radar- oder Lasermessungen gegenseitig kalibriert und dabei die unterschiedlichen Auflösungen der Sensoren berücksichtigt werden. Das Ergebnis sind nicht nur deutlich mehr Details, sondern auch neue Erkenntnisse. Wie sich die Höhe des Antarktischen Eisschildes verändert hat, können die Forscher nun in einheitlichen Zeitreihen in monatlicher Auflösung betrachten. „Für den Großteil des Eisschildes gehen sie bis 1992 zurück, für einen 500 km breiten Küstenstreifen, der bereits von den historischen Missionen beobachtet wurde, sogar bis 1978“, erklärt Ludwig Schröder, Doktorand und Hauptautor der Studie. „So können nun langzeitige Entwicklungen besser von Schwankungen zwischen unterschiedlichen Jahren, die beispielsweise mit dem El-Niño-Phänomen verbunden waren, getrennt werden." Die Unterscheidung zwischen kurzfristigen Wetterereignissen und der Klimaentwicklung ist somit einfacher. Zudem erhalten Klimaforscher oder Glaziologen mit den Zeitreihen eine wertvolle neue Forschungsgrundlage.

Satellitenmessungen mit Höhenprofilen überprüfen

Die Messergebnisse können auch als Kontrolle für Klimamodelle verwendet werden. „Besonders für die Zeit vor 1992 mussten sich Schätzungen von Massenänderungen bisher auf Klimamodelle verlassen“, sagt Prof. Martin Horwath, Professor für Geodätische Erdsystemforschung an der TU Dresden. „Wir sehen nun, dass die Modelle oft sehr gut mit den Messungen zusammenpassen. Wo wir Diskrepanzen vorfinden, ist dies ein Anlass, Modellannahmen zu hinterfragen.“ Überprüft wurden die Satellitenmessungen unter anderem mit Höhenprofilen, die unter Beteiligung der TU Dresden auf dem Eisschild gemessen wurden.

Doktorand Ludwig Schröder, Experte für die Messung und Analyse von Eisoberflächenhöhen, sieht mit der Studie einen deutlichen Eismassenverlust seit den 1990er-Jahren für den Antarktischen Eisschild als Ganzes bestätigt. „Ursache dafür ist die Beschleunigung vieler Ausflussgletscher, wie frühere Detailstudien bereits belegen. Die Eismassenverluste betrugen im Zeitraum 1992 bis 2017 durchschnittlich 85 Milliarden Tonnen pro Jahr. Seit 2010 haben sich diese Verluste jedoch in einigen Regionen stark beschleunigt, so dass wir für den Zeitraum 2010 bis 2017 deutlich größere Raten von 137 Milliarden Tonnen pro Jahr beobachten.“ Eine Milliarde Tonnen entspricht der Masse von einem Kubikkilometer Wasser.

Originalpublikation: Ludwig Schröder, Martin Horwath, Reinhard Dietrich, Veit Helm, Michiel R. van den Broeke, Stefan R. M. Ligtenberg, Four decades of Antarctic surface elevation changes from multi-mission satellite altimetry; The Cryosphere, 13, 427-449, 2019; https://doi.org/10.5194/tc-13-427-2019

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