Integrated Climate Data Center

Schmelztümpelbedeckung auf Meereis der Arktis

CliSAP/KlimaCampus Produkt

Schmelztümpelbedeckung im arktischen Ozean für den 8-Tages Zeitraum 18.6.-25.6. der Jahre 2007 (links) und 2011 (rechts). Ein Wert von 0.2 bedeutet, dass 20% des pro Gitterzelle (12.5 km x 12.5 km) vorhandenen Meereises mit Schmelztümpeln bedeckt sind. Es wurden nur Daten nördlich von 60°N ausgewertet. Flächen in dunkelblau sind frei von Schmelztümpeln; sie sind entweder eisfrei (offenes Wasser) oder markieren (schneebedecktes) Meereis. Wolken, Gebiete mit zu wenig verläßlichen Daten und die Datenlücke am Pol sind in weiß dargestellt.

 

Zugang

EINGESCHRÄNKT nur im ZMAW Netzwerk bzw. mit CliSAP-Login zugreifbar Was heißt das?

Datenzugriff via Filesystem: /data/icdc/ice_and_snow/arctic_meltponds

 

Beschreibung

MODIS-Daten (MODIS Surface Reflectance 8-Day L3 Global 500m SIN Grid V005) der Frequenzbänder 1, 3 und 4 wurden mit einem neuronalen Netz dazu benutzt, um die prozentuale Verteilung von Schmelztümpeln auf arktischem Meereis abzuleiten.

Die Ableitung der Schmelztümpelverteilung geschieht unter Ausnutzung der verschiedenen typischen Werte der Reflektanzen für Schnee, Meereis, offenes Wasser und Schmelztümpel, die in den oben genannten MODIS Frequenzbändern gemessen werden. Es wurde ein künstliches neuronales Netzwerk entwickelt. Die Methode von Tschudi et al. (2008) (siehe Referenzen) wurde benutzt, um für ausgesuchte Regionen und typische Zeitpunkte der Schmelztümpelentwicklung einen Trainingsdatensatz von Reflektanzen zu erstellen. Damit wurde das neuronale Netz trainiert. Nach einer Evaluation der Trainingsresultate wurde es das Netz auf die in ein polar-stereographisches Gitter projezierten Reflektanzen angewendet, um die oben genannten Oberflächentypen zu klassifizieren; die Gitterzellengröße ist hier noch 500 m.

Diese Oberflächentypenverteilungen werden ausgewertet und in eine Schmelztümpelverteilung mit 12.5 km x 12.5 km Gitterzellengröße überführt. Dazu werden der Anteil der Schmelztümpelbedeckung pro Gitterzelle mit der Eiskonzentration gewichtet um die relative Schmelztümpelfläche bezogen auf die Meereisfläche zu erhalten. Siehe die Sektion Referenzen für weitere Information.

Im hier vorliegenden Datensatz wird zum einen der komplette Satz von Schmelztümpelbedeckung, deren Standardabweichung, der Anteil offenen Wassers und der Anzahl der nutzbaren 500 m Gitterzellen pro 12.5 km Gitterzelle; in diesem Datensatz sind Werte mit mehr als 85% Anteil offenen Wassers an der Gitterzellenfläche ebenso ausmaskiert wie 12.5 km Gitterzellen mit weniger als 10% von nutzbaren 500 m Gitterzellen. Zusätzlich werden Schmelztümpelbedeckung, deren Standardabweichung und der Anteil offenen Wassers für nahezu wolkenfreie ("clear sky") Gebiete angeboten, das sind Gebiete mit mehr als 90% nutzbaren 500 m Gitterzellen pro 12.5 km Gitterzelle. Auch hier sind Gebiete mit mehr als 85% Anteil offenen Wassers an der Gitterzellenfläche ausmaskiert.

Parameter

Name Einheit
Schmelztümpelbedeckung 0-100%
Standardabweichung der Schmelztümpelbedeckung 0-100%
Anzahl der benutzten 500 m Auflösung Gitterzellen 0-625
Anteil von offenem Wasser 0-100%
Schmelztümpelbedeckung "clear sky" 0-100%
Standardabweichung der Schmelztümpelbedeckung "clear sky" 0-100%
Anteil von offenem Wasser "clear sky" 0-100%

Nach oben

Abdeckung, räumliche und zeitliche Auflösung

Zeitraum und zeitliche Auflösung: 

  • 2000 - 2011
  • 8-Tageskomposites, Start jeweils 9. Mai., Ende jeweils 13. September (16 Karten pro Jahr)

Räumliche Abdeckung und Auflösung:

  • Nordhemisphäre nördlich 60°N
  • Räumliche Auflösung: 12.5 km x 12.5 km, polar-stereographisches Gitter des NSIDC, Tangentialebene bei 70°N
  • Geographische Breite: 60°N bis 90°N
  • Geographische Länge: 0°E bis 360°E
  • Dimension: 608 Spalten x 896 Zeilen
  • Höhe: 0.0 m

Format:

  • netCDF

Datenqualität

Neben der Schmelztümpelverteilung werden zudem die Standardabweichung und die Anzahl der glaubhaften Meßwerte mit 500 m Auflösung pro (hier) 12.5 km Gitterzelle angegeben. Eine niedrige Standardabweichung und eine hohe Anzahl von glaubhaften Meßwerten deutet auf eine gute Datenqualität hin. Sind hingegen nur wenige Datenpunkte innerhalb einer 12.5 km Gitterzelle gefunden worden und/oder ist die Standardabweichung hoch, dann ist eine gute Datenqualität nicht mehr gesichert.

Die abgeleiteten Schmelztümpelbedeckungen sind mit einer Anzahl unabhängiger Beobachtungen validiert worden, z. B. Schiffsbeobachtungen, Flugzeugmesskampagnen und hochauflösende Satellitenbilder. Ein paar Ergbnisse dieser Validationsaktivitäten sind in Roesel et al. (2011) (siehe Referenzen) zusammengefaßt. Die unabhängigen Beobachtungen und die MODIS-Daten basierte Schmelztümpelverteilung stimmen im Rahmen der Unsicherheiten durch die verschiedenen Raum-Zeitlichen Beobachtungsskalen gut überein.

 

Kontaktperson

Anja Rösel

CliSAP / KlimaCampus / Institut für Meereskunde

Email: anja.roesel@we dont want spamzmaw.de

 

Lars Kaleschke

CliSAP / KlimaCampus / Institut für Meereskunde

E-Mail: lars.kaleschke@we dont want spamzmaw.de

 

Stefan Kern

CliSAP / KlimaCampus / ICDC

E-Mail: stefan.kern@we dont want spamzmaw.de

 

Referenzen

Datenzitat

Bei Verwendung der Daten bitte wie folgt zitieren:

"Arctic melt pond cover fractions were obtained for [PERIOD] from the Integrated Climate Data Center (ICDC, http://icdc.zmaw,de/), University of Hamburg, Hamburg, Germany, [Month, Year]"

DOI:10.1594/WDCC/MODIS__Arctic__MPF

und den Artikel Roesel et al. (2012) zitieren.

zurück     Top nach oben     Print drucken