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L3C SMOS Meereisdicke

ESA STSE SMOSIce / CliSAP Produkt

SMOS Meereisdicke (links) und deren Retrievalunsicherheit (rechts) vom 1. April 2015

 

Zugang

UNEINGESCHRÄNKT

EINGESCHRÄNKT nur im CEN/MPI Netzwerk bzw. mit CliSAP-Login zugreifbar Was heißt das?

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

 

Beschreibung

Das Microwave Imaging Radiometer with Aperture Synthesis (MIRAS) des SMOS Satelliten mißt die Strahlungstemperatur der Erdoberfläche im L-Band bei 1.4 GHz. Die Messung erfolgt voll-polarimetrisch bei Einfallswinkeln zur Senkrechten (Nadir) zwischen 0 und 65°. Eine komplette globale Abdeckung erfolgt alle 3 Tage; polwärts von etwa 50°N bzw. 50°S erfolgt eine komplette Abdeckung täglich; polwärts von 85°N bzw. 85°S gibt es keine Abdeckung. Die Größe des Aufnahmegebiets pro Messung variiert zwischen 35 km bei senkrechter Blickrichtung und mehr als 50 km bei einem Einfallswinkel größer 60°.

Die Meereisdicke wird von den L3B Strahlungstemperaturen berechnet. Nur solche Strahlungstemperaturen werden benutzt die nahe Nadir aufgenommen worden sind. Dafür wird ein 1-Schicht Emissivitätsmodell verwendet [1, 2]. Das benutzte L3B Strahlungstemperaturprodukt beinhaltet täglich gemittelte Strahlungstemperaturintensitäten interpoliert auf das NSIDC polar-stereographische Gitter bei 70°N mit 12.5 km Gitterzellenauflösung.

Die Emissitivität im hier verwendeten L-Band hängt hauptsächlich von der mittleren Eistemperatur, dem Salzgehalt und der Dicke ab. Die mittlere Eistemperatur wird mit Hilfe von JRA-25 Re-Analyse Daten der bodennahen Lufttemperatur und einem einfachen thermodynamischen Modell bestimmt [3]. Der mittlere Salzgehalt des Eises wird aus eine Klimatologie des Meeresoberflächensalzgehalts mit wöchentlicher Auflösung bestimmt.

Mit dem 1-Schicht Emissivitätsmodell wird eine glatte Eisbedeckung angenommen. Das führt zu einer unrealistischen Eisdickenverteilung da deformiertes Eis so nicht berücksichtigt wird. Daher wird dem Verfahren eine typische Eisdickenverteilungsfunktion vorgegeben [3] was zu einer scheinbar größeren Eindringtiefe führt als bisher publiziert [1], aber einer realistischere Eisdickenverteilung liefert.

Der Einfluß der Eiskonzentration auf das Retrieval wird nicht korrigiert. Dies führt zu einer Unterschätzung der Eisdicke in Gebieten mit Eiskonzentrationen unterhalb etwa 95%.

Der direkte Einfluß des Schnees auf die Strahlungstemperatur wird nicht berücksichtigt, wohl aber der wichtigere thermodynmische Einfluß des Schnees auf die mittlere Eistemperatur; dies wird über eine parameterisierte Schneeschicht realisiert [4].

Seit 17. Oktober 2013 werden die Daten täglich aktualisiert. Für aktuelle Karten einfach unter dem LAS das laufende Jahr auswählen.

Am 5. Mai 2015, wurde von der ESA das Level 1C Produkt von Version 5.05 auf 6.20 umgestellt.

ACHTUNG! Seit 21. Oktober 2016 ist die neue Version 3 des Produkts mit einem überarbeiteten Meereisdickenretrieval und einer verbesserten Fehlerabschätzung verfügbar. Diese ersetzt Version 2.

Letzte Aktualisierung des Datensatzes: Heute

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Parameter

Name Einheit
Meereisdicke m
Unsicherheit in der Meereisdicke m
Schnee / Eisoberflächentemperatur K
Verhältnis berechneter zu maximal theoretisch möglicher Eisdicke 0-100%
Strahlungstemperaturintensität K
Relativer Anteil von RFI beeinflussten Messungen 0-100%
Anzahl der Strahlungstemperaturdatenpaare pro Gitterzelle --

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Abdeckung, räumliche und zeitliche Auflösung

Zeitraum und zeitliche Auflösung: 

  • 7 Winter (= 15. Oktober bis 15. April): 2010/11 bis 2016/17
  • Täglich aktualisiert

Datenlücken vom 27.12. bis 31.12.2010 (Antennenprobleme) und 13.03 bis 15.03.2016. Unter https://earth.esa.int/smos/ findet man monatliche Berichte zur SMOS Datenqualität und Anomalien.

Räumliche Abdeckung und Auflösung:

  • Nordhemisphäre polwärts von 50°N
  • Räumliche Auflösung: 12.5 km x 12.5 km, polar-stereographisches Gitter des NSIDC, zentriert bei 70°N
  • Geographische Länge: 0°E bis 360°E
  • Geographische Breite: 50°N bis 90°N
  • Dimension: 608 Spalten x 896 Zeilen
  • Höhe: 0.0 m

Format:

  • NetCDF

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Datenqualität

Der Datensatz beinhaltet eine Unsicherheitsabschätzung.

Diese basiert auf den Standardabweichungen der verwendeten Strahlungstemperaturen, der Eistemperatur und dem Eissalzgehalt. Die Unsicherheit nimmt insbesondere mit zunehmender Eisdicke zu.

Die Annahme einer 100%igen Eisbedeckung für zu einer Unterschätzung der Eisdicke in Gebieten mit weniger als 100% Eiskonzentration.

In Gebieten, in denen die SMOS Strahlungstemperatur gesättigt ist, d. h. die Strahlungstemperatur nicht mehr wesentlich oder gar nicht mehr mit der Eisdicke zunimmt, kommt es zu einer starken Unterschätzung der Eisdicke.

Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die mit SMOS ableitbare Eisdicke nach oben limitiert ist. Diese Limitierung ist abhängig von Salzgehalt und der Temperatur des Eises. Daher variiert die maximal ableitbare Eisdicke regional und saisonal. Deshalb sollte die Eisdicke immer zusammen mit ihrer Unsicherheit betrachtet (im LAS) bzw. zusammen mit dem Verhältnis aus berechneter und maximal möglicher Eisdicke (siehe Parameter) verwendet werden.

Daten mit Unsicherheiten > 1 m oder einem Verhältnis von berechneter zu maximal möglicher Eisdicke nahe 100% sollten nicht verwendet werden.

Im pazifischen Sektor ist die Datenabdeckung nicht optimal.

Informationen zu einer Validationskampagne in der Barentssee von 2014 sind in diesem Report und in Kaleschke et al. (2016) zu finden.

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Kontaktperson

SMOSIce Project Scientist
Xiangshan Tian-Kunze
Institut für Meereskunde / CEN/ Universität Hamburg
E-Mail: xiangshan.tian-kunze (at) uni-hamburg.de

SMOSIce Project Principal Investigator
Lars Kaleschke
Institut für Meereskunde / CEN / Universität Hamburg
E-Mail: lars.kaleschke (at) uni-hamburg.de

Stefan Kern
ICDC / CEN / Universität Hamburg
E-Mail: stefan.kern (at) uni-hamburg.de

Remon Sadikni
ICDC / CEN / Universität Hamburg
E-Mail: remon.sadikni (at) uni-hamburg.de

ESA SMOS Mission Scientist
Dr. Matthias Drusch
ESTEC
E-Mail: matthias.drusch (at) esa.int

ESA SMOS Mission Management
Dr. Susanne Mecklenburg
ESRIN
E-Mail: susanne.mecklenburg (at) esa.int

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Referenzen

Datenzitat

Bei Verwendung der Daten bitte wie folgt zitieren:

X. Tian-Kunze, L. Kaleschke, and N. Maass (2016), updated current year. SMOS Daily sea ice thickness Version 3, [list dates of temporal coverage used]. ICDC, icdc.cen.uni-hamburg.de, University of Hamburg, Germany, Digital media.

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