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Polynjen in der Antarktis

CliSAP/KlimaCampus Produkt

Beispielkarten der Polynjenverteilung / Dünneisverteilung um die Antarktis für den 31. Juli 2007 (links) und den 2. August 2007 (rechts). Die Polynjen sind anhand der blauen (weitgehend offenes Wasser) und dunkel-cyanfarbenen (dünnes Eis, < 10-20 cm) Bereiche zu erkennen. Fokus liegt auf den Küstenpolynjen; Gebiete fernab der Küste sind ausmaskiert.

 

Zugang

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

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

 

Beschreibung

Daten des Special Sensor Microwave / Imager (SSM/I) wurden benutzt, um Polynjen, das sind Gebiete offenen Wassers und/oder dünnen (< 20 cm) Meereises in Regionen, in denen normalerweise dickes Meereis anzutreffen ist, zu erkennen und zu kartieren.

Dazu wurde ein Klassifikationsverfahren auf inter-sensor Differenzen korrigierte Strahlungstemperaturen der 37 und 85 GHz Kanäle des SSM/I (auf DMSP-Plattformen f10, f13, und f15) angewendet, um 3 Oberflächentypen zu identifizieren: Dickes Eis, dünnes Eis und offenes Wasser.

Für jeden SSM/I-Überflug wurden regionale Polynjenverteilungskarten erstellt und nach einer Qualitätskontrolle zu Karten der täglichen winterlichen Polynjenverteilung der Antarktis zusammen geführt.

Der hier bereit gestellte Datensatz (Version 01) beinhaltet die mittlere Polynjenverteilung sowie eine eher konservative Abschätzung der minimalen Polynjenverteilung pro Tag.

In den Artikeln Markus and Burns (1995) und Hunewinkel et al. (1998) sind die Grundprinzipien des Verfahrens beschrieben. Kern et al. (2007) und dem Projektbericht sind die Details und Modifikationen zu entnehmen, die für ein die Antarktis umspannendes Retrieval der Polynjenfläche und -häufigkeit nötig waren.

Seit Mai 2016 bieten wir NRT Polynja-Karten basierend Daten einzelner Überflüge des DMSP-f18 SSM/IS Sensors an. Diese sind im Gegensatz zum Polynjendatensatz (siehe oben) nicht qualitätskontrolliert und wurden inbesondere ohne "stable ice" Maske generiert. Die Karten unten sind Platzhalter für rückwärts laufende Animationen der letzten 20 Polynjenkarten der jeweiligen Region. Von links nach rechts sind das: "Central Weddell Sea (CWS)", "Eastern Indian Ocean (EIS)", "Western Pacific Ocean (WPS)", "Eastern Pacific Ocean", "Western Ross Sea (WRS)", "Western Bellingshausen/Amundsen Sea (WBS)", and "Eastern Bellingshausen/Amundsen Sea (EBS)". Weiße, hellblaue und dunkelblaue Gebiete bezeichnen, jeweils, dickes Eis (> 0.2 m), dünnes Eis (< 0.2 m) und offenes Wasser. Für weitere Information empfehlen wir die Datensatzbeschreibung und Dokumentation zu lesen. Ein Klick auf die Karten started jeweilige Animation der Polynjenkarten; diese werden täglich aktualisiert. Die Landmaske ist sub-optimal und bedarf einer Aktualisierung (kann man derzeit gut im Rossmeer sehen). Fehlerhafte Klassifizierungen werden herausgefiltert und führen zu zeitlichen Datenlücken. Das räumliche "springen" der Karten liegt an der Verwendung von Daten einzelner Überflüge. Für andere Zeiträume und Rückfragen bitte einfach eine E-Mail an Stefan Kern schicken.

Wir weisen darauf hin, dass während der Sommer- und Herbstmonate die Karten weder die Polynjenausdehnung noch Gebiete dünnen Eises zeigen. Zum einen wird während dieser Monate die Definition was eine Polynje ist verletzt und man darf nicht mehr von einer Polynje sprechen. Zum anderen funktioniert das PSSM-Verfahren für die Detektion von dünnem Eis / Polynyjen nur während der Gefriersaison. Während der Sommer- und Herbstmonate ist die Klasse "dünnes Eis" eher mit einer offenen Meereisbedeckung und die Klasse "dickes Eis" eher mit einer weitgehend geschlossenen Meereisbedeckung gleichzusetzen.

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Parameter

Name Einheit Werte
Mittlere Polynjenverteilung keine 0: offenes Wasser
    30: dünnes Eis (< 10-20 cm)
    90 & 100: dickes Eis
    180: Land
    220: fehlende oder ausmaskierte Daten
Minimale Polynjenverteilung keine wie voriger Parameter
Anzahl Satellitenüberflüge 1/Tag  

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Abdeckung, räumliche und zeitliche Auflösung

Zeitraum und zeitliche Auflösung:

  • 1992 - 2008, jeweils Mai bis September
  • Täglich

Räumliche Abdeckung und Auflösung:

  • Südhemisphäre (ohne Nordteil der Antarktischen Halbinsel und den Bereich 130°W-155°W)
  • Räumliche Auflösung: 5 km x 5 km; polar-stereographisches Gitter, zentriert bei 70°S
  • Geographische Länge: -180°E bis 180°E
  • Geographische Breite: rund 40°S bis 90°S
  • Dimension: 1520 Spalten x 1660 Zeilen
  • Höhe: 0.0 m

Format:

  • NetCDF

Auf Anfrage gibt es Karten der täglichen Polynjenverteilung und der Polynjenverteilung einzelner Satellitenüberflüge (je nach Region bis zu 6 pro Tag) für die einzelnen verwendeten Unterregionen, wie z.B. das Rossmeer, auf dem gleichen Gitter mit gleicher Auflösung für den gleichen Zeitraum und ebenfalls im netCDF Format.

 

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Datenqualität

Der Datensatz beinhaltet keine Fehlerabschätzungen*.

Änderungen der Polynjenfläche sind im Mittel bis hinunter auf 50 km² detektierbar, die mittlere Genauigkeit liegt bei 80 km² - laut Markus and Burns (1995). Nach unseren Erfahrungen liegen beide Zahlen für die hier angebotenen Daten bei 200 km². Fehlerquellen sind (siehe dazu auch unten: Publikationen):

  • zu ungenaue / zu alte Küstenlinie **
  • dynamische Schelfeiskanten **
  • Einfluß von Festeis, Schelfeis und Eisbergen auf die Polynjendetektion
  • Wettereinflüsse
  • Verschmierung starker Kontraste durch grobe räumliche Auflösung

*) Die auf Anfrage beziehbaren täglichen Polynjenverteilungen der einzelnen Regionen beinhalten neben dem mittleren Komposit auch eine Abschätzung der maximalen und der minimalen Polynjenverteilung.

**) Um diesen Einfluß zu vermeiden, wurden für diesen Datensatz wolkenfreie NOAA-AVHRR Satellitendaten dazu verwendet, um eine neue Küstenlinie mit 5 km Auflösung zu erstellen; diese ist in diesem Datensatz vorhanden. Es handelt sich dabei um eine dynamische Küstenlinie die alle zwei Jahre (1992-2004) aktualisiert worden ist.

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Kontaktperson

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

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Datenzitat

Bei Verwendung der Daten bitte wie folgt zitieren:

Kern, S. (2012) Antarctic daily winter-time polynya distribution from SSM/I brightness temperature data http://icdc.cen.uni-hamburg.de/polynya_ant.html , (years used), Integrated Climate Data Center (ICDC), CEN, University of Hamburg, Hamburg, Germany, Digital Media.

PLUS den Artikel Kern et al., 2007 aus den Referenzen.

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