Das Projekt "Vorhaben: Supraglaziales Schmelzwasser und klimatische Massenbilanz des 79°N Gletschers" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Erlangen-Nürnberg, Institut für Geographie durchgeführt. Das TP7 wird die Aufsetzlinie sowie die supraglazialen Schmelzwasserflächen in ihrer räumlichen und zeitlichen Variation erfassen. Es werden Daten verschiedenster nationaler und europäischer SAR-Systeme genutzt. Um die Schmelzdynamik und die supraglazialen Seen zu kartieren werden Auswertealgorithmen angepasst und weiterentwickelt. Diese Auswertungen werden durch die Analyse von Daten optischer Satellitendaten ergänzt. Hieraus soll insbesondere die Tiefe und das Volumen der Schmelzwasserseen abgeschätzt sowie hochausgelöste Albedokarten generiert werden. TP8: Die Schmelzraten an der Oberfläche haben große Bedeutung für die Eisdynamik. Dieses Teilprojekt konzentriert sich auf die Wechselwirkung Atmosphäre-Gletscheroberfläche und verfolgt zwei Ziele. (1) Bestimmung der klimatischen Massenbilanz (KMB) in hoher räumlicher Auflösung (1km) auf dem 79N-Gletscher (insb. supraglazialen Schmelzwasserproduktion); (2) Bestimmung der atmosphärischen Dynamik in verschiedenen räumlichen und zeitlichen Skalen. Zudem wird das Teilprojekt zeigen, wie sich mesoskalige atmosphärische Prozesse in die Gletschergrenzschicht fortpflanzen und dort die KMB gestalten, was neue Einsichten zum atmosphärischen Antrieb von Auslassgletschern aus einer detaillierten kausalen Sichtweise ermöglicht. Das TP7 ist in 5 Arbeitspakete gegliedert. Im 1. und 2. Jahr werden vor allem die supraglazialen Seen kartiert, der Oberflächen Zustand und die Albedo aus den Zeitreihen abgeleitet. Ab Mitte des 2. Jahres wird die Dynamik der Aufsetzlinie sowie die Ableitung der tiefe der supraglazialen Seen angegangen. Das TP8 beginn im Frühjahr 2017 mit dem Aufsetzen des Atmosphärenmodells und bereitet die Messungen des Kooperationspartners aus Dänemark auf. Ab Mitte 2018 Wird das Gletschermodell an das Atmosphärenmodell gekoppelt. Die Evaluierung und Analyse der Gletschermodellierung sollte bis Ende 2019 abgeschlossen sein. Im restlichen Projekt wird die Analyse der multiskaligen Prozesse durchgeführt.
Das Projekt "Vorhaben: Basale Schmelzwasseranteil Grönland und Periphere Gletscher" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften durchgeführt. Teilprojekt 4: Basales Schmelzen der Eisschelfe Grönlands (GrIS) ist einer der Hauptquellen für den GrIS Masseverlust und für den globalen Meeresspiegelanstieg. Das beschleunigte Abschmelzen in den letzten Dekaden wird vor allem durch den Einstrom von wärmerem Wasser in die Fjorde verursacht. Wie hoch die basalen Abschmelzraten jedoch sind ist unsicher, und offene Fragen bestehen bezüglich der Prozesse, die die Wechselwirkung des Ozeanwassers mit marin terminierten Gletschern steuern. Außerdem besteht Unklarheit, wie viel Schmelzwasser aus den Fjorden in den Randstrom gelangt und welche Prozesse dies steuern. Ebenfalls unklar ist der Anteil des Schmelzwassers, der aus dem Randstrom ins Innere des Europäischen Nordmeers und des subpolaren Nordatlantiks exportiert wird. Eine weitere offene Frage ist die räumliche und zeitliche Variabilität dieser Prozesse. Die Unsicherheiten in den basalen Schmelzraten und in der Verteilung des Schmelzwassers können in Klimamodellen zu Fehlern in der Ozeanzirkulation und damit zu Fehlern in den Wärme- und Süßwasserflüssen in und aus dem subpolaren Nordatlantik, dem Europäischen Nordmeer und der Arktis führen. Im GROCE Teilprojekt TP4 soll eine Methode angewendet werden, die bereits im Südlichen Ozean mit Erfolg die Verteilungen der basalen Schmelzwasserverteilung und deren Änderungen bestimmt hat: die Messung und Interpretation der Verteilungen von Helium und Neon-Isotopen von der Gletscherzunge über die Fjorde, die Randströme und das Beckeninnere. Durch die fast 1000 fache überhöhten Konzentrationen in reinem basalen Schmelzwasser können im Ozean Schmelzwasser - Anteile bis zu 0.035 Prozent bestimmt werden. Der Weg von der Gletscherzunge bis in den Randstrom wird am 79N Gletscher intensiv untersucht, die Aufteilung des Schmelzwassers zwischen Randstrom und Ozeaninnerem durch Messungen im westlichen Europäischen Nordmeer.
Teilprojekt 5: Periphere Gletscher (PG) stellen nur einen kleinen Teil der Oberfläche und des Eisvolumens Grönlands dar, sind aber stark überproportional an der Massenänderung Grönlands beteiligt. Sie machen damit - unabhängig vom Verhalten des Eisschilds und seiner Auslassgletscher - einen besonders sensitiven Teil der Süßwasserbilanz Grönlands aus. Während es relativ robuste Abschätzungen der Massenbilanz an der Oberfläche der PG gibt (häufig auch als 'klimatische' Massenbilanz bezeichnet, da es hier um Wechselwirkungen zwischen Eis und Atmosphäre geht), gibt es keinerlei Abschätzung für die Rolle der Ozean-Eis-Wechselwirkung für die Massenänderung grönländischer PG. Damit fehlt nicht nur eine quantitativ vollständige Abschätzung des Beitrages der PG zur gesamten Massenbilanz, sondern auch ein qualitatives Verständnis der Relevanz der zur Massenänderung beitragenden Prozesse. (Text gekürzt)
Das Projekt "Vorhaben: Glazialisostasie, Massenbilanz und Dynamik des grönländischen Eisschilds" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Planetare Geodäsie, Professur für Geodätische Erdsystemforschung durchgeführt. Das Teilprojekt 6 'Glazialisostasie, Massenbilanz und Dynamik des grönländischen Eisschilds' des BMBF-Verbundprojekts GROCE stellt sich das Ziel, die glazial?isostatische Ausgleichsbewegung (GIA) der Erdkruste in Nordost?Grönland zu bestimmen. Die Kenntnis dieses Prozesses ist derzeit noch mit einer größeren Unsicherheit behaftet, wodurch die Ableitung und Interpretation von Eismassenbilanz und -dynamik des grönländischen Eisschilds insgesamt und im Speziellen des Drainage?Basins des Nordost?Grönland?Eisstroms mit dem 79?Grad?Gletscher als einem Hauptauslaßstrom beeinträchtigt sind. Die direkte geodätische Bestimmung des GIA?Effekts erfolgt mit Hilfe von bodengebundenen GNSS?Messungen auf Fels.
Die Messungen werden mit Beobachtungen früherer Epochen verknüpft sowie über internationale Kooperation mit permanenten GNSS?Messungen ergänzt. Diese Messungen liefern die einzige Möglichkeit, den GIA?Effekt in situ zu bestimmen sowie neben der Ableitung eines langfristigen Trends auch saisonale Effekte in den Hebungsraten zu detektieren. Durch die Kombination von satellitengestützten Verfahren (Satellitengravimetrie und -altimetrie) erfolgt eine auf das Arbeitsgebiet fokussierte, zusätzliche Bestimmung des GIA?Effekts und der rezenten Eismassenänderung. Die Ergebnisse beider Methoden können schließlich verglichen und kombiniert werden. Durch die Hinzunahme von Daten der Satellitenfernerkundung (Landsat?1 bis 8), die die Ableitung von Zeitreihen des Geschwindigkeitsfelder und der Frontlage der Ausfluss? und peripheren Gletscher im Arbeitsgebiet ermöglichen, soll die Einschränkung der räumlichen Abtastung bei der Satellitenaltimetrie überwunden werden. Damit wird es möglich, Effekte der Oberflächenmassenbilanz von denjenigen der Eisdynamik zu trennen. Schließlich tragen wir durch kinematische GNSS?Messung im frontnahen Bereich des 79?Grad?Gletschers zur Erforschung der gezeitenbedingten Dynamik bei.
Im Ergebnis soll eine detaillierte Interpretation der Eisschilddynamik ermöglicht werden, wobei hier ein Fokus auf dem Randbereich und speziell auf das Arbeitsgebiet der koordinierten Studie liegt.
Das Projekt "Vorhaben: Prozessverständnis und Parametrisierung von Grenzschichtströmungen unter Schelfeis" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Ostseeforschung durchgeführt. In diesem Teilprojekt soll der Frage nachgegangen werden, welche hydrodynamischen Prozesse verantwortlich sind für basale Schmelzraten und Wärmeflüsse im Bereich der Gletscherzunge des 79°N-Gletschers. Hierzu werden idealisierte und realistische Modellsimulationen mit guter numerischer und Prozess-Auflösung der Meerwasser-Gletschereis-Grenzschicht konfiguriert, durchgeführt und analysiert. Dabei soll vor allem die thermohalin getriebene Zirkulation in der knapp 100km langen, 20 km breiten und 800m tiefen Kaverne unter dem Schelfeis des 79°N-Gletschers verstanden werden. Es soll das bekannte 3-Gleichungs-System zur Bestimmung der basalen Schmelzrate und des Wärmeflusses in die Modellsysteme GOTM (1D) und GETM (3D) konsistent implementiert werden, um ein Modell-Werkzeug zu erhalten, mit Hilfe dessen diese beiden Größen quantifiziert werden können. Es soll ein realistisches, hochaufgelöstes und multi-annuales 3D-Modell des 79°N-Gletschers aufgebaut werden, dass dann zur quantitativen Analyse der Schmelzwasser- und Wärmeflüsse beitragen soll. AP1 Idealisierte Modelle der Eis-Wasser-Grenzschicht. 1. Integration bestehender Grenzschicht-Modelle in ein Modul für GOTM. 2. Implementation dieses kombinierten Grenzschichtmoduls in GETM. 3. Vergleich zu Beobachtungen von Grenzschichtströmungen unter Eis. AP2 Idealisiertes Modell des Systems Gletscher-Kaverne-Fjord. 1. Anwendung von GETM in hoher Auflösung. 2. Gezeitengetriebene dynamische Interaktion zwischen Meerwasser und Eiszunge. AP3 Parameterisierungen von Schelfeis-Meerwasser-Interaktionen. 1. Verbesserung bestehender Parameterisierungen. 2. Implementierung dieser Parametrisierung in Regional- und Globalmodellen. AP4 Realistisches Modell des 79G und des vorgelagerten Fjords. 1. Anwendung für GETM in hoher Auflösung für Strömungsszenarien unter Schelfeis. 2. Bestimmung der realistischen basalen Schmelzraten.
Das Projekt "Vorhaben: Integrierte Analyse von grönländischer Eismassenbilanz und Änderungsprozessen im küstennahen Ozean" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Institut für Geodäsie und Geoinformation, Professur für Astronomische, Physikalische und Mathematische Geodäsie durchgeführt. Zentrale Hypothese ist es, dass sich Wechselwirkungen zwischen dem Grönländischen Eisschild mit dem umgebenden Ozean in geodätischen und ozeanographischen Daten detektieren lassen. Dazu soll zunächst in einer integrierten Analyse die gravimetrische Massenbilanz Grönlands gemeinsam mit den beobachteten Veränderungen des Meeresspiegels im Nordatlantik analysiert werden, um massenbedingte und sterische Anteile zu trennen. Der verstärkte grönländische Süßwassereintrag führt neben einem Meeresspiegelanstieg oder auch -abfall auch zu Veränderungen der Temperatur- und Salzgehaltsverteilung, sowie möglicherweise von Meeresströmungen und in der großskaligen Umwälzzirkulation. In einem zweiten Schritt sollen dann mit Hilfe von ozeanographischer Modellierung und Messdaten die relevanten Änderungen in Temperatur und Salzgehalt bestimmt werden, die für die beobachteten sterischen Variationen verantwortlich sind. Neben dem regionalen Wärmehaushalt werden diese Simulationen auch Veränderungen der regionalen Zirkulation besser beschreiben. Aus der zentralen Hypothese leiten sich die folgenden Ziele ab: (1) Ableitung von konsistenten Massenbilanzen für die verschiedenen hier betrachteten Raumskalen und Regionen (Grönland, Nordostgrönland/NEGIS) mit Hilfe einer gemeinsamen Analyse von GRACE-Schwerefelddaten sowie radaraltimetrischen Meereshöhenmessungen über den Zeitraum seit 2003. (2) Separation von massengetriebenen und sterischen Höhenänderungen im Nordatlantik, konsistent mit (1). (3) Finite-Elemente Modellierung, um Massenbilanzen aus (1) sowie sterische Effekte im Ozean aus (2) konsistent in Einklang zu bringen (4) Durchführung von Hosing Experimenten, die in mittelfristiger Perspektive denkbar sind. Hier wird den IPCC Szenarien gefolgt. Zur Realisierung dieses Arbeitsplans sind im detaillierten Arbeitsplan (PDF-Anhang) sieben (7) Arbeitspakete definiert.