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Modeling the Greenland Ice Sheet response to climate change in the past and futureRobinson, Alexander January 2011 (has links)
The Greenland Ice Sheet (GIS) contains enough water volume to raise global sea level by over 7 meters. It is a relic of past glacial climates that could be strongly affected by a warming world. Several studies have been performed to investigate the sensitivity of the ice sheet to changes in climate, but large uncertainties in its long-term response still exist. In this thesis, a new approach has been developed and applied to modeling the GIS response to climate change. The advantages compared to previous approaches are (i) that it can be applied over a wide range of climatic scenarios (both in the deep past and the future), (ii) that it includes the relevant feedback processes between the climate and the ice sheet and (iii) that it is highly computationally efficient, allowing simulations over very long timescales.
The new regional energy-moisture balance model (REMBO) has been developed to model the climate and surface mass balance over Greenland and it represents an improvement compared to conventional approaches in modeling present-day conditions. Furthermore, the evolution of the GIS has been simulated over the last glacial cycle using an ensemble of model versions. The model performance has been validated against field observations of the present-day climate and surface mass balance, as well as paleo information from ice cores. The GIS contribution to sea level rise during the last interglacial is estimated to be between 0.5-4.1 m, consistent with previous estimates. The ensemble of model versions has been constrained to those that are consistent with the data, and a range of valid parameter values has been defined, allowing quantification of the uncertainty and sensitivity of the modeling approach.
Using the constrained model ensemble, the sensitivity of the GIS to long-term climate change was investigated. It was found that the GIS exhibits hysteresis behavior (i.e., it is multi-stable under certain conditions), and that a temperature threshold exists above which the ice sheet transitions to an essentially ice-free state. The threshold in the global temperature is estimated to be in the range of 1.3-2.3°C above preindustrial conditions, significantly lower than previously believed. The timescale of total melt scales non-linearly with the overshoot above the temperature threshold, such that a 2°C anomaly causes the ice sheet to melt in ca. 50,000 years, but an anomaly of 6°C will melt the ice sheet in less than 4,000 years. The meltback of the ice sheet was found to become irreversible after a fraction of the ice sheet is already lost – but this level of irreversibility also depends on the temperature anomaly. / Das grönländische Inlandeis (GIS) besteht aus einem Wasservolumen das ausreicht, um den globalen Meeresspiegel um 7 Meter ansteigen zu lassen. Es ist ein Relikt der vergangenen Eiszeit, das in einer zunehmend wärmer werdenden Welt stark in Mitleidenschaft gezogen werden könnte. In der vorliegenden Dissertation ist ein neues Verfahren zur Modellierung des Antwortverhaltens des Inlandeises auf Klimaänderungen entwickelt und angewendet worden. Die Vorteile des neuen Verfahrens im Vergleich zu den bisherigen Verfahren sind, (i) dass es über einen groen Bereich von Klimaszenarien (sowohl für die ferne Vergangenheit als auch für die Zukunft) anwendbar ist, (ii) dass es die wesentlichen Rückkopplungsprozesse zwischen Klima und Inlandeis enthält und (iii) dass es wegen seiner guten Rechenzeiteffizienz Simulationen über sehr lange Zeitskalen erlaubt.
Das neue Modell (REMBO) ist für die Modellierung des Klimas und der Massenbilanz an der grönländischen Oberfläche entwickelt worden und stellt ein verbessertes Verfahren im Vergleich zu den bisherigen dar. Die Entwicklung von GIS über den letzten glazialen Zyklus ist mittels eines Ensembles von verschiedenen Modellversionen simuliert worden. Anschließend ist die Tauglichkeit der Modellversionen durch Vergleich mit Beobachtungsdaten des gegenwärtigen Klimas und der Oberflächenmassenbilanz, sowie mit paleoklimatischen Rekonstruktionen von Eisbohrkernen verifiziert worden. Der Anteil von GIS am Meeresspiegelanstieg während des letzten Interglazials ist im Bereich von 0.5 bis 4.1 m berechnet worden, was konsistent mit bisherigen Schätzungen ist. Von den Ensemblesimulationen sind diejenigen ausgewählt worden, deren Ergebnisse gut mit den Daten übereinstimmen. Durch die Auswahl von geeigneten Modellversionen sind gleichzeitig die Unsicherheiten der Parameterwerte begrenzt worden, so dass sich nun mit dem neuen Verfahren die Sensitivität von GIS auf Klimaänderungen bestimmen lässt.
Mit den ausgewählten Modellversionen ist die Sensitivität von GIS auf langfristige Klimaänderungen untersucht worden. Es zeigt sich, dass das GIS ein Hystereseverhalten besitzt (d.h., eine Multistabilität für gewisse Klimazustände) und dass ein Temperaturschwellwert existiert. Bei Überschreiten des Schwellwertes bleibt das GIS nicht erhalten und wird langsam eisfrei werden. Der Temperaturschwellwert der globalen Mitteltemperatur relativ zur vorindustriellen Mitteltemperatur ist im Bereich 1.3-2.3°C ermittelt worden und liegt damit deutlich niedriger als bisher angenommen. Die Zeitdauer bis zum völligen Abschmelzen zeigt ein nichtlineares Verhalten hinsichtlich einer Erwärmung über den ermittelten Schwellwert. Eine Erwärmung von 2°C relativ zur vorindustriellen Zeit führt zu einem Abschmelzen nach 50.000 Jahren, aber eine Erwärmung um 6°C lässt das Inlandeis bereits nach 4.000 Jahren abschmelzen. Ein weiteres Ergebnis ist, dass der Abschmelzvorgang irreversibel werden kann, nachdem ein gewisser Anteil des Inlandeises abgeschmolzen ist – jedoch ist die Irreversibilität eines Abschmelzvorganges auch von der Temperaturanomalie abhängig.
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Mapping of Water under a Part of the Greenland Ice Sheet Using Ice-Penetrating Radar / Kartering av subglacialt vatten under en del av Grönland med hjälp av markradarSvensson, Anna January 2015 (has links)
The contribution to the global sea level change from the large ice sheet of Greenland and Antarctica if both ice sheet where to melt completely, is estimated to be approximately 70 meters. How much the actual contribution would be, is due to complex ice dynamics still unclear. It is crucial to gain knowledge about the spatial distribution of wet and frozen beds, in order to increase the understanding of ice-sheet flow. There are yet no complete models available that can fully explain and describe ice sheet motion and the feedback mechanisms that are involved, making this topic important for future predictions and modelling of the impact of a warming climate. Radar sounding can be used for distinguish the different reflectivity between wet and frozen beds, this is however limited by uncertainties caused by scattering and attenuation. To be able to map the spatial distribution of subglacial water, attenuation needs to be taken into account. Here, mapping of water under a smaller part of the Greenland ice sheet was performed, and three different methods for acquiring attenuation values was used to obtain a suitable value of the attenuation. A CMP analysis, an attenuation model based on temperature data and an attenuation estimation derived from common-offset radar data, the mean attenuation value from these methods was used for the determination of the reflectivity. Hydraulic potential calculations was also performed, analyzed and compared with the result from the mapping of the reflectivity. Higher reflectivity was observed closer to the front of the glacier, indicating wetter basal condition in that area. This area did also have more moulins and sinks which could lead water from the surface down to the base of the ice. / De båda istäckena Grönland och Antarktis uppskattas kunna bidra till den globala havsytehöjningen med ungefär 70 meter om de bägge istäckena skulle smälta helt och hållet. Hur mycket det faktiska bidraget skulle bli, är på grund av komplex isdynamik fortfarande oklart. Det är av yttersta vikt att öka kunskapen om den rumsliga fördelningen av frusna och icke-frusna bottnar under ett istäcke, för att öka förståelsen om isrörelse. Det finns i nuläget inga modeller som helt och fullt kan beskriva och förklara istäckens rörelse och de återkopplingsmekanismer som är involverade, vilket gör detta ämne viktigt för framtida förutsägelser och modellering av inverkan av ett allt varmare klimat.Radar kan användas för att särskilja den olika reflektivitet som uppvisas mellan frusna och icke-frusna bottnar, detta är dock begränsat på grund av dämpning och spridning av radarvågor genom isen. För att kunna kartera den rumsliga fördelningen av subglacialt vatten, behövs bland annat dämpningen i isen tas med i beräkningarna.Kartering av vatten under en mindre del av istäcket på Grönland har utförts i detta arbete, och för att erhålla ett bättre värde på dämpningen i isen användes tre olika metoder. En CMP-analys, en dämpningsmodell baserad på temperatur data och en dämpningsbedömning baserad på common-offset radardata, och medelvärdet på dämpningen från dessa tre metoder användes för fastställandet av reflektivitet i det undersökta området. Beräkningar av hydraulisk potential utfördes också, vilket analyserades och jämfördes med resultatet från karteringen av reflektivitet.Högre reflektivitet observerades närmre fronten av glaciären, vilket är en indikation på att vatten finns vid botten i det området. I detta område fanns också fler brunnar som skulle kunna leda ner vatten från ytan till botten av glaciären.
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Grönland och Folketinget : En postkolonial textanalys av grönländska och danska ledamöters uttalanden i Folketinget 1960-1962 / Greenland and Folketinget : A postcolonial text analysis of Greenlandic and Danish members of parliaments statements in Folketinget 1960-1962Jönsson, Isak, Elmblad, Jonathan January 2022 (has links)
This is a study of Greenlandic and Danish members of parliament's statements in Folketinget between 1960-1962. The study aims to see in which matters the Greenlandic members presented their statements, as well as what can be discerned from the Greenlandic and Danish members’ statements about the formers possibilities to change Greenland’s political situation.The study will also examine the statements made from a postcolonial viewpoint to see if they overlap with the theory. The study shows that the statements made by both the Danish and Greenlandic members of Folketinget overlap with the postcolonial theory several times. Edward Said, Franz Fanon and Michel Foucoults theories can all be traced within their statements. Foremost, Homi Bhabha and what he described as colonial mimicry is found on several occasions. The Greenlandic members of Folketinget made staments in a variety of political areas, both about specific issues on Greenland itself as well as how to change the asymmetrical relationship between Greenland and Denmark. Their possibilities to alter Greenland’s political situation was greatly hindered seeing as the Greenlandic members of Folketinget could not partake on the same terms as their danish collegues. Greenland also lacked any real political power in foreign politics, and therefore any tangible political voice when negotiating international treaties.
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En resa tillbaka i tiden för att förstå framtiden : En undersökning av organiskt material i eoliska lössjordssediment på västra Grönland, Kangerlussuaq. / A Journey Back in Time to Understand the Future : A Study of Organic Material in Aeolian Loess Sediments in Western Greenland, Kangerlussuaq.Morin, Caroline, Sundman, Jessica January 2021 (has links)
Today's changing climate on Earth makes climate research more important than ever. By providing an understanding of the Earth's history and in particular places where large-scale climate change is taking place, for example Greenland, can one get an understanding about how the Earth will react in the future. In this report has eolian loess deposits been analyzed from the permafrost region on Greenland, near the city Kangerlussuaq (Hällberg 2018). The eolian sediment can contain organic carbon that shows climate conditions during the time when the sedimentation occurred. In this report, the organic carbon has been measured using loss of ignition (LOI). The method is well-tried and measures the loss of weight in the samples, which answers to the loss of organic carbon (Dean 1974). The samples were heated to 100°C and thereafter burned at 550°C. The results from the LOI have been analyzed and compared to other data from the same location. This includes data from carbon-14 dating, X-ray fluorescence, grain size and magnetic susceptibility. The final data set has been mapped in the geographical information system. The maps gave an overview of the changes in the area. Results shows that there are connections between organic carbon and climate change in Greenland, which also is proved by correlation to other studies. / Det rådande klimathotet och det föränderliga klimatet på jorden gör att klimatstudier är viktigare än någonsin. Genom att få en förståelse för jordens historia i synnerhet på platser där stora klimatförändringar sker, så som på Grönland, kan en uppfattning fås om hur vår jord kommer påverkas. I uppsatsen har eoliskt avsatt lössjord analyserats från permafrostområdet på Grönland, nära staden Kangerlussuaq (Hällberg 2018). Det eoliska sedimentet innehåller organiskt material som avspeglar klimatförhållanden på platsen för tiden då sedimentationen inträffade. I arbetet har innehållet av organiskt material undersökts genom metoden Loss of Ignition (LOI). Metoden är välbeprövad och går ut på att mäta förlust i vikt vilket motsvarar förlust av organiskt material (Dean 1974). Proverna har torkats i 100°C och därefter bränts i 550°C. Resultatet som gavs av LOI har analyserats och jämförts med annan data från samma lokaler. De innefattar kol 14-metoden, röntgenfluorescens, kornstorlek och magnetisk susceptibilitet. Den slutgiltiga datauppsätningen har genom kartverktyget Geografisk Informationssystem karterats. Kartorna gav övergripande bild på de rumsliga förändringarna i området. Resultaten visar att det finns samband mellan organiskt material och klimatet på Grönland vilket även bevisas av korrelation med andra studier.
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Validierung satellitengestützter Oberflächenhöhen und Höhenänderungsraten in Nordostgrönland unter Verwendung von digitalen GeländemodellenLoebel, Erik 10 March 2020 (has links)
Satellitenaltimetrie ist ein Verfahren zur flächendeckenden Beobachtung von Oberflächenhöhen. In den Polarregionen spielen die daraus ableitbaren Höhenänderungsraten eine zentrale Rolle bei der Abschätzung von Massenbilanzen kontinentaler Eisschilde. Aktuell befindet sich eine Vielzahl solcher Altimetriesatelliten im Orbit. In Abhängigkeit vom Messverfahren und verbauten Instruments unterscheiden sich gemessene Höhen sowie der Einfluss systematischer Fehler. In dieser Masterarbeit werden für die Region Nordostgrönland Beobachtungen verschiedener Sensoren prozessiert, vergleichend interpretiert und teilweise validiert. Auswertungen erfolgen anhand digitaler Geländemodelle (DGM), wobei neben bereits etablierten Datensätzen ein Workflow zur automatisierten DGM-Generierung anhand von sehr hochaufgelösten optischen Satellitenaufnahmen vorgestellt sowie angewandt wird. Darauf aufbauend findet eine umfassende Validierung der Eisoberflächenhöhen ATL06 des im September 2018 gestarteten ICESat-2 statt. Es wurde gezeigt, dass keine signifikanten systematischen Abweichungen unter den einzelnen Laserstrahlen sowie zwischen aufsteigenden und absteigenden Satellitenspuren bestehen. Auf dem Eisschild wurden Abweichungen bis zu 10 cm und in den Küstengletscherregionen bis zu 70 cm errechnet, wobei das Genauigkeitsniveau von ICESat-2 über dem der Referenzen liegt. Anhand eines ersten Anwendungsbeispieles konnte die sehr gute Eignung von ICESat-2 zur Co-Registrierung von DGMs gezeigt werden. Durch Hinzunahme von Beobachtungen aktueller Radaraltimeter wurden sämtliche über Eisschilden eingesetzte Altimetriesensoren und Messverfahren vergleichend analysiert. Der zeitlich variable Einfluss der Firnstruktur ist von der Wellenlänge des Messsignals abhängig und kann durch Nutzung eines entsprechenden Retracking-Verfahrens minimiert werden. Korrektionen auf Grundlage verschiedener Parameter des Rückkehrsignals sind für den grönländischen Eisschild ungeeignet. Untersuchungen des Topografieeinflusses auf die Beobachtung zeigen ein enormes Fehlerpotential pulslimitierter Radarsysteme ab Geländeneigungen von 0,3°, wohingegen das Laseraltimeter ICESat-2 eine präzise Vermessung rauer Gebirgs- und Gletscherregionen ermöglicht.
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Reprocessing weather data from Smart Stake weather stations on the Greenland ice sheetLovén, Leon January 2023 (has links)
To identify a climate trend, a lot of data is required for the conclusion to be accurate. A trend can require 30 years worth of measurements in order to say anything with certainty about how the climate is changing. It is therefore important to utilize every source of data in climate research. In this thesis, weather data from the Smart Stake weather stations on the Greenland ice sheet was reprocessed and utilized in analysis after not having been worked with since the early 2000s. Erroneous data was selectively discarded, and the remaining data was merged for each of the five Smart Stake stations. After being formatted, the data was adjusted and processed by filters in order to reduce the amount of noise in the measurements. The measured quantities, such as temperature, wind velocity and snow height, were plotted and compared in order to establish the causes of increased melting at certain stations. 2003 was found to be a year with more melt around the Smart Stake stations than other years, and 2004 was found to have particularly small amounts of melt occurring. A station at a lower elevation than others, experiencing higher than average temperatures, measured more melting. This implies a reliable data set which means that the data from the Smart Stake stations can be used in further research, in climate models and for verification purposes, as well as by legislators and for construction planning. / För att kunna identifiera en klimattrend krävs en stor mängd data. En trend kan kräva en mängd data som motsvarar 30 år av mätningar för att säkert kunna säga hur klimatet förändras. Det är därför viktigt att utnyttja all data som samlas in för att kunna skapa noggranna klimatmodeller och dra korrekta slutsatser. I denna avhandling bearbetades väderdata från fem Smart Stake väderstationer på Grönlands istäcke på nytt. Mätningarna från dessa väderstationerhar inte utnyttjats sedan de sattes upp under tidiga 2000-talet. Felaktiga mätningar blev selektivt bortplockade och resterande data formatterades och sammanfogades till en fil per väderstation. Datan justerades och bearbetades sedan med hjälp av filter för att reducera mängden brus i mätningarna och markera ytterligare felaktig data. De uppmätta storheterna, exempelvis temperatur, vindhastighet och snöhöjd, visualiserades i diagram och jämfördes med mängden smält is och snö för att identifiera orsaken till högre uppmätt mängd smält is kring vissa väderstationer. 2003 visade sig vara ett år då mer smältning uppmättes än andra år, och 2004 ett år då inte lika mycket smält is uppmättes av Smart Stake väderstationerna. En station belägen på en lägre höjd över havet, som upplevde högre medeltemperaturer, var också benägen att uppmäta mer smält is. Detta implicerar att mätningarna från Smart Stake stationerna är pålitliga och att de kan användas till vidare forskning och klimatmodellering samt av lagstiftare och till planering av infrastruktur och byggnadskonstruktion.
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Den koloniala erfarenheten i svenska och danska läroböcker: Tysthet eller imperium, rasism eller vänner : En kvalitativ läromedelsanalys med utgångspunkt i hermeneutiken och den komparativa metodenMalmstedt, Marcus January 2019 (has links)
The purpose ofthis study is to examine how Sweden and Denmark explain their colonial experience in textbooks. A comparison will be made between Sweden’s colonization of Sápmi and treatment of Samer, and Denmark’s colonization of Greenland and treatment of Innuits. To conduct this study a comparative method was utilized, as well as hermeneutic theory which was used to try to understand how the countries explain their colonial experience. The theory applied for this topic was selective traditions in a textbook perspective. The results show that Sweden tones down their colonial experience, and the textbooks differ a lot in (if) and (how) they mention Sweden’s experience. The colonization of Sápmi is toned down as well as the treatment of Samer in books written before the new curriculum. The textbooks written after the new curriculum present a less toned down version of Sweden ́s treatment of Samer. This change is due to changes in society, as Samer have gained a lot more rights in Swedish society, which can be seen in Swedish textbooks. Denmark does not hide their colonial experiences, and the books also have more consensus in their description of Denmark’s colonial experience. The books before the new curriculum describe Denmark’s colonial experience as proof of the greatness of Denmark’s past. The books after the new curriculum describe Denmark’s colonial experience in the perspective of slave trade. Slave trade was one of the 29 canon points that entered the Danish curriculum, which could have influenced the Danish textbooks. Denmark’s textbooks often describe Denmark as a “good” colonial country, and the textbooks do not describe the treatment of Innuits, which could be explained by that, Denmark’s treatment of Innuits does not match with Denmark’s national image.
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Auswertung von ICESat-Laseraltimeterdaten zur Untersuchung glaziologischer Fragestellungen in polaren GebietenEwert, Heiko 25 June 2013 (has links) (PDF)
Mit der Mission des Ice, Cloud and Land Elevation Satellite (ICESat) gelangte erstmals ein Laseraltimetersystem in einen erdgebundenen Orbit. Die vorliegende Arbeit verdeutlicht anhand von drei verschiedenen Anwendungen das Potenzial dieser Altimeterdaten zur Überwachung des Antarktischen und des Grönländischen Eisschilds. Beide Schilde bilden ein Schlüsselglied im globalen Klimasystem der Erde. In einem ersten Hauptabschnitt werden die ICESat-Altimeterdaten für das Gebiet des Lake Vostok, des größten Vertreters subglazialer Seen in der Antarktis, untersucht. Dieses Gebiet eignet sich durch die Höhenstabilität des über dem See liegenden Eisschilds insbesondere als Validierungsgebiet für Altimeterdaten. Diese werden hinsichtlich der zwischen den Lasern auftretenden Offsets umfassend analysiert. Die ermittelten Offsets variieren in einem Bereich zwischen -7.5 und +13.9 cm und erreichen damit die angestrebte Messgenauigkeit der Mission. Im Hinblick auf eine Bestimmung von zeitlich linearen Höhenänderungen der Eisschilde stellen sie den größten genauigkeits-limitierenden Faktor dar. Aus den um die Offsets korrigierten Altimeterdaten wird ein rasterförmiges Topographiemodell der Eisoberfläche erstellt. Dieses wird umfassend untersucht. Im Anschluss werden glaziologische Anwendungen vorgestellt, für welche das Topographiemodell eine zentrale Grundlage bildet. Unter anderem erfolgt in der Kombination mit Eisdicken- und Geoidinformationen der Nachweis, dass sich das Eis über dem See im hydrostatischen Gleichgewicht befindet.
Im Zuge dieser Untersuchung wird aber auch deutlich, dass an einigen Stellen des Sees das Gleichgewicht verletzt wird. Mögliche Ursachen hierfür werden näher untersucht und eingehend diskutiert. Für den Grönländischen Eisschild erfolgt die Analyse der um die Laseroffsets korrigierten Altimeterdaten zur Ableitung zeitlich linearer Höhenänderungen. Die methodische Basis hierfür bildet eine Wiederholspuranalyse der Altimeterdaten. Zur Minimierung des Einflusses der lokalen Topographie und zur besseren Separation der saisonalen Höhenvariation werden die korrespondierenden Altimetermessungen entlang der Referenzspuren an ein drei-komponentiges mathematisches Modell durch Ausgleichung bestmöglich angepasst. Die für den ICESat-Missionszeitraum bestimmte mittlere Höhenrate des Eisschilds beträgt -13.0±0.5 cm/a. Die stärkste Höhenabnahme verzeichnet der Eisschild in den westlichen und südöstlichen küstennahen Randbereichen. Unter Verwendung der Eisdichte für die Volumen-Massen-Umrechnung entspricht dies einer Massenänderung von -209.5±35.6 Gt/a. Dies entspricht einem eustatischen Meeresspiegelanstieg von +0.6±0.1 mm/a.
In einer dritten Anwendung werden die ICESat-Altimeterdaten über dem Amery-Schelfeises untersucht. Es wird eine Methodik vorgestellt, welche auf der Kreuzkorrelation von Höhenprofilen verschiedener Epochen beruht und zur Ableitung von Fließgeschwindigkeiten des Schelfeises dient. Der entwickelte Ansatz wird auf die ICESat-Referenzspur 49 angewendet. Sie verläuft entlang der zentralen Achse des Schelfeises. Im Bereich zwischen -71.6° und -70.1° Breite wächst die Fließgeschwindigkeit von +0.83±0.09 m/d auf +1.02±0.06 m/d an. Das Ergebnis steht im Einklang mit einem unabhängigen Geschwindigkeitsmodell, welches zur Validierung herangezogen wurde. / The Ice, Cloud and Land Elevation Satellite (ICESat) was the first Earth-orbiting laser altimeter mission in space. The following work is dedicated to the ICESat-altimetry data in order to demonstrate their full potential for the investigation of glaciological implications in polar regions. The primary science objective of the mission was to focus on the mass balances of the Greenland Ice Sheet and the Antarctic Ice Sheet. Both of them play a key role in the Earth's climate system. Firstly, the ICESat elevation profiles covering the Lake Vostok region are analysed in more detail. The Lake Vostok is the largest known subglacial lake in Antarctica to date. Due to a fast and strong degradation of the laser energy, the ICESat elevation measurements are affected by offsets. The estimated offsets between the laser operational periods vary between -7.5 und +13.9 cm. Therefore, they can't be neglected in the view of precise mass change determinations for ice sheets.
In addition, a Digital Elevation Model (DEM) of the ice surface topography is generated on the basis of the adjusted elevation profiles. The DEM is analysed in more detail. Furthermore, the DEM forms the basis for the investigation of glaciological implications. In combination with an ice-thickness model and a regional geoid model the hydrostatic equilibrium condition is evaluated. It turns out, that the ice sheet covering the lake fulfils the hydrostatic equilibrium condition within ±1 m for large parts of the lake. Beside this, positive and negative deviations are found in the northern and southern part of the lake. Secondly, ice surface height changes and their temporal variations are inferred for the Greenland ice sheet. This investigation is based on a refined repeat-track analysis in order to exploit the full potential of ICESat's altimetry data. To reduce the influence of the local topography corresponding measurements along the track are fitted to a mathematical model, consisting of three components. For the entire ice sheet a mean surface height trend of -13.0±0.5 cm/yr is determined. The largest changes are identified at the coastal margins of the ice sheet. Using the ice surface height changes long-term volume- and mass-change rates are inferred. For this purpose the density of pure ice is used for the volume-mass-conversion. The overall long-term mass change rate amounts to -209.5±35.6 Gt/yr. This is equivalent to an eustatic sea level rise of +0.6±0.1 mm/yr.
A third approach analyses ICESat elevation profiles over the Amery ice shelf. The method is based on a cross-correlation analysis of different ICESat repeat cycle in order to determine the ice flow velocity along the track. This method is applied to reference track 49. The investigation reveals that between 71.7° S and 70.1° S along the reference track, the ice-flow velocity increases from about +0.83±0.09 m/d to +1.02±0.06 m/d. These results are in general good agreement with velocities derived from an independent velocity field.
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Geodätische Bestimmung glaziologischer Parameter in GrönlandKorth, Wilfried 10 June 2015 (has links) (PDF)
Beitrag zum Thema "Geodätische Bestimmung glaziologischer Parameter in Grönland" anläßlich einer Festschrift zum 65. Geburtstag von Prof. Reinhard Dietrich.
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Zur Bestimmung eisinduzierter Massensignale aus der Kombination geodätischer DatenGroh, Andreas 11 November 2014 (has links) (PDF)
Die Kryosphäre interagiert mit verschiedenen anderen Subsystemen der Erde. Variationen der klimatischen Bedingungen führen zu kryosphärischen Massenänderungen und somit zu Änderungen des globalen Meeresspiegels. Gleichzeitig induzieren Massenvariationen des Eises und des Ozeans Deformationen der festen Erde, welche sich aus einer instantanen elastischen und einer möglichen verzögerten viskosen Reaktion (glazial-isostatischer Ausgleich – GIA) zusammensetzen. Der räumlich variable Effekt der Meeresspiegeländerung relativ zur sich deformierenden Erdkruste wird gravitativ konsistent durch die Meeresspiegelgleichung beschrieben. Er ist die entscheidende Größe zur Abschätzung des Einflusses der Meeresspiegeländerungen auf die Küsten.
Die vorliegende Arbeit widmet sich der Bestimmung rezenter Massenänderungen der Eisschilde Antarktikas (AIS) und Grönlands (GIS) mittels geodätischer Daten. Zur Ableitung der Massenbilanzen beider Eisschilde wurde auf Daten der Satellitenmission GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) zurückgegriffen. Für den Zeitraum 2003/10–2009/10 konnten die Beiträge von AIS und GIS zur globalen Meeresspiegeländerung zu 0,26 ± 0,08 bzw. 0,59 ± 0,06mm/a bestimmt werden. Auf Basis wiederholter Höhenmessungen durch das Satellitenaltimeter ICESat (Ice, Cloud, and land Elevation Satellite) stand eine zweite unabhängige Schätzung der Massenbilanzen zur Verfügung. Während für den GIS beide Massenbilanzen im Rahmen der zugehörigen Fehlermaße übereinstimmen, treten für den AIS regional größere Differenzen auf. Diese konnten auf mögliche Restfehler in einer instrumentellen Korrektion der ICESat-Mission, Limitierungen der angewendeten Volumen-Massen-Umrechnung sowie auf Fehler in den genutzten GIA-Modellen zurückgeführt werden.
Für die Ableitung von Eismassenänderungen aus GRACE-Daten stellen GIA-Prädiktionen eine wichtige Reduktionsgröße dar. In Antarktika weisen verfügbare Modelle noch große Unsicherheiten auf. Für den Bereich des Amundsen-See-Sektors (Westantarktika), welcher den größten Teil zur negativen Massenbilanz des AIS beiträgt, konnte eine empirische GIA-Schätzung aus der Kombination von Massenänderungen aus GRACE und Volumenänderungen aus ICESat abgeleitet werden. Diese empirische Schätzung unterscheidet sich signifikant von den Prädiktionen verfügbarer GIA-Modelle. Eine Validierung der Ergebnisse mittels aus GPS-Beobachtungen abgeleiteten vertikalen Deformationen der Erdkruste bestätigte die empirische Schätzung. Die GPS-beobachteten Deformationen enthalten sowohl rezente eisinduzierte als auch GIA-bedingte Signalanteile. Zu deren Trennung wurden gravitativ konsistent modellierte elastische Krustendeformationen verwendet, welche auf hoch aufgelösten ICESat-Daten basieren. Insbesondere bei der Analyse von GRACE-Daten hat eine Änderung der GIA-Reduktion einen signifikanten Einfluss auf die bestimmte Massenbilanz. Im Vergleich zur Verwendung einer modellierten GIA-Reduktion ergab sich durch die Anwendung der empirischen Reduktion ein um ~40% größerer Eismassenverlust im Untersuchungsgebiet.
Sowohl in den Zeitreihen der Massenänderungen als auch in den Variationen der Eisoberflächenhöhen konnten nichtlineare Signale detektiert werden. Die Analyse von GRACE-Monatslösungen im Zeitraum 2003–2012 belegt einen erhöhten Meeresspiegelbeitrag des AIS und des GIS in den letzten Jahren. Signale dieses erhöhten Massenverlusts sind auch durch andere Sensoren detektierbar. Am Beispiel des Jakobshavn Isbræ (GIS) wurde ein beschleunigtes Fließverhalten mittels optischer Satellitendaten (Landsat) nachgewiesen und mit der beschleunigten Krustenhebung an einer benachbarten GPS-Station korreliert. Darüber hinaus wurden beobachtete Krustendeformationen auch zur Validierung der aus ICESat-Daten modellierten elastischen Deformationen genutzt. Für den Thwaites-Gletscher (AIS) konnte der Nachweis über eine Zunahme der Fließgeschwindigkeit und eine verstärkte Eishöhenabnahme durch die Hinzunahme radarbasierter Satellitendaten (TerraSAR-X, TanDEM-X) erbracht werden. Auf diese Weise war es möglich, die durch Landsat und ICESat bereitgestellten Zeitreihen zu verlängern.
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