Melt ponds are important features on summer Arctic sea ice leading to a
surface albedo reduction and thereby altering the energy budget. Besides the spatial
pond coverage, the melt pond depth is of importance in context of meltwater volume
distribution across the sea ice surface. In this study, the melt pond depth is retrieved
based on airborne reflectance measurements performed in the framework of an Arctic
field campaign. An already existing approach uses the spectral reflectance slope and
is widely independent of the pond ice bottom reflectance contribution. However, the
surface coverage of the imaging spectrometer, providing the required spectrally resolved
information, is limited due to the narrow field of view. To capture a larger number of
melt ponds, a commercial digital camera with fisheye-lens provides reflectances in the
red, green, and blue (RGB) spectral ranges. To retrieve the melt pond depth a new
RGB band approach was developed and validated by the established spectral retrieval
approach. The depth deviation of the approaches ranged between 0.1 cm and 27.6 cm
depending on prior information on the pond ice bottom reflectance. / Schmelztümpel stellen wichtige Oberflächenmerkmale des arktischen
Meereises im Sommer dar, da sie die Albedo senken und somit Einfluss auf
das Energiebudget haben. Neben der Fläche, die die Tümpel bedecken, ist ebenfalls
deren Tiefe im Rahmen der Schmelzwasserverteilung relevant. In dieser Studie wird
die Schmelztümpeltiefe von flugzeuggetragenen Reflektanzmessungen abgeleitet, die
während einer Messkampagne in der Arktis durchgeführt wurden. Ein bereits bestehender
Ansatz verwendet den spektralen Reflektanzanstieg und ist weitgehend unabhängig
von der Reflexion am Eisboden des Tümpels. Jedoch ist die räumliche Abdeckung
des bildgebenden Spektrometers, das spektral aufgelöste Messungen ermöglicht, durch
den schmalen Öffnungswinkel des Instruments limitiert. Um eine größere Anzahl von
Tümpeln zu beobachten, kann eine kommerzielle Digitalkamera mit Fischaugenlinse
verwendet werden, mit welcher Reflektanzen im roten, grünen und blauen (RGB) Spektralbereich
bestimmt werden können. Um die Tümpeltiefe abzuleiten, wurde ein neuer
RGB Ansatz entwickelt und mit dem bestehenden spektralen Ansatz validiert. Die Abweichungen
der abgeleiteten Tiefen variierten zwischen 0.1 cm und 27.6 cm abhängig
von den bereitgestellten Informationen zur Reflektanz des Eises am Tümpelboden.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:DRESDEN/oai:qucosa:de:qucosa:88548 |
| Date | 08 December 2023 |
| Creators | Rosenburg, S., Jäkel, E., Wendisch, M. |
| Publisher | Universität Leipzig |
| Source Sets | Hochschulschriftenserver (HSSS) der SLUB Dresden |
| Language | English |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, doc-type:article, info:eu-repo/semantics/article, doc-type:Text |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | urn:nbn:de:bsz:15-qucosa2-881469, qucosa:88146 |
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