30 Jahre Rückgang des Volumens des arktischen Meereises, beobachtet durch Satelliten 🧊

Eine Studie in Scientific Reports zeigt das Potenzial passiver Mikrowellenbeobachtungen von Satelliten zur Schätzung der Dicke und des Wintervolumens des arktischen Meereises.


Das Meereis, das durch das Gefrieren von Meerwasser entsteht, bedeckte bis Anfang dieses Jahrhunderts den größten Teil des Arktischen Beckens, den größten Teil des Jahres. Seit Ende der 1970er Jahre schmilzt das arktische Meereis jedoch allmählich, insbesondere im Sommer, wie Messungen passiver Mikrowellen des Eisdeckens von Satelliten gezeigt haben.

Diese Beobachtungen zeigen eine Verringerung der Sommerfläche des Meereises von mehr als 10 % pro Jahrzehnt, was seit 1979 einer Fläche von mehr als dem Fünffachen der Fläche Frankreichs entspricht. Diese Schmelze, die durch Klimamodelle nachgebildet wurde, wird den CO2-Emissionen menschlicher Aktivitäten zugeschrieben.

Die Messung der Eisbedeckung sagt jedoch nichts über die Dicke des Eises aus, die ein besseres Verständnis des Schmelzprozesses und insbesondere die Bestimmung des Volumens des Meereises ermöglichen würde.

Schätzungen der Dicke des Meereises werden aus dem Weltraum mithilfe von Altimetern (Lidar und Radar) gewonnen, aber diese Beobachtungen sind über lange Zeiträume hinweg nicht kontinuierlich verfügbar. Bisher wurden die Volumen des arktischen Meereises nur durch numerische Simulationen physikalischer Modelle geschätzt, wobei eine Unsicherheit von etwa 50 % besteht.


Die Studie, an der insbesondere das Labor für Strahlungs- und Materienforschung in Astrophysik und Atmosphären - LERMA der Pariser Sternwarte - PSL beteiligt ist, zeigt das Potenzial passiver Mikrowellenbeobachtungen von Satelliten zur Schätzung der Dicke und des Wintervolumens des arktischen Meereises. Die Methode basiert auf einem von Lidardaten des Eisdickenvolumens trainierten Algorithmus der künstlichen Intelligenz und nutzt die Länge der Zeitreihen der Mikrowellenbeobachtungen.

Die erhaltenen Eisdicken und die daraus abgeleiteten Meereisvolumen stimmen mit den Simulationen der letzten 30 Jahre überein: Beide Quellen stimmen besser als erwartet bei den Eisvolumen überein und sind in Bezug auf die Volumentrends des Meereises und dessen Veränderung von Jahr zu Jahr ähnlich.

Somit ermöglichen die passiven Mikrowellensatellitendaten eine erhebliche Reduzierung der Unsicherheiten bei der Schätzung des arktischen Meereisvolumens und seiner Entwicklung und sollten die Genauigkeit der Vorhersagen für die Zukunft des Meereises verbessern.