Ununterbrochen wird uns das Schmelzen (Meereis) von Arktis (auch Antarktis) von den Medien eingetrichtert (mit grausamen Konsequenzen). Auf das spezifische Verhalten des Eises geht natürlich keines der Medien ein. Auch hört man eig. nie etwas, wie unendlich kompliziert das maßtechnische Erfassen des Eises ist und wie dürftig vorhandene Datenquellen sind. Sicherlich, das kann man erwarten, wird es in Zukunft besser. Heute aber werden auf diesen Ergebnissen Szenarien verkündet und politische Maßnahmen eingefordert und auch umgesetzt (anbei eine kleine Recherche zum NACHDENKEN)

Eis-Messungen (Methoden)

Definitionen: FL = Fläche, So = Sonne, VOL = Volumen, OF = Oberfläche, H2O = Wasser, MODIS = Moderate Resolution Imaging Spectro-Radiometer, MERIS = Medium Resolution Imaging Spectrometer, Wo = Wolken, MW = Mikrowellen, AMSER = Advanced Microwave Scanning Radiometer, SSM/I = Special Sensor Microwave Imager, SoLi = Sonnenlicht, IR = Infrarot, T = Temperatur, SAR = Synthetic Aperture Radar, AWI = Alfred-Wegener-Institut, ElMag = Elektromagnetische Welle, Li = Licht, ENVISAT = Environmental Satellit, LIDAR = Light Detection and Ranging (über Laser), ICESat = Light, Cloud and Land Elevation Satellite, Polynjas = offene H2O-FL bzw. dünnstes Meereis, AVHRR = Advanced Very High Resolution Radiometer, ASTER = Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer, AATSR = Advanced Along-Track Scanning Radiometer, Landsat = Erd-Beobachtungs-Satelliten, NASA, NOAA = National Oceanic and Atmospheric Administration, ERS = European Remote Sensing Satellite, Cryosat-2 = ein ESA-Satellit (Eismessungen), ME = Meereis, QuikSCAT = Quick Scatterometer, NIR = Nahes IR, 𝜆 = Wellenlänge

Wichtig: um korrekte Aussagen über das ME machen zu können, sind folgende Vorab-Kenntnisse erforderlich; 1) die ME-FL-Ausdehnung (s. Albedo), 2) die ME-MÄCHTIGKEIT (das VOL), 3) ME-DICHTE und 4) das ME-ALTER (s. örtliche + zeitliche Veränderungen)

Wichtig: 1) das ME kann (von oben) durch Satelliten / Flugzeuge oder (von unten) durch U-Boote (Militär?) + an der OF durch Schiffe u/o Bojen vermessen werden (Häufigkeit, Routen); 2) Satelliten stehen seit rd. 1979 im Einsatz (gesamte FL-Erfassung, tägl.); 3) man nutzt dazu Sensoren (z.B. MODIS und MERIS / diese arbeiten mit 𝜆 im sichtbaren Bereich / s. ME reflektiert stark und erscheint dann auf den Aufnahmen hell)

Arktis: 1) viele Regionen sind oft lange von Wo bedeckt (Dunkelphasen); 2) Sensoren für reflektiertes SoLi bzw. IR können deshalb NICHT eingesetzt werden; 3) man muss auf Wo-lose Phasen warten oder man nutzt die MW-Technik (sieht durch die Wo hindurch, seit 30 a im Einsatz); 4) s. die MW-Sensoren SSM/I und AMSR-E; 5) passive Sensoren verarbeiten die Erd-OF-Strahlungs-Emissionen (s. T-Bestimmung + Topologie + H2O-Vorkommen + Salzgehalte etc. / Frage der räumlichen Auflösung); 4) aktive MW-Sensoren (s. Radar) empfangen eine Signal-Rückstreuung von einem vorher zur ERD-OF geschickten Strahlen-Impuls (s. SAR) / s. auch Satelliten-Radar (QuikSCAT, Radar-Altimeter), ENVISAT

ME-Konzentration: 1) hier muss eine Bezugs-FL gewählt werden, 2) dann wird die eisbedeckte FL im betrachteten Gebiet ausgemessen und ins Verhältnis gesetzt (0-100%)

ME-Dicke: 1) diese kann von oben bzw. von unten gemessen werden / s. AWI; 2) man setzt z.B. Bohrungen; 3) man nutzt Schallmessungen, s. ElMag-Schallmessung + unterseeische Schallmessung + Schallmessung von Satelliten (s. Radar-Höhenmesser und LIDAR, ICESat); 4) man nutzt dazu Polynjas

ME-VOL: 1) das VOL steht in Verbindung mit der FL- und Dicke-Messung; 2) man nutzt dazu Satelliten-Daten und Freibord-Daten

ME-Alter: 1) dieses kann (meist) nur abgeschätzt werden (Satelliten, Isotopen); 2) es werden verschiedene Bereiche des ElMag-Spektrums berücksichtigt (s. OF-Unebenheiten, Salzgehalt im Eis etc. / auf Verfälschungen ist zu achten)

Wichtig: 1) Satelliten-Instrumente nutzen unterschiedliche Bereiche des ElMag-Spektrums (d.h. verschiedene Infos über das ME werden geliefert); 2) Li im Sichtbaren + IR + MW-passiv-aktiv werden verwendet / jeder Sensor sieht das ME anders; 3) sichtbares ElMag: es wird das vom ME reflektierte SoLi gemessen / es werden rd. 50-70% reflektiert (bei zusätzlicher Schneebedeckung rd. <90%); das umgebende H2O reflektiert nur 6% / man muss auch noch glatte + geraute FL unterscheiden (Sensoren: 15 m-1km räumliche Auflösung / Breite 100 m-2000 km; MERIS-, MODIS-, AVHRR-, ASTER-Sensoren); 4) IR-ElMag: die von einer Eis-FL erfolgende Strahlen-Emission (10-12 𝜇m / auch im NIR bei rd. 1,6 𝜇m / Auflösung von 1-xkm und Streifenbreite x100 m-rd. 2000 km / s. AVHRR-, AATSR-, MODIS-, Landsat-Sensoren auf jeweils entsprechenden Satelliten) wird herangezogen (s. ME reflektiert im sichtbaren + im IR-Bereich);

Wichtig / Massenbilanz-Eis-Dicke, Wo- und Aerosol-Höhen + Topographie etc.: 1) diese Werte werden hpts. mit dem ICESat (Satellit) erfasst / dort setzt man das GLAS-Instrument ein (s. Geoscience Laser Altimeter System); 2) ein LASER sendet IR-Impulse aus (4 Nanosekunden lang, 𝜆 = 1064 nm und 532 nm -grünes Li-), die reflektiert werden; 3) die Intensität des Rück-Impulses hängt von OF-Art, Eis, Schnee, H2O etc. ab; 4) auch die Distanz OF-Schneedecke zur Meeres-OF wird erfasst (i.e. die Eis-Höhe); s. 2004-2008-NASA (die Arktis-Eis-Dicke); 5) MW-ElMag: die Sensoren werden hier nicht durch Wo beeinträchtigt / man setzt 𝜆 von n/10 mm bis cm ein (s. die unterschiedlichen Frequenzbänder) / man nutzt passive Techniken (Sensor misst die emittierte Strahlung einer OF) und aktive ein (s. ein Signal wird ausgesendet und reflektiert / RADAR); 6) passive MW: die Intensität der emittierten Strahlung ist eine f (T, Atom-Anordnung, Kristallstruktur etc.) / Eis emittiert > als Meer-H2O (gute Unterscheidbarkeit) / Wo emittieren < als Meereis / seit 1972 ist der ESMR (s. Nimbus-5-Satelliten der NOAA) im Einsatz / andere Sensoren sind das SMMR (Scanning Multichannel MW Radiometer, 1978-1987), das SMM/I ab 1987 bis heute und das AMSR-E, NASA (ab 2002 bis heute); 7) RADAR-Sensoren: i.s. aktive MW-Sensoren / Strahl-/Radio-Energie-Abstrahlung auf die Erd-OF + Auswertung der reflektierten Strahlung/Streuung; s. Einfluss der OF-Beschaffenheit, Rauheit, Glätte, Schmelzwasser-Schichten, Schneebedeckung; 8 ) ALTIMETER: dieses blickt senkrecht auf die Erd-OF und misst das reflektierte Signal / dann gibt es noch eine Reihe anderer Radar-Sensoren (s.d.) mit Einfallswinkeln zwischen 20-50°; 9) Höhen-Messung: man verwendet Radar-Altimeter / ein Impuls wird in Richtung Erd-OF geschickt / dieser wird reflektiert - man misst die Laufzeit - s. round-trip-time / Genauigkeit bis auf wenige cm (ME-Dicke / s. Freibord der Eisschollen); e) ME-Dicke: auch hier werden Altimeter eingesetzt / Satellit + Altimeter = Höhe des ME über dem H2O, s. LIDAR-Sensoren (ENVISAT, ERS, Cryosat-2)