Schmelztümpelbedeckung auf Meereis der Arktis
Übersicht
- Zugang
- Beschreibung
- Parameter
- Abdeckung, räumliche und zeitliche Auflösung
- Datenqualität
- Kontaktperson
- Referenzen
- Datenzitat
Zugang
UNEINGESCHRÄNKT:
- Schmelztümpel-Daten ansehen mit dem LAS
- Schmelztümpel-Daten herunterladen via FTP
- Zugriff auf Schmelztümpel-Daten via OPeNDAP
- Zugriff auf Schmelztümpel-Daten via DKRZ / CERA
EINGESCHRÄNKT: Dieser Link auf den Datensatz ist nur für eine eingeschränkte Nutzergruppe verfügbar. Der Datensatz ist nur im CEN/MPI Netzwerk bzw. von außen mit Kundenkonto zugreifbar. Bitte wenden Sie sich an ICDC, wenn Sie von außerhalb des Netzwerks auf diese Daten zugreifen möchten.
- Datenzugriff über Filesystem: /data/icdc/ice_and_snow/arctic_meltponds
Beschreibung
MODIS-Daten (MODIS Surface Reflectance 8-Day L3 Global 500m SIN Grid V005) der Frequenzbänder 1, 3 und 4 wurden mit einem neuronalen Netz dazu benutzt, um die prozentuale Verteilung von Schmelztümpeln auf arktischem Meereis abzuleiten.
Die Ableitung der Schmelztümpelverteilung geschieht unter Ausnutzung der verschiedenen typischen Werte der Reflektanzen für Schnee, Meereis, offenes Wasser und Schmelztümpel, die in den oben genannten MODIS Frequenzbändern gemessen werden. Es wurde ein künstliches neuronales Netzwerk entwickelt. Die Methode von Tschudi et al. (2008) (siehe Referenzen) wurde benutzt, um für ausgesuchte Regionen und typische Zeitpunkte der Schmelztümpelentwicklung einen Trainingsdatensatz von Reflektanzen zu erstellen. Damit wurde das neuronale Netz trainiert. Nach einer Evaluation der Trainingsresultate wurde es das Netz auf die in ein polar-stereographisches Gitter projezierten Reflektanzen angewendet, um die oben genannten Oberflächentypen zu klassifizieren; die Gitterzellengröße ist hier noch 500 m.
Diese Oberflächentypenverteilungen werden ausgewertet und in eine Schmelztümpelverteilung per 12.5 km x 12.5 km Gitterzellengröße überführt. Wir weisen darauf hin, dass die Schmelztümpelbedeckung pro Gitterzelle angegeben ist.
Um die Schmelztümpelverteilung relativ zur Eiskonzentration zu bekommen, muss die Schmelztümpelverteilung, wie im Datensatz vorhanden, durch die Eiskonzentration dividiert werden.
Im hier vorliegenden Datensatz wird zum einen der komplette Satz von Schmelztümpelbedeckung, deren Standardabweichung, der Anteil offenen Wassers und der Anzahl der nutzbaren 500 m Gitterzellen pro 12.5 km Gitterzelle; in diesem Datensatz sind Werte mit mehr als 85% Anteil offenen Wassers an der Gitterzellenfläche ebenso ausmaskiert wie 12.5 km Gitterzellen mit weniger als 10% von nutzbaren 500 m Gitterzellen. Zusätzlich werden Schmelztümpelbedeckung, deren Standardabweichung und der Anteil offenen Wassers für nahezu wolkenfreie ("clear sky") Gebiete angeboten, das sind Gebiete mit mehr als 90% nutzbaren 500 m Gitterzellen pro 12.5 km Gitterzelle. Auch hier sind Gebiete mit mehr als 85% Anteil offenen Wassers an der Gitterzellenfläche ausmaskiert.
Es handelt sich hier um Version v02 dieses Datensatzes für den eine Bias-Korrektur durchgeführt wurde. Schmelztümpelbedeckung und Anteil offenen Wassers der Version v01 wiesen einen Bias von 8% bzw. 3% auf.
Der Datensatz ist ein CliSAP/KlimaCampus Produkt.
Letzte Aktualisierung des Datensatzes am ICDC: 27. August 2015
Parameter
| Name | Range |
|---|---|
| Schmelztümpelbedeckung | 0-100% |
| Standardabweichung der Schmelztümpelbedeckung | 0-100% |
| Anzahl der benutzten 500 m Auflösung Gitterzellen | 0-625 |
| Anteil von offenem Wasser | 0-100% |
| Schmelztümpelbedeckung "clear sky" | 0-100% |
| Standardabweichung der Schmelztümpelbedeckung "clear sky" | 0-100% |
| Anteil von offenem Wasser "clear sky" | 0-100% |
Abdeckung, räumliche und zeitliche Auflösung
Zeitraum und zeitliche Auflösung:
- 2000 - 2011
- 8-Tageskomposites, Start jeweils 9. Mai., Ende jeweils 13. September (16 Karten pro Jahr)
Räumliche Abdeckung und Auflösung:
- Nordhemisphäre nördlich 60°N
- Räumliche Auflösung: 12.5 km x 12.5 km, polar-stereographisches Gitter des NSIDC, Tangentialebene bei 70°N (siehe Referenzen)
- Geographische Breite: 60°N bis 90°N
- Geographische Länge: 0°E bis 360°E
- Dimension: 608 Spalten x 896 Zeilen
- Höhe: 0.0 m
Format:
- NetCDF
Datenqualität
Neben der Schmelztümpelverteilung werden zudem die Standardabweichung und die Anzahl der glaubhaften Meßwerte mit 500 m Auflösung pro (hier) 12.5 km Gitterzelle angegeben. Eine niedrige Standardabweichung und eine hohe Anzahl von glaubhaften Meßwerten deutet auf eine gute Datenqualität hin. Sind hingegen nur wenige Datenpunkte innerhalb einer 12.5 km Gitterzelle gefunden worden und/oder ist die Standardabweichung hoch, dann ist eine gute Datenqualität nicht mehr gesichert.
Die abgeleiteten Schmelztümpelbedeckungen sind mit einer Anzahl unabhängiger Beobachtungen validiert worden, z. B. Schiffsbeobachtungen, Flugzeugmesskampagnen und hochauflösende Satellitenbilder. Ein paar Ergbnisse dieser Validationsaktivitäten sind in Rösel et al. (2012) (siehe Referenzen) zusammengefaßt. Die unabhängigen Beobachtungen und die MODIS-Daten basierte Schmelztümpelverteilung stimmen im Rahmen der Unsicherheiten durch die verschiedenen Raum-Zeitlichen Beobachtungsskalen gut überein.
Der Bias von 8% in der Schmelztümpelbedeckung und 3% in der Fläche offenen Wassers, der für v01 dieses Produktes gefunden wurde, ist in dieser neuen Version v02 korrigiert worden.
Achtung:
Die netCDF Datei für 2009.08.13 beinhaltet eine Schmelztümpelfraktion von Null; das ist falsch. Bitte die Daten dieser 8-Tagesperiode nicht verwenden.
Kontaktperson
Anja Rösel
German Aerospace Center
email: anja.roesel (at) dlr.deLars Kaleschke
Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research / Bremerhaven
email: lars.kaleschke (at) awi.deStefan Kern
University of Hamburg
E-Mail: stefan.kern (at) uni-hamburg.de
Referenzen
Literatur:
- Rösel, A., et al. (2012), Melt ponds on Arctic sea ice determined from MODIS satellite data using an artificial neural network, The Cryosphere, 6, 431-446, 2012. (pdf, nicht barrierefrei)
- Documentation for MODIS Melt Pond Product, A. Rösel and S. Kern (2011) (pdf, nicht barrierefrei)
- Tschudi, M. A., et al., Derivation of melt pond coverage on Arctic sea ice using MODIS observations, Remote Sensing of Environment (2008). (pdf, nicht barrierefrei)
- Ph.D. Thesis: A. Rösel, Detection of Melt Ponds on Arctic Sea Ice with Optical Satellite Data, Hamburg Studies on Maritime Affairs 25 DOI 10.1007/978-3-642-37033-5 1, © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2013
- Mäkynen, M., et al., On the Estimation of Melt Pond Fraction on the Arctic Sea Ice With ENVISAT WSM Images, IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTE SENSING, VOL. 52, NO. 11, 2014. (pdf, nicht barrierefrei)
- Zhang, Jinlun, et al., Melt pond conditions on declining Arctic sea ice over 1979-2016: Model development, validation and results. J. Geophys. Res.-Oceans, 123, 7983-8003, http://doi.org/10.1029/2018JC014298 , 2018.
- The former version of this data set, v01, DOI:10.1594/WDCC/MODIS__Arctic__MPF, http://dx.doi.org/10.1594/WDCC/MODIS__Arctic__MPF
Websites:
- polar-stereographisches Gitter des NSIDC, https://nsidc.org/data/polar-stereo/tools_geo_pixel.html
Datenzitat
Bei Verwendung der Daten diese bitte wie folgt zitieren:
Rösel, Anja; Kaleschke, Lars; Kern, Stefan (2015). Gridded Melt Pond Cover Fraction on Arctic Sea Ice derived from TERRA-MODIS 8-day composite Reflectance Data bias corrected Version 02, https://www.cen.uni-hamburg.de/en/icdc/data/cryosphere/arctic-meltponds.html . World Data Center for Climate (WDCC) at DKRZ. https://doi.org/10.1594/WDCC/MODIS__Arctic__MPF_V02
und den Artikel von Roesel et al. (2012).