Meereisdicke von L3C SMOS

Übersicht

• Zugang
• Beschreibung
• Parameter
• Abdeckung, räumliche und zeitliche Auflösung
• Datenqualität
• Kontaktperson
• Referenzen
• Datenzitat

Zugang

UNEINGESCHRÄNKT:

• Meereis Daten ansehen mit dem LAS
• Meereis Daten herunterladen via HTTP (wget shell script um alle Daten zu holen)
• Zugriff auf Meereisdaten über OPeNDAP

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/smos_sea_ice_thickness

nach oben

Beschreibung

Das Microwave Imaging Radiometer with Aperture Synthesis (MIRAS) des SMOS Satelliten mißt die Strahlungstemperatur der Erdoberfläche im L-Band bei 1.4 GHz. Die Messung erfolgt voll-polarimetrisch bei Einfallswinkeln zur Senkrechten (Nadir) zwischen 0 und 65°. Eine komplette globale Abdeckung erfolgt alle 3 Tage; polwärts von etwa 50°N bzw. 50°S erfolgt eine komplette Abdeckung täglich; polwärts von 85°N bzw. 85°S gibt es keine Abdeckung. Die Größe des Aufnahmegebiets pro Messung variiert zwischen 35 km bei senkrechter Blickrichtung und mehr als 50 km bei einem Einfallswinkel größer 60°.

Die Meereisdicke wird von den L3B Strahlungstemperaturen (bei ICDC) berechnet. Nur solche Strahlungstemperaturen werden benutzt die nahe Nadir aufgenommen worden sind. Dafür wird ein 1-Schicht Emissivitätsmodell verwendet [Referenzen 1, 2]. Das benutzte L3B Strahlungstemperaturprodukt beinhaltet täglich gemittelte Strahlungstemperaturintensitäten interpoliert auf das NSIDC polar-stereographische Gitter bei 70°N mit 12.5 km Gitterzellenauflösung.

Die Emissitivität im hier verwendeten L-Band hängt hauptsächlich von der mittleren Eistemperatur, dem Salzgehalt und der Dicke ab. Die mittlere Eistemperatur wird mit Hilfe von JRA-25 Re-Analyse Daten der bodennahen Lufttemperatur und einem einfachen thermodynamischen Modell bestimmt [Referenzen 3]. Der mittlere Salzgehalt des Eises wird aus eine Klimatologie des Meeresoberflächensalzgehalts mit wöchentlicher Auflösung bestimmt.

Mit dem 1-Schicht Emissivitätsmodell wird eine glatte Eisbedeckung angenommen. Das führt zu einer unrealistischen Eisdickenverteilung da deformiertes Eis so nicht berücksichtigt wird. Daher wird dem Verfahren eine typische Eisdickenverteilungsfunktion vorgegeben [Referenzen 3] was zu einer scheinbar größeren Eindringtiefe führt als bisher publiziert [Referenzen 1], aber einer realistischere Eisdickenverteilung liefert.

Der Einfluß der Eiskonzentration auf das Retrieval wird nicht korrigiert. Dies führt zu einer Unterschätzung der Eisdicke in Gebieten mit Eiskonzentrationen unterhalb etwa 95%.

Der direkte Einfluß des Schnees auf die Strahlungstemperatur wird nicht berücksichtigt, wohl aber der wichtigere thermodynmische Einfluß des Schnees auf die mittlere Eistemperatur; dies wird über eine parameterisierte Schneeschicht realisiert [Referenzen 4].

Seit 17. Oktober 2013 werden die Daten täglich aktualisiert. Für aktuelle Karten einfach unter dem LAS das laufende Jahr auswählen.

Am 5. Mai 2015, wurde von der ESA das Level 1C Produkt von Version 5.05 auf 6.20 umgestellt.

Seit 21. Oktober 2016 ist die neue Version 3 des Produkts mit einem überarbeiteten Meereisdickenretrieval und einer verbesserten Fehlerabschätzung verfügbar. Diese ersetzt Version 2.

Seit dem 21. November 2019 haben wir die Version 3.2 im Angebot, die u.a. Interpolationsprobleme (siehe Readme-First-Dokument unter Referenzen) bereinigt hat.

Seit dem 25. November 2021 bieten wir die Version 3.3 an, Änderungen sind in Readme-First zu finden

Dieser Datensatz ist ein ESA STSE SMOSIce / CliSAP Produkt.

Letzte Aktualisierung des Datensatzes am ICDC: täglich

nach oben

Parameter

Parameter des Meereisdatensatzes

Name	Einheit
Meereisdicke	m
Unsicherheit in der Meereisdicke	m
Schnee / Eisoberflächentemperatur	K
Verhältnis berechneter zu maximal theoretisch möglicher Eisdicke	%
Strahlungstemperaturintensität	K
Strahlungstemperaturintensität Standardabweichung	K
Relativer Anteil der RFI-beeinflussten Messungen an den Gesamtmessungen	%
Anzahl der Strahlungstemperaturdatenpaare pro Gitterzelle	-

nach oben

Abdeckung, räumliche und zeitliche Auflösung

Zeitraum und zeitliche Auflösung:

• alle Winter (= 15. Oktober bis 15. April) seit 2010/10
• Täglich aktualisiert

Räumliche Abdeckung und Auflösung:

• Nordhemisphäre polwärts von 50°N
• Räumliche Auflösung: 12.5 km x 12.5 km, polar-stereographisches Gitter des NSIDC (siehe Referenzen), zentriert bei 70°N
• Geographische Länge: 0°E bis 360°E
• Geographische Breite: 50°N bis 90°N
• Dimension: 608 Spalten x 896 Zeilen
• Höhe: 0.0 m

Format:

• NetCDF

nach oben

Datenqualität

Der Datensatz beinhaltet eine Unsicherheitsabschätzung.

Diese basiert auf den Standardabweichungen der verwendeten Strahlungstemperaturen, der Eistemperatur und dem Eissalzgehalt und schließt außerdem einen Beitrag durch die verwendete Eisdickenverteilung ein. Die Unsicherheit nimmt insbesondere mit zunehmender Eisdicke zu.

Die Annahme einer 100%igen Eisbedeckung für zu einer Unterschätzung der Eisdicke in Gebieten mit weniger als 100% Eiskonzentration.

In Gebieten, in denen die SMOS Strahlungstemperatur gesättigt ist, d. h. die Strahlungstemperatur nicht mehr wesentlich oder gar nicht mehr mit der Eisdicke zunimmt, kommt es zu einer starken Unterschätzung der Eisdicke.

Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die mit SMOS ableitbare Eisdicke nach oben limitiert ist. Diese Limitierung ist abhängig von Salzgehalt und der Temperatur des Eises. Daher variiert die maximal ableitbare Eisdicke regional und saisonal. Deshalb sollte die Eisdicke immer zusammen mit ihrer Unsicherheit betrachtet (im LAS) bzw. zusammen mit dem Verhältnis aus berechneter und maximal möglicher Eisdicke (siehe Parameter) verwendet werden.

Daten mit Unsicherheiten > 1 m oder einem Verhältnis von berechneter zu maximal möglicher Eisdicke nahe 100% sollten nicht verwendet werden.

Informationen zu einer Validationskampagne in der Barentssee von 2014 sind in diesem Report und in Kaleschke et al., 2016 zu finden (siehe Referenzen)

Datenlücken vom 27.12. bis 31.12.2010 (Antennenprobleme) und 13.03 bis 15.03.2016. Auf der ESA Website (siehe Referenzen) findet man monatliche Berichte zur SMOS Datenqualität und Anomalien.

nach oben

Kontaktperson

Project Scientist
Xiangshan Tian-Kunze
Alfred Wegener Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) / Bremerhaven
email: xiangshan.tiankunze (at) awi.de

Principal Investigator
Lars Kaleschke
Alfred Wegener Institut für Polar- und Meeresforschung (AWI) / Bremerhaven
email: lars.kaleschke (at) awi.de

ESA SMOS Mission Management
Klaus Scipal
ESA-ESTEC
email: klaus.scipal (at) esa.int

Stefan Kern
ICDC / CEN / University of Hamburg
E-Mail: stefan.kern"AT"uni-hamburg.de

Remon Sadikni
ICDC / CEN / University of Hamburg
E-Mail: remon.sadikni@uni-hamburg.de<br />(remon.sadikni"AT"uni-hamburg.de)

nach oben

Referenzen

Literatur:

• SMOSice 2014 Data Acquisition Report, AWI, Technical Report No. 1, 2014 (pdf, nicht barrierefrei)
• Kaleschke, L. et al. (2016), SMOS sea ice product: Operational application and validation in the Barents Sea marginal ice zone, Remote Sensing of Environment, Volume 180, July 2016, Pages 264-273, ISSN 0034-4257, http://dx.doi.org/10.1016/j.rse.2016.03.009  (pdf, nicht barrierefrei)
• SMOS Sea Ice Thickness, ReadMe-first Technical Note(RM-TN), ReadMe-first Technical NoteDate: 13.10.2021, Issue:2.0 (pdf, nicht barrierefrei)
• SMOS Sea Ice Thickness Product Description Document (PDD) v3.3 (pdf, nicht barrierefrei)
• Kaleschke, L., et al., 2017, SMOS+SeaIce Final Report, ESA Support To Science Element (STSE) Contract No.: 4000112022/14/I-AM, version: August 28, 2017, 143 pages, Univ. Hamburg, Institute of Oceanography. (pdf, nicht barrierefrei)
• Documentation/Final Report: Kaleschke, L., X. Tian-Kunze, N. Maaß, G. Heygster, M. Huntemann, H. Wang, S. Hendricks, T. Krumpen, R. Tonboe, M. Mäkynen, C. Haas: SMOS Sea Ice Retrieval Study (SMOSIce)", ESA Support To Science Element (STSE), Final Report ESA ESTEC Contract No.: 4000101476/10/NL/CT, 380 pages, Univ. Hamburg, Institute of Oceanography, 2013 (pdf, nicht barrierefrei)
• [1] Kaleschke, L., X. Tian-Kunze, N. Maaß, M. Maekynen, and M. Drusch: Sea ice thickness retrieval from SMOS brightness temperatures during the Arctic freeze-up period, Geophys. Res. Lett., doi:10.1029/2012GL050916, 2012
• [2] Kaleschke, L., Maaß, N., Haas, C., Hendricks, S., Heygster, G., and Tonboe, R. T.: A sea-ice thickness retrieval model for 1.4 GHz radiometry and application to airborne measurements over low salinity sea-ice, The Cryosphere, 4, 583-592, doi:10.5194/tc-4-583-2010, 2010 (pdf, nicht barrierefrei)
• [3] Tian-Kunze, X., Kaleschke, L., Maaß, N., Mäkynen, M., Serra, N., Drusch, M., and Krumpen, T.: SMOS-derived sea ice thickness: algorithm baseline, product specifications and initial verification, The Cryosphere, 8, 997-1018, doi:10.5194/tc-8-997-2014, 2014
• [4] Maaß, N., Kaleschke, L.,  Tian-Kunze, X., and Drusch, M.: Snow thickness retrieval over thick Arctic sea ice using SMOS satellite data, The Cryosphere, 7, 1971-1989, doi:10.5194/tcd-7-1971-2013, 2013
• Kaleschke, L. and Ricker, R.,: Sea Ice Outlook - Sea Ice Thickness from CryoSat-2 and SMOS", SEARCH Regional Outlook July 2013, http://www.arcus.org/files/search/sea-ice-outlook/2013/07/pdf/regional/kaleschke_rickert.pdf, 2013 (pdf, nicht barrierefrei)
• Wang, Q., Danilov, S., Jung, T., Kaleschke, L., and Wernecke, A.: Sea ice leads in the ARctic Ocean: Model assessment, interannual variability and trends, Geophysical Research Letters, 43, 7019-7027, 2016. (pdf, nicht barrierefrei)
• Tian-Kunze, X., Kaleschke, L., Maaß, N., Mäkynen, M., Serra, N., Drusch, M., and Krumpen, T.: SMOS-derived thin sea ice thickness: algorithm baseline, product specifications and initial verification, The Cryosphere, 8, 997–1018, doi:10.5194/ tc-8-997-2014, https://doi.org/10.5194/tc-8-997-2014 , 2014.

Websites:

• SMOS ESA website, https://earth.esa.int/smos/ 
• NSIDC polar-stereographic projection, http://nsidc.org/data/polar_stereo/tools_geo_pixel.html 
• Video: Arctic sea ice observed from new ESA and JAXA satellites

nach oben

Datenzitat

Bei Verwendung der Daten diese bitte wie folgt zitieren:

Tian-Kunze, X., Kaleschke, L., Maaß, N., Mäkynen, M., Serra, N., Drusch, M., and Krumpen, T.: SMOS-derived thin sea ice thickness: algorithm baseline, product specifications and initial verification, The Cryosphere, 8, 997–1018, doi:10.5194/ tc-8-997-2014, URL www.the-cryosphere.net/8/997/2014/, 2014.

Kaleschke, L. et al. (2016), SMOS sea ice product: Operational application and validation in the Barents Sea marginal ice zone, Remote Sensing of Environment, Volume 180, July 2016, Pages 264-273, ISSN 0034-4257, http://dx.doi.org/10.1016/j.rse.2016.03.009

und mit der folgenden Danksagung:

The production of SMOS sea ice thickness data was funded by the ESA project SMOS & CryoSat-2 Sea Ice Data Product Processing and Dissemination Service, and data from DATE to DATE were obtained from AWI [Last access date: DATE of downloading the data].

Thanks to ICDC, CEN, University of Hamburg for data support.

nach oben