Geodäsie und Fernerkundung in der Antarktis

Geodasie und Fernerkundung in der Antarktis
Reinhard Dietrich, TU Dresden
Warum Erforschung der Antarktis
Prof. Dr. Reinhard Dietrich
Institut für Planetare Geodäsie
Techn. Univ. Dresden
Mommsenstraße 13
01062 Dresden
Fax (0351) 4633 370 63
Tel. (0351) 4633 346 52
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In der Diskussion um den Klimawandel spielt die Antarktis eine groe Rolle. Wie reagieren
die antarktischen Eismassen auf die Klimaerwarmung? Diese Frage kann heute noch nicht mit
Sicherheit beantwortet werden. Ein vollstandiges Abschmelzen wurde immerhin einen globalen
Meeresspiegelanstieg von durchschnittlich 60 m hervorrufen. Um Vorhersagen uber die zukunftige Entwicklung der Antarktis machen zu konnen, muss man zuerst deren fruheres und heutiges
Verhalten verstehen. Dazu gehort neben der Kartierung der Gletscher und Eisachen auch die
Kenntnis von Fliegeschwindigkeit, Eisdicke, Niederschlag usw.
Vorteile der Fernerkundung
Die Antarktisforschung blickt auf eine uber 100-jahrige Geschichte zuruck. Aber alle Expeditionen vor Ort konnten immer nur einen kleinen Teil des Kontinents untersuchen. Daran hat
sich bis heute nichts geandert. Eine neue Moglichkeit der U berwachung der polaren Eismassen
schaen Fernerkundungssatelliten. Dabei gibt es verschiedene Systeme, die Informationen uber
die Antarktis sammeln, z. B. Satelliten, die "Fotos\, also Bilder der Erd- und Eisoberache im
sichtbaren Teil des elektromagnetischen Spektrums, aufnehmen. Ein groer Nachteil ist jedoch,
dass diese Systeme auf Sonnenlicht angewiesen sind, also weder in der Polarnacht, noch bei
geschlossener Wolkendecke funktionieren. Radar-Satelliten dagegen sind sowohl beleuchtungs-,
als auch wetterunabhangig, da sie ihre eigene "Beleuchtung\ mitbringen. Es gibt verschiedene solcher Radar-Satellitenmissionen, zum Beispiel der Kanadische Satellit Radarsat, die europaischen Satelliten ERS-1 und ERS-2 und deren Nachfolger ENVISAT, der im Marz diesen
Jahres startete.
Bestimmung der Massenbilanz
Wahrend der sogenannten Tandemmission 1995/ 1996 folgte der Europaische Fernerkundungssatellit ERS-2 dem Satelliten ERS-1 mit einem Tag Abstand in genau der gleichen Bahn. Ein
Gletscher mit einer durchschnittlichen Fliegeschwindigkeit von 500 Metern pro Jahr bewegt
sich innerhalb dieser Zeit um 1,4 Meter. Diese Bewegung kann mittels der Radarinterferometrie
mit einer Genauigkeit von wenigen Zentimetern bestimmt werden. Ist daruber hinaus dier Eisdicke bekannt, kann der Eisaussto eines Gletschers und letztendlich der gesamten Antarktis
bestimmt werden. Ist zusatzlich noch die Menge an Schnee und Eis, die jahrlich durch Niederschlag hinzukommt, kann man mit der einfachen Gleichung
Bilanz = Eiszufuhr - Eisaussto
berechnen, ob das Eisvolumen insgesamt zu- oder abnimmt. Diese Gesamtubersicht liegt bis
jetzt noch nicht vollstandig vor. Derzeit beginnt man, diese Bilanz in einzelnen Gebieten aufzustellen und versucht, das Bild immer weiter zu vervollstandigen.
Beispiel der Nutzung der Radarinterferometrie am Lillie-Gletscher,
Nord-Victoria-Land, Antarktis
Amplitudenbild des Lillie-Gletschers in nordli- 3D-Ansicht des Gletschers. Dem Amplitudenchen Victoria Land, aufgenommen von ERS-2 bild wurde ein Hohenmodell unterlegt.
im 1996. Der Gletscher, der durch die Berge
iet ist gut sichtbar. Das Meer, im Bild unten
c ESA 1996.
rechts, wird dunkel abgebildet Interferogramm - Dierenz zwischen zwei Aufnahmen mit einem Tag Zeitdierenz. Die
Farbubergange auf dem Gletscher sind ein Ma
fur die Fliegeschwindigkeit.
Aus dem Interferogramm abgleitete Fliegeschwindigkeit des Gletschers in Blickrichtung
des Satelliten. Es ist gut zu erkennen, dass der
Gletscher in der Mitte schneller iet und sich
c IPG, TU Dreszum Meer hin beschleunigt. den.

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