Fachbereich 11 - Physik
Institut für Geophysik
Polarforschung

Klimasensitivität der Eiskappe von King George Island, Antarktis -
Numrische Simulation ihrer Dynamik und Mächtigkeitsentwicklung mit einem 3D-Fließmodell

Im Rahmen eines auf drei Jahre angelegten und seit April 2002 laufenden Forschungsprojektes wird die Eiskappe von King George Island (KGI), Südshetlandinseln, Antarktis untersucht. Diese lässt sich im wesentlichen als ein temperierter (mittlere Eistemperatur knapp unter 0°C) und stellenweise mehr als 300 m mächtiger Eiskörper ansprechen. Aufgrund der Lage von KGI in der subantarktischen Klimazone und als Folge des vorherrschenden maritimen Klimas mit einer Jahresmitteltemperatur von -2,4°C kann die Eiskappe als höchst sensitiv gegenüber sich ändernden Klimabedingungen eingestuft werden.

Im Südsommer 1997/98 wurden im Rahmen einer Expedition von Mitgliedern des Instituts für Geophysik umfangreiche Feldmessungen durchgeführt. Dabei wurden die Eiskörpergeometrie des westlichen Teils der Eiskappe von KGI quantitativ erfasst. Die dabei gewonnenen Datensätze dienen nun als Basis für Untersuchungen mit einem numerischen 3D-Fließmodell. Dieses liefert die Eisdynamik der Eiskappe, also die Fließgeschwindigkeiten, die Spannungs- sowie die Temperaturverteilung im Eiskörper.

Das am Institut entwickelte numerische Fließmodell ist bislang ausschließlich für kaltes Eis genutzt worden (mittlere Eistemperatur weit unter 0°C). Die adäquate Behandlung des gewählten Untersuchungsgebiets erfordert spezielle Anpassungen hinsichtlich der Verteilung der Eisdichte sowie der Geometrie der Eisfront. Zudem können das in den Feldmessungen beobachtete durchsickernde Schmelzwasser bzw. ein erhöhter Wassergehalt des Eiskörpers entscheidenden Einfluss auf dessen Fließverhalten (Rheologie) haben. Auch dies muss in der Modellmethodik entsprechend berücksichtigt werden. Das damit erarbeitete, auf die Bedingungen polythermaler Eiskappe angepasste 3D-Fließmodell soll für die Untersuchungen auf KGI eingesetzt werden.

Ziel hierbei ist die Durchführung prognostischer Modellstudien der Eismächtigkeitsentwicklung sowie der Eisdynamik für unterschiedliche, aus globalen Klimamodellen abgeleitete Klimaszenarien. Damit sollen Hinweise zur Veränderung der Eiskappe als Folge globaler Klimaveränderungen abgeschätzt werden, die ggf. anhand von erneuten Feldmessungen verifiziert werden sollten.

Drittmittelgeber:

DFG

Beteiligte Wissenschaftler:

Prof. Dr. Manfred Lange, Dr. Norbert Blindow, Dipl.-Geophys.'in Birgit Paschke

Veröffentlichungen:

Braun, M., J.C. Simões, S. Vogt, U.F. Bremer, N. Blindow, M. Pfender, H. Saurer, F.E. Aquino, F.A. Ferron: The compilation of a DTM and a new satellite image map for King George Island, Antarctica - Geo-Spatial Information Science 4 (2), 47-51, 2001

Paschke, B., H. Sandhäger, M.A. Lange: Dynamics and mass balance of the ice sheet/ice shelf regime at Nivlisen, Antarctica, as derived from a coupled three-dimensional numerical flow model - Poster presentation at the IGS International Symposium on physical and mechanical processes in ice in relation to glacier and ice-sheet modelling, Chamonix, 2002

Paschke, B., M.A. Lange: Dynamics and mass balance of the ice sheet/ice shelf regime at Nivlisen, Antarctica, as derived from a coupled three-dimensional numerical flow model - Annals of Glaciology 37, accepted

Paschke, B., Blindow, N., Lange, M.A. : Flow dynamics of the ice cap on western King George Island, Antarctica - Poster presentation at the EGS - AGU - EUG Joint Assembly, Nice, 2003