AG Fernerkundung-GIS (Braun)
Our research focuses on aerial and satellite image analysis as well as geographic information systems. We use time series of optical earth observation systems in various spatial and spectral resolutions, from synthetic aperture radar systems (SAR) as well as other imaging and non-imaging sensors in combination with field measurements.
Our applications are in the field of glaciology and the effects of climate change on the cryosphere, including changes in ice dynamics, glacier mass balance and contributions to sea level or properties of snow and ice. Analyzes of land use and land cover change are also important components of our work, such as applications in the field of nature conservation management,biodiversity research or studies on ecosystem functions.
Prof. Dr. Matthias Braun
- E-Mail: matthias.h.braun@fau.de
- GISwiki
Dr. Peter Friedl
- E-Mail: peter.friedl@fau.de
Philipp Malz
- E-Mail: philipp.malz@fau.de
Christian Sommer
- E-Mail: chris.sommer@fau.de
Former members of the working group
- Hannes Feilhauer
- Stefan Lippl, M.Sc.
- Dr. Surendar Manickram
- Dr. Melanie Rankl
- Björn Saß (Webseite: https://www.geographie.fau.de/personen/bjoern-sass/)
- Iris Unberath
Dr. Saurabh Vijay
Dr. Sandra Skowronek
Current projects
belspo
Funding period: 2016-2018
Project team: Hannes Feilhauer, Sandra Skowronek, and Iris Unberath
Species invasions are among the most important threats to the functioning of the Earth’s ecosystems. Invasion biologists have mainly focused so far on the effects that invasive plant species have on native populations and communities. The response of ecosystem functioning to invasion has received considerably less attention. In INPLANT we explore the capability of imaging spectroscopy data to define optically distinguishable functional types (‘optical types’) as a means to quantify the effects of invasive plants on ecosystem functioning. Spectroscopy data allow to characterize the canopy biochemistry, as such allowing a discrimination between subtle physiological differences among plant species, and enable a straightforward link to ecosystem processes. The optical types are expected to outperform, or at least complement, conventional functional trait approaches when predicting changes in ecosystem functioning through plant invasion. The principal idea behind INPLANT is that invasive plant species may have physical-chemical properties that differ from native species. These physical-chemical properties can be directly linked to ecosystem functioning changes following invasions, and they can be largely quantified based on the optical reflectance spectra of the species, which are detectable due to recent developments in remote sensing technology.
Project partners: KU Leuven, Leuven, Belgium
This project devotes itself to the question, what is the change in height by the densification of firn.
The test area is the Vestfonna Ice Cap (VIC) on the island Nordaustlandet in the north east of Svalbard. The VIC is ~2400 km² in size and has a dome like shape with well defined outlet glaciers. Further test sites with a magnificent in situ measurement archive are welcome.
The propulsion are inaccuracies introduced during the conversion between measured volume change into glacier mass changes. Until now, we calculated glacier mass balances with a constant conversion factor of 850 kg m-3 or the density of ice (917 kg m-3) for entire glacier basins, altitude dependent density variations and firn layer thickness were unnoticed this way. Or we used constant densities for the ablation (900 kg m-3) and accumulation (600 kg m-3) areas, whereby not homogeneous density variations with varying climate conditions were not considered. A decline of the accuracy in the amount of mass change is the consequence. This inaccuracy is a systematic component of uncertainty in geodetically determined mass balances, and thus need to be addressed for accuracy improvement.
The aim is to develop a firn elevation change model (FecMo) Surface Energy Balance (SEB) parameters (e.g. radiation, temperature, wind speed, precipitation, cloud cover fraction). At the moment the model is based on the COupled Snowpack and Ice surface energy and MAss balance glacier model (COSIMA) developed by Huintjes et al. (2015) (link to the open access Git repository). Latter model consists of a SEB model and an integrated subsurface model. Beside the surface energy component, the model has a discrete layer based subsurface structure.
To remove access restrictions by proprietary software, COSIMA-FecMo is developed in the programming language Python. Simple configuration and site specific initialization options will be implemented, additionally it will be possible to replace entire Py-modules (e.g. precipitation, albedo, densification) if more accurate modules are available. The python model will be offered to the scientific community.
FecMo will be forced by climate reanalysis data (e.g. Modèle Atmosphérique Régional (MAR), ERA-interim data from the ECMWF). The forcing will be validated by a AWS network on and around the ice cap. One part of AWS data was recorded during the International Polar Year Project Kinnvika (IPY Kinnvika) between 2007 and 2010, another part is free of charge from the MET Norway (eKlima) and the UNIS. FecMo will be calibrated by in situ measurements from the IPY Kinnvika on mass balance components (ablation, snow package character, firn properties).
The project combines remote sensing data (TanDEM-X, ICESat, CryoSat-2, Sentinel-1A, Aster) and methods (DInSAR, geodetic approach), climate data reanalysis and downscaling (MAR/ERA-Interim) and the extensive analysis of the IPY Kinnvika archive (GPR, snow pit, stake and AWS measurements, GPS and DGPS profiles).
At the end of our study, we will be able to derive layer based firn densities and to estimate firn densification on glaciers and ice caps to retrieve the amount of elevation change that is attributed to compaction.
Project members: Björn Saß
Bibliography:
Huintjes E, Sauter T, Schröter B, et al (2015) Evaluation of a Coupled Snow and Energy Balance Model for Zhadang Glacier, Tibetan Plateau, Using Glaciological Measurements and Time-Lapse Photography. Arct Antarct Alp Res 47:573–590. doi: 10.1657/AAAR0014-073
This work is funded by the German Environmental Foundation Scholarship Program (Deutsche Bundesstiftung Umwelt, DBU).
Subproject in dt-chil. Verbund GABY-VASA: Responses of Glaciers, Biosphere and Hydrology to Climate Change and Climate change across the Southern Andes
Im Laufe des vorigen Jahrhunderts betrug die globale Erwärmung an der Erdoberfläche ca. 0.7°C. Da das Klimasystem einen Verstärkungseffekt in hohen Breiten aufweist, war diese Erwärmung stärker ausgeprägt in der Polarregion. Eine Folgeerscheinung ist der allgemeine Rückgang der Gletscher auf Svalbard im vorigen Jahrhundert. In den letzten Jahrzehnten hat sich die Dickenabnahme im Süden allerdings dramatisch beschleunigt. Diese jüngste Entwicklung lässt sich jedoch nicht auf die gesamte Arktis übertragen, denn das Svalbard Archipel ist klimatisch gesehen, besonderen Gegebenheiten unterworfen. Untypisch für diese Breiten, erfährt es ein eher warmes und wechselhaftes Klima. Aus diesem Grunde wird die Gletscherentwicklung auf Svalbard oft als Vorbote für bevorstehende Änderungen in den anderen arktischen Regionen gesehen.Im Vergleich zu anderen Teilen der Arktis sind auf Svalbard sowohl Gletscherausdehnungen und Geometrieänderung der letzten Jahrzehnte gut dokumentiert. Deren Interpretation mit Hinblick auf den Klimawandel ist allerdings behindert, da geometrische Veränderungen durch die klimatische Oberflächenmassenbilanz und Eisflussdivergenzen verursacht werden. Letztere sind bestimmt durchdie Geometrie und den Eisfluss, wodurch sie nicht zwangsläufig direkt an klimatologische Veränderungen gekoppelt sind. Da es jedoch nur spärliche und meist asynchrone Geschwindgkeits- und Mächtigkeitsmessungen gibt, ist eine Quantifizierung des dynamischen Beitrags zu Gletscherveränderungen bis zum heutigen Tage weitestgehend unmöglich. Des Weiteren haben wir dadurch nur eine sehr vage Vorstellung des jährlichen Eisausflusses durch Eiskalben an den marinen Gletscherfronten. Dieser Eisausfluss erklärt vermutlich einen nicht unerheblichen Teil der jährlichen Eismassenbilanz des Archipels.Das Ziel dieses Forschungsantrags ist eine fundierte Bestimmung der dynamischen Komponente der Gletscherentwicklung auf Svalbard. Zu diesem Zweck werden flächendeckende Oberflächengeschwindigkeiten aus Fernerkundungsdaten abgeleitet, welche wiederum benötigt werden für eine Rekonstruktion der basalen Topographie unter der Eisdecke Svalbards.
Die geplante Rekonstruktion bedient sich des fundamentalen Prinzips der Massenerhaltung, liefert damit eine strömungskonsistente Karte der Eismächtigkeiten und ist bereits verfügbar in unserem Eismodell. Die Rekonstruktion ermöglicht die Berechnung der Flussdivergenz und somit eine bessere Interpretation der jüngsten Veränderungen angesichts der aktuellen Erwärmung in der Arktis. Darüber hinaus, können bisherige Extrapolationversuche zur Abschätzung des Gesamteisvolumens und des Gesamteisausflusses auf Svalbard ersetzt werden durch diese physikalisch fundierte Rekonstruktion. Die abgeleitete Bodentopographie ist im Einklang mit dem Eisströmungsfeld und wird vielen Anwendungen von Eisflussmodellen zugute kommen. Mit unserem Flussmodell werden wir regionale Unterschiede in der Bedeutung basalen Gleitens auf den Gesamteisfluss ableiten.
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) – Projektnummer 274939856
Fernerkundung von Gebirgsgletschern
Ableitung essentieller Klimavariablen für internationale Initiativen im Bereich Kryosphäre und Wasserressourcen
Methodenentwicklung und -verfeinerungen mit
Beispielanwendungen in den tropischen Anden
Kurzname: GEKKO Gebirgsgletscher Essentielle Klimavariablen der KryOsphere
Die Gletscher der tropischen Anden stellen eine bedeutende Wasserressource für die Region dar. Jedoch unterliegen sie sehr stark dem Einfluss des globalen Klimawandels. Die regionale Wasserversorgung ist in großem Maße abhängig vom Schmelzwasser der Gletscher. Das Ziel des Vorhabens ist die Analyse und Quantifizierung der Gletscherveränderungen in den tropischen Anden mittels verschiedenster Erdbeobachtungssensoren (SAR, optische Aufnahmen). Glaziologische Variablen (z.B. Gletscherausdehnung, Oberflächentyp, Firnlinien) und deren Schwankungen sollen ermittelt werden. Geodätische Massenbilanzen resultieren aus differenziellen TanDEM-X und SRTM Geländemodellen.
Neue und zukünftige Sensoren wie Sentinel-1&2 werden in die Studie integriert und ihr Potential für die Gletscherbeobachtung bewertet. Essentielle Information über den aktuellen Stand und den Veränderungen der Gletscher in den tropischen Anden werden aus dem Vorhaben abgeleitet.
Projekt-Team
Matthias Braun, Thorsten Seehaus
Gefördert durch DLR & BMWI
IMProved gEodetiC glaCier mAss BaLancE measurements by integrating remote sensing, surface mass balance and firn compaction modelling – a case study from James Ross Island, Antarctica (IMPECCABLE)
Zeitraum: 2016-2018
Das Hauptaugenmerk dieses Projektes liegt auf einer verbesserten Einschätzung von Gletschermassenverlust durch einen kombinierten Ansatz aus Volumenänderungen mittels Fernerkundungsdaten und einem Model der Firnverdichtung.
Für einen Vergleich zwischen geodätischen Ansätzen und Verfahren mittels Eisflussbestimmung wurde James Ross Island (JRI) auf der antarktischen Halbinsel ausgewählt. Die antarktische Halbinsel mit ihrem maritimen Einfluss zeigt eine Zunahme in Temperatur und Niederschlag sowie einen positiven Trend in der Länge der Schmelzdauer. Nach dem Kollaps von Eisschelfen reagieren die Gletscher mit einer erhöhten Geschwindigkeit und Durchflussrate, sodass sich in den letzten 50 Jahren die Grenze für einen Gletscherrückzug in der Antarktis weiter Richtung Süden verschoben hat.
Weiterhin gibt es viele Unsicherheitsfaktoren in der Modellierung von Gletschermassenbilanzen wie z.B. fehlende Berücksichtigung von Kalbung, ungenauer „Grounding Line“ sowie Fehler bei der Messung von Eisdicken oder der Umwandlung von Volumenmessung in Masseneinschätzungen. Auf Grund dieser Umstände sind die Unterschiede zwischen den verschiedenen Modellen nicht zu vernachlässigen und in situ Messungen für die Validierung sind von Nöten.
Dieses Projekt versucht einige Einschränkungen in den Modellen durch die Integration von folgenden Messungen zu umgehen:
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In situ Messungen von Oberflächenmassenbilanz, Installation von zwei automatischen Wetterstationen und Zeitraffer-Kameras auf dem Gourdon-Gletscher
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Statische und kinematische, differentielle GNSS Messungen auf dem JRI Plateau und Gourdon-Gletscher
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Untersuchungen mittels Bodenradar durch Helikopter-Befliegungen
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Messungen von Höhen- und Volumenänderungen durch Photogrammetrie und DinSAR
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Eisdynamiken aus TerraSAR-X und TanDEM-X Aufnahmen
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Modellierung von Firnverdichtung
Projekt-Teilnehmer: Stefan Lippl, Prof. Dr. Matthias Braun
Projekt-Partner: Dr. Daniel Nyvlt, Dr. Kamil Laska, Dr. Zdenek Stachon (Masaryk University, Brno), Dr. Zbynek Engel (Carles University, Prague), Ing. Sebastian Marinsek (Instituto Antártico Argentino)
Gesponsert durch DFG unter der Nummer BR2105/13-1 im Rahmen der tschechisch-deutschen Ausschreibung 2015
SATELLITE – A stochastic eStimATe of sEa Level contribution from gLaciers and Ice caps using satellite remoTe sEnsing
Projektmitarbeiter: Christian Sommer, Philipp Malz, , Matthias Braun
Gletscher und Eiskappen außerhalb der polaren Eisschilde zeigten im Verlauf der letzten Jahrzehnte deutliche Massenverluste auf allen Kontinenten, ausgelöst durch globale Veränderungen des Klimas. In vielen Gebirgsregionen ist ein beschleunigtes Abschmelzen bis zum vollständigen Verschwinden von Gletschereismassen zu beobachten. Der Rückgang und Verlust der Vergletscherung in vielen Gebirgen stellt angrenzende Regionen vor große Probleme: So kommt es zu einer Verknappung der Wasserversorgung da z.B. besonders im Himalaya und den Anden Schmelzwasser eine der Hauptquellen für Trinkwasser und Bewässerung in der Landwirtschaft in niederschlagsarmen Jahreszeiten ist und das Risiko von Naturgefahren wie Erdrutschen oder Überflutungen durch das Zusammenbrechen aufgestauter Schmelzwasserseen steigt. Ebenfalls trägt der Rückgang terrestrischer Eismassen zunehmend zum globalen Anstieg des Meeresspiegels bei. Dennoch gibt es immer noch große Unsicherheiten bei der exakten Quantifizierung globaler Gletscherveränderungen durch eine Vielzahl unterschiedlicher Messmethoden und fehlender Beobachtungen besonders aus abgelegenen und schwer zugänglichen Teilen der Erde.
Die Zielsetzung des Projects SATELLITE ist die globale Erfassung von Gletscherveränderungen außerhalb der Polargebiete (zwischen 56°S und 60°N) im 21. Jahrhundert aufgrund einheitlicher Daten und Methodik und einer räumlichen Auflösung die sowohl die Untersuchung von großräumigen Regionen als auch einzelner Gletscher erlaubt. Die Grundlage hierfür liefern verschiedene Erdbeobachtungssatelliten mit aktiver (SRTM & TanDEM-X) und passiver (Landsat 8 OLI) Sensorik. Höhenveränderung von Gletschern werden hierzu mit differentieller Interferometrie (dinSAR) aus SRTM und TanDEM-X Daten abgeleitet im Zeitraum 2000-2012/13. Die resultierenden Massenbilanzen geben Auskunft über Abschmelzraten und Massenveränderungen der Gletscher im beobachteten Zeitraum.
Die gewonnenen Höhenänderungsfelder ermöglichen einen präzisen Vergleich von Dynamiken in unterschiedlichen Teilen der Erde und stellen eine gute Basis für globale Gletschermodelle, die Rekonstruktion von Eisdicken sowie für zukünftiges Wassermanagement da.
Projektlaufzeit : 2016-2019
Website: www.spp-sealevel.de
Erfassung der Aufsetzlinie und supra-glazialem Schmelzwasser am 79°-Gletscher in Grönland
Projektmitarbeiter: Philipp Hochreuther, Matthias Braun
Das Teilprojekt wird die Aufsetzlinie sowie die supra-glazialen Schmelzwasserflächen in ihrer räumlichen und zeitlichen Variation erfassen. Hierzu werden Daten verschiedenster nationaler und europäischer SAR-Systeme wie etwa TerraSAR-X und TanDEM-X, COSMO-Skymed, Sentinel-1 sowie Archivdaten von ERS-1/2 und ENVISAT SAR) genutzt. Doppel-differenzierte Radarinterferogramme ermöglichen die Detektion der Aufsetzlinie zu verschiedenen Zeitpunkten. Um die Schmelzdynamik und die supraglazialen Seen zu kartieren werden Auswertealgorithmen angepasst und weiterentwickelt. Diese Auswertungen werden durch die Analyse von Daten optischer Satellitendaten ergänzt. Hieraus soll insbesondere die Tiefe und das Volumen der Schmelzwasserseen abgeschätzt sowie hochaugelöste Albedokarten generiert werden. Hauptdatenquellen für diese Analysen sind die europäischen Sentinel-2 sowie der LANDSAT-8 Mission. Ergänzt werden diese Analysen durch Datenprodukte der gröber aufgelösten MODIS-Zeitreihen.
Projektpartner:
Laufzeit: 2017 – 2020
Gefördert durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
Website: www.groce.de
Completed Projects
Gletschermonitoring in Hochasien mittels TanDEM-X InSAR und weiterer Erdbeoachtungssensorik
Projektteam: Matthias Braun, Melanie Rankl, Philipp Malz
Projektlaufzeit: 2015-2017
Übergeordnetes Projektziel ist eine Eignungsanalyse von Daten der TanDEM-X Science Phase sowie die Entwicklung einer Prozessierungskette zur Ableitung geodätischer Massenbilanzen. Zudem sollen Änderungen der Dynamik und Ausdehnung der Gletscher Hochasiens auf verschiedenen zeitlichen und räumlichen Skalen erfasst werden. Das zu entwickelnde Produkt ist ein validiertes „Methodeninstrumentarium zur Gletscherbeobachtung“, das nicht nur in Hochasien, sondern auch in anderen Gebirgsregionen zur Beobachtung der dem globalen Klimawandel unterliegenden Gletscher eingesetzt werden kann. Die Innovation liegt in der Bewertung des Potenzials der experimentellen Aufnahmemodi der TanDEM-X Science Phase für die glaziologische Fernerkundung in Bezug zur bisherigen Aufnahmekonfiguration sowie in der Kombination mit glaziologischen Produkten basierend auf Daten verschiedenster Satellitenmissionen. Das interferometrische Potenzial der Mission und dessen Eignung für steile Hochgebirgstopographien soll systematisch analysiert und Empfehlungen für die weitere Missionsplanung gegeben werden. Am Projektende soll eine verbesserte regionale Aussage zu den Massenänderungen der Gletscher in Hochasien stehen, die z.B. in internationale Berichte wie den IPCC AR6 einfließen kann.
Projektpartner: Prof. Dr. Volker Hochschild, Eberhard-Karls Universität Tübingen
gefördert durch:
HGF Alliance
Funding period: 2012-2017
The HGF Alliance “Remote Sensing and Earth System Dynamics” (EDA) aims at the development and evaluation of novel bio/geo-physical information products derived from data acquired by a new generation of remote sensing satellites; and their integration in Earth system models for improving understanding and modelling ability of global environmental processes and ecosystem change.
The key objective of the proposed Alliance is to prepare the HGF centers and the national/international science community for the utilisation and integration of bio/geo-physical products provided by the next generation radar remote sensing missions (e.g. Tandem-L) into the study of natural and anthropogenic impact on Earth’s ecosystems by:
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developing new bio/geo-physical information products from remote sensing data;
-
integrating the new products into Earth system models;
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improving the understanding and modelling of dynamic processes;
-
providing a unique forum for the education of a new generation of scientists.
Our working group forms part of the cryosphere workpackage of the HGF Alliance. We analyse SAR data in regard to changes in ice dynamics, volume and mass changes as well as glacier extent using SAR coherence. Our aim is to contribute to an improved system understanding merging the information terieved from earth observation with other data sources. For this purpose we develop algorithms based on data set from ALOS PALSAR and TerraSAR-X/TanDEM-X that provide respective products.
Project team
Saurabh Vijay, Melanie Rankl, Thorsten Seehaus, Matthias Braun
Full HGF-EDA Website
EU BiodivERsA, DFG FE 1331/3-1
Funding period: 2014-2017
Project team: Hannes Feilhauer, Sandra Skowronek
Biodiversity conservation includes the development of warning and rapid response systems for biological invasions and urges investigations of their impacts on ecosystem function and services. In this context, the systematic, objective, and synoptic view on Earth of remote sensing systems offers a great opportunity to target biological invasion and their impact across various spatial and temporal scales. Within DIARS we aim to
1. characterize the ecosystem impact of invasive plant species through the combined use of field and remotely sensed data.
2. support monitoring, prediction of spread and risk assessment of invasive plant species as preconditions for management measures and mitigation.
For this purpose, we analyse and map the local distribution of the invasive species Campylopus introflexus, Prunus serotina and Oxalis pes-caprae and their impact on ecosystems in Germany and France.
Project website: DIARS
Project partners:
- Carnegie Department of Global Ecology, Stanford, CA, USA
- Fondazione Edmund Mach, San Michele all’Adige, Italy
- KIT, Karlsruhe, Germany
- KU Leuven, Leuven, Belgium
- U de Picardie Jules Vernes, Amiens, France
- Vito, Mol, Belgium
DFG FE 1331/2-1
Funding period: 2013-2014
Project team: Hannes Feilhauer
Maps of vegetation patterns such as spatial variation in floristic composition, plant traits and plant functional types are required in ecology, ecosystem modelling and nature conservation. One frequently applied approach to generate these maps relies on imaging spectroscopy. In this approach, statistical relationships between a vegetation sample and the corresponding canopy reflectance are quantified and subsequently applied onto the imagery.
Although several successful examples of such applications exist, fundamental questions regarding the causal relations between vegetation patterns and canopy reflectance are still open. In particular the role of canopy optical traits remains poorly understood. Canopy optical traits determine the reflectance signal of vegetation and include canopy biochemistry, morphological and structural properties. CaTReS aims to test the qualitative and quantitative contribution of these traits to remote sensing of vegetation patterns in a test site in Southern Bavaria.
DFG-Priority Programme 1158 Antarctic Research
BR2105/8-1
Funding period: 2009-2014 (completed)
This project aims to gain understanding of ongoing and potential changes of Wilkins and GeorgeVI ice shelves on the south-western Antarctic Peninsula. Both are located in an area of the supposed climatic limit of viability of ice shelves and have already shown considerable ice front retreat. The break-up events in 2008 and 2009 on Wilkins Ice Shelf exemplified their potential of disintegration.
Within a multi-institutional, interdisciplinary approach including remote sensing (FAU Erlangen-Nürnberg), modeling of the ice dynamics (Alfred-Wegener-Institut) and fracture mechanics (TU Kaiserslautern), we aim to improve the understanding of the impacts of temperature increase on ice shelf stability.
The remote sensing component includes the mapping of surface structures and fracture development over time, as well as the derivation of surface velocity fields by SAR interferometry and feature tracking for the Wilkins Ice Shelf, which are required as input datasets for modeling of fracture and ice dynamics. For this purpose, we use multi-temporal optical and SAR imagery (Alos Palsar, TerraSAR-X, ERS, ENVISAT). Further work tasks include the investigation of ice thickness changes based on altimetry data and the mapping of the grounding line using Differential SAR Interferometry. The observed quantities are interpreted in the context of ice dynamics and fracture mechanics.
Project team
BayIntAn – Reconstruction of climate at Glaciar Perito Moreno
Funding period: 2014
Klimarekonstruktion am Perito Moreno Gletscher in Patagonien auf Basis von dendro-ökologischen Untersuchungen, meteorologischen Messungen und Fernerkundung
Die Messung verschiedener dendroökologischer Parameter wie Jahrringbreiten, Holzdichte und die Analyse der zeitlichen Variabilität der stabilen Isotope ermöglicht es Rückschlüsse auf vergangene Klimabedingungen zu ziehen, bevor irgendwelche Klimamessungen in der Region gemacht wurden (wir erwarten Aufzeichnungslängen von etwa 200 Jahren). Die dendrochronologischen Zeitreihen werden mit meteorologischen Daten einer automatischen Wetterstation am Südrand des Glaciar Perito Moreno kalibriert, die seit fast zwei Jahrzehnten kontinuierlich aufzeichnet. Dies ermöglicht es, eine Beziehung zwischen den in Baumringen gespeicherten Umweltvariablen und dem lokalen Klima herzustellen. Das ermittelte Klimasignal wird mit dem Gletscherverhalten und der Sensibilität des Gletschers gegenüber klimatischen Veränderungen verknüpft.
Der Perito Moreno ist der einzige Gletscher im Nationalpark Los Glaciares mit fast 2 Jahrzehnten ununterbrochenen meteorologischen Messdaten und einer einzigartigen Lage, um die Jahrringmessungen mit in-situ meteorologischen Beobachtungen zu kalibrieren. Die Baumarten der Gattung Nothofagus oberhalb der rezenten Lateralmoräne garantieren eine sehr starke Verbindung zwischen lokalem Klima und den Baumring Informationen sowie eine lange zeitliche Aufzeichnung. Anschließend an den Standort am Perito Moreno wird entlang des klimatischen Transekts, von feuchteren in trockenere Bedingungen, beprobt – die Standorte innerhalb des Nationalparks repräsentieren feuchte Bedingungen, während die Standorte außerhalb des Parks (nach Osten) trockenere Bedingungen aufweisen.
In Kooperation mit Pedro Skvarca, Glaciarium, El Calafate, Argentinien).
Anschubfinanzierung des Bayerischen Förderprogramms zur Anbahnung internationaler Forschungskooperationen (BayIntAn), 2014.
Gefördert durch:
BAYLAT (Bayerische Hochschulzentrum für Lateinamerika)
BayFor (Bayerische Forschungsallianz)
BayIntAn (Bayerisches Förderprogramm zur Anbahnung internationaler Forschungskooperationen)
Projektbeteiligte/ Project team
Björn Saß, Jussi Grießinger, Matthias Braun
EU FP7 IRSES
Funding period 2012-2016
IMCONet is an international Research Network that follows an interdisciplinary approach to understand the consequences of Climate Change in coastal Western Antarctica. A Network for Staff Exchange and Training, IMCONet is funded by the Marie Curie Action IRSES (International Research Staff Exchange Scheme) of the 7th Framework Programme of the European Union. The activity brings European, South American and US scientists together to advance climate and (eco-) system change research at the Western Antarctic Peninsula (WAP), a region of recent rapid aerial warming.
IMCONet objectives are
- to develop predictive climate change and ecosystem models for the whole WAP coastal environment based on existing data sets and data exchange policies;
- transfer of knowledge between partner countries to enhance collaboration with high quality long-term measuring programs at all 3 stations, to fill present measuring gaps.
IMCONet is the follow-up of the ESF PolarCLIMATE activity IMCOAST, an international research activity that investigated climate change and glacier melting effects on coastal ecosystems at Potter Cove and in Admiralty Bay on King-George Island (Isla 25 de Mayo) in the northern WAP region. Data were generated for different ecosystem compartments (glaciers, coastal run-off and sediment biogeochemistry, pelagic and benthic coastal systems) by interdisciplinary multi-national teams collaborating mainly on-site.
The consortium is coordinated by AWI Bremerhaven; within the project FAU coordinates the WP1 on glacier mass balance.
Project team:
Matthias Braun (FAU), Thorsten Seehaus (FAU), Juliana Costi (FURG/FAU), Ulrike Falk (Uni BN), Jorge Arigony-Neto (FURG), Hernan Sala (IAA), Sebastian Marinsek (IAA), Adrian Silva Busso (IAA)
DFG-Priority Programme 1158 Antarctic Research
BR 2105/9-1
Funding period: 2012-2015
Climate conditions along the Antarctic Peninsula have considerably changed in the last 50 years. The glaciers on the Western Antarctic Peninsula have already shown reactions of change by speed-up and surface lowering. The disintegration of the Larsen-A and B Ice Shelves, the ice shelves in the Larsen Inlet, Prinz-Gustav-Channel and Wordie Ice Shelf have led to a surge-type behaviour of tributary glaciers to which much of the current contribution of Antarctic Peninsula ice to sea level rise is attributed. However, quantifications of mass loss from the peninsula using different observations and methods are still ambiguous.
The aim of our project is on to improve the quantifications of mass loss in the area of the former Northern Larsen-A embayment as well as for Western Antarctic Peninsula glaciers. In order to achieve those goals we analyse time series of satellite data from ERS 1/2, Envisat, Radarsat 1, ALOS PALSAR, TanDEM-X & TerraSAR-X and Rapideye to determine glacier velocity changes for these regions over the last 20 years. Furthermore we generate digital elevation models from TanDEM-X mission data in order to calculate surface elevation changes. Our products are backed up with GNSS ground truth measurements from joint German-Argentine (DNA_IAA) field campaigns and laser altimetry done by collaborating partners (Alfred Wegener Institut, Bremerhaven). In an integrated analysis those data sets are linked to achieve a better glaciological understanding of underlying processes and to estimate the ice mass loss at the study region.
Project team
2021
Fully Automated Detection of Supraglacial Lake Area for Northeast Greenland Using Sentinel-2 Time-Series
In: Remote Sensing 13 (2021), S. 205
ISSN: 2072-4292
DOI: 10.3390/rs13020205
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Observational Assessments of Glacier Mass Changes at Regional and Global Level
In: Frontiers in Earth Science 8 (2021), Art.Nr.: 641710
ISSN: 2296-6463
DOI: 10.3389/feart.2020.641710
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2020
Glacier runoff variations since 1955 in the Maipo River basin, in the semiarid Andes of central Chile
In: Cryosphere 14 (2020), S. 2005-2027
ISSN: 1994-0416
DOI: 10.5194/tc-14-2005-2020
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60 years of glacier elevation and mass changes in the Maipo River Basin, central Andes of Chile
In: Remote Sensing 12 (2020), Art.Nr.: 1658
ISSN: 2072-4292
DOI: 10.3390/rs12101658
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Detailed quantification of glacier elevation and mass changes in South Georgia
In: Environmental Research Letters (2020)
ISSN: 1748-9326
DOI: 10.1088/1748-9326/ab6b32
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A near 90-year record of the evolution of El Morado Glacier and its proglacial lake, Central Chilean Andes
In: Journal of Glaciology 66 (2020), S. 846-860
ISSN: 0022-1430
DOI: 10.1017/jog.2020.52
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Remote sensing of glacier and ice sheet grounding lines: A review
In: Earth-Science Reviews 184 (2020)
ISSN: 0012-8252
DOI: 10.1016/j.earscirev.2019.102948
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Uncertainty Assessment of Ice Discharge Using GPR-Derived Ice Thickness from Gourdon Glacier, Antarctic Peninsula
In: Geosciences 10 (2020), S. 12
ISSN: 2076-3263
DOI: 10.3390/geosciences10010012
URL: https://www.mdpi.com/2076-3263/10/1/12
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Perito Moreno Glacier dam rupture - A recurrent natural experiment to probe solid-earth elasticity
In: Journal of South American Earth Sciences 104 (2020), Art.Nr.: 102904
ISSN: 0895-9811
DOI: 10.1016/j.jsames.2020.102904
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A tree-ring delta O-18 series from southernmost Fuego-Patagonia is recording flavors of the Antarctic Oscillation
In: Global and Planetary Change 195 (2020)
ISSN: 0921-8181
DOI: 10.1016/j.gloplacha.2020.103302
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Surface energy fluxes on Chilean glaciers: measurements and models
In: Cryosphere 14 (2020), S. 2545-2565
ISSN: 1994-0416
DOI: 10.5194/tc-14-2545-2020
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Editorial: Climate Impacts on Glaciers and Biosphere in Fuego-Patagonia
In: Frontiers in Earth Science 8 (2020), Art.Nr.: 91
ISSN: 2296-6463
DOI: 10.3389/feart.2020.00091
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Die Gletscher der Anden im Klimawandel
In: Warnsignal Klima: Hochgebirge im Wandel, 2020, S. 146-151
DOI: 10.2312/ warnsignal-klima.hochgebirge-im-wandel.22
URL: http://www.warnsignal-klima.de
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Mass balance and area changes of glaciers in the Cordillera Real and Tres Cruces, Bolivia, between 2000 and 2016
In: Journal of Glaciology (2020), S. 1-13
ISSN: 0022-1430
DOI: 10.1017/jog.2019.94
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Novel Techniques for Void Filling in Glacier Elevation Change Data Sets
In: Remote Sensing 12 (2020), S. 3917
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Einsatz satellitenbasierter Fernerkundung und terrestrischer Fotografie zur (halb-)automatischen Erfassung und Analyse von Gleitschnee-Ereignissen Semi-automated detection and analysis of glide-snow events using satellite-based remote sensing and terrestrial photography (Dissertation, 2013)
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Wissenschaftlich Arbeiten : Recherchieren, Produzieren, Präsentieren / Autoren: Matthias Braun, Henning Füller, Georg Glasze, Klaus Geiselhart, Christoph Haferburg, Thomas Hübner und Florian Weber. 3., aktual. Aufl. Erlangen 2012
Erlangen: Institut für Geographie, 2012
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