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Dissertation zugänglich unter
URN: urn:nbn:de:gbv:18-88797
URL: http://ediss.sub.uni-hamburg.de/volltexte/2017/8879/


The role of decimeter-scale surface roughness in passive remote sensing of sea ice in L-band

Die Rolle der Oberflächenrauheit im Dezimetermaßstab inpassive Fernerkundung von Meereis im L-Band

Miernecki, Maciej

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Freie Schlagwörter (Deutsch): Rauheit , Meereis
Freie Schlagwörter (Englisch): L-band , sea ice , roughness
Basisklassifikation: 38.80
Institut: Geowissenschaften
DDC-Sachgruppe: Geowissenschaften
Dokumentart: Dissertation
Hauptberichter: Kaleschke, Lars (Prof. Dr.)
Sprache: Englisch
Tag der mündlichen Prüfung: 14.07.2017
Erstellungsjahr: 2017
Publikationsdatum: 14.12.2017
Kurzfassung auf Englisch: In this study we investigate the influence of large scale surface deformation on sea
ice brightness temperature (TB ) at 1.4 GHz (L-band). Additionally we investigate the possibility of detecting the sea ice deformation with L-band radiometry.
The European Space Agency’s SM OS mission is the first space-borne radiometer
carrying out multi-angular measurements at the frequency of 1.4 GHz. The L-band TB is sensitive to sea ice thickness, and therefore is used for sea ice thickness retrieval over thin sea ice. Snow cover is another factor that influences the L-band TB over sea ice, this property can be used to infer the snow depth over thick ice. However, the effect of the surface roughness on sea ice TB is not well characterized.
In the following study we address this knowledge gap by using a combination of
experimental data from field campaign and a sea ice emission model. We use the
airborne laser scanner (ALS) to characterize sea ice surface roughness off-coast of
Svalbard during SM OSice2014 campaign. Then, we use the geometrical optics and surface slopes probability density functions to simulate emissions from a random faceted surface. Emissions from individual facets are calculated with MIcrowave L-band LAyered Sea ice emission model (M ILLAS). Finally, we compare several simulations with different roughness setups with EM IRAD2 radiometer data from SM OSice2014 campaign.
Kurzfassung auf Deutsch: In dieser Studie untersuchen wir den Einfluss der großflächigen Oberflächenverformung auf die Meereis-Helligkeitstemperatur (TB ) bei 1.4 GHz (L-Band). Zusätzlich untersuchen wir die Möglichkeit, die Meereisverformung mit Hilfe von L-Band-Radiometrie zu detektieren.
Die SM OS Mission der Europäischen Weltraumorganisation ist das erste
Weltraumradiometer, das Messungen mit einer Frequenz von 1.4 GHz unter
verschiedenen Einfallswinkeln durchführt. Die L-Band TB ist empfindlich gegenüber
Meereisdicke und wird daher für die Meereisdicken-Berechnung über dünnem Meereis verwendet. Schneebedeckung ist ein weiterer Faktor, der die L-Band TB über dem Meereis beeinflusst. Diese Eigenschaft kann verwendet werden, um auf die Schneetiefe über dickem Eis zu schließen. Die Wirkung der Oberflächenrauigkeit auf Meereis TB ist bisher nicht gut beschrieben.
In der folgenden Studie untersuchen wir diese Wissenslücke mit einer
Kombination aus experimentellen Daten aus einer Feldkampagne und einem
Meereis-Emissionsmodell. Wir verwenden den airborne laser scanner (ALS), um die Meereisoberflächenrauhigkeit vor der Küste von Svalbard während der SM OSice2014 Kampagne zu beschreiben.

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