Projektbezeichnung
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Entwicklung eines gekoppelten 3D-Firn- Oberflächenenergiebilanzmodells zur Simulation der Wechselwirkung zwischen Firn und Schmelzwasser |
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| Projektpartner | TU Darmstadt, Institut für Mechanik |
| Laufzeit |
01.11.2026 – 31.10.2028 |
| Fördergeber | DFG-Schwerpunktprogramm 1158 „Antarktisforschung mit vergleichenden Untersuchungen in arktischen Eisgebieten“ |
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Forschungsfeld |
M+M & E+E (E+E > Energy + Environment, I+I > Information + Intelligence M+M > Matter + Materials) |
| Projektinhalt |
Die Firnschicht der Antarktis unterliegt aufgrund der Erwärmung des Kontinents einem raschen Wandel. Aktuelle Modelle können nicht simulieren, wie Oberflächenschmelzwasser lateral durch den Firn fließt. Die Beschreibung dieses Prozesses ist jedoch entscheidend dafür die Massenbilanz des Eisschildes und damit dessen Beitrag zum Anstieg des Meeresspiegels zu bestimmen. Das beantragte Projekt entwickelt ein dreidimensionales Modell, das die Hydrologie des Firns mit der Oberflächenenergiebilanz koppelt, um so eine realistische Simulation dieses Prozesses zu ermöglichen. Der hierfür genutzte Ansatz kombiniert die physikalische Modellierung der Firnhydrologie mit der Modellierung von Oberflächenprozessen des Eisschildes. Während der Projektlaufzeit werden systematisch einzelne Modellkomponenten entwickelt und getestet. Hierbei werden etablierte Benchmarks genutzt, aber auch neue dreidimensionale Validierungsexperimente entwickelt. Eine anschließende Studie des Wilkins Eisschelfs in der Antarktis liefert sowohl neue wissenschaftliche Erkenntnisse als auch eine Proof of Concept für eine breitere Anwendung des neu entwickelten Modells auf andere Regionen des Eisschildes. Das Projekt baut auf bestehende Vorarbeiten auf. Zudem etabliert es mehrere nationale und internationale Kooperationen. Die Kooperationspartner*innen steuern dem Projekt Daten aus dem Feld und hochauflösende Klimadaten bei, um neue Validierungsexperimente zu entwickeln und die durchgeführten Simulationen anzutreiben. Das Projekt verfolgt zudem eine open-accessStrategie, um eine breite Nutzung von Daten und Software durch die Forschungsgemeinschaft zu ermöglichen. Zu den erwarteten Ergebnissen gehören neben dem validierten dreidimensionalen Firnmodell, eine quantitative Einschätzung des Einflusses lateralen Schmelzwasserflusses durch den Firn auf die Eisschildmassenbilanz und neue standardisierte Benchmarks für den Modellvergleich. |
Obwohl die Antarktis der kälteste Ort auf der Erde ist, schmilzt der Firn auch dort heutzutage regelmäßig, wie hier auf der antarktischen Halbinsel. Um die Wechselwirkungen zwischen dem Schmelzwasser und dem Firn zu untersuchen werden neue Modelle benötigt (Satellitenbild: Landsat-8 courtesy of the U.S. Geological Survey, accessed 24.09.2024).
Als Firn wird die Schneeschicht, welche die Eisschilde in Grönland und der Antarktis bedecket, bezeichnet
Aus der Perspektive der Mechanik ist Firn, die Schneeschicht der Eisschale, ein sehr interessantes Material.
