Kartierung von Gletscherzonen aus TerraSAR-X und Sentine1-2 Daten am Beispiel des Manson Icefield (Kanada) zwischen 2017 und 2020

Polare Eismassen spielen eine entscheidende Rolle bei der Regulierung des regionalen sowie globalen Klimas und sind sensible Indikatoren für den Klimawandel. Im vergangenen Jahrhundert ist die bodennahe globale Durchschnittstemperatur stetig gestiegen und die durchschnittlichen Temperaturen in der Arktis haben sich fast verdoppelt. Die bisher beobachteten Folgen dieser Entwicklung sind zum Beispiel Gletscherschmelzen und -schwund, der darauffolgende Anstieg des Meeresspiegels, sowie die Intensivierung vieler geomorphologischer Prozesse. Seit Mitte des 19. Jahrhunderts werden arktische Gletscher mit unterschiedlichen Techniken untersucht. Ein Teil der Überwachung kann durch Temperaturmessungen, verschiedene In-situ-Messungen im Feld, aber auch durch satelliten- und flugzeuggestützte Fernerkundungssysteme durchgeführt werden. Satellitenbasierte Fernerkennungssysteme sind dabei im Kostenvergleich überlegen und liefern sowohl ganzjährig als auch großflächig Informationen zur Überwachung von Gletschern. Im Rahmen der Arbeit wird die Nutzungsmöglichkeit von optischen sowie Radarfernerkundungsdaten als konsistente Überwachung der Gletscherzonen für das Untersuchungsgebiet Manson Icefield auf den Queen Elizabeth Islands, Kanada, analysiert. Es wird untersucht, inwieweit es Vorteile bzw. Nachteile mit sich bringt, optische und Radardaten für die Gletscherfernerkundung zu kombinieren. Der Ansatz für die Ableitung der Gletscherzonen von Manson Icefield basiert auf einem eigens entwickelten Index mit der Kombination aus dem visuellen sowie kurzwelligen Infrarot von Sentinel-2 und dem Radarkanal des TerraSAR-X Satelliten, wobei auch überwachte Klassifikationsverfahren, wie die Minimum Distance Klassifikation, die Spectral Angle Mapping Klassifikation oder der Maximum Likelihood Algorithmus untersucht werden. Die Ergebnisse zeigen dabei, dass sich durch die Auswertung von optischen Daten in Kombination mit SAR-Daten unterschiedlicher räumlicher und zeitlicher Auflösung andere Gletscherzonen ableiten lassen, als es nur mit Radardaten möglich ist. Die Rückstreucharakteristik verschiedener Bandkombinationen der Daten erweisen sich hierbei als wirksames Hilfsmittel zur Ableitung der flächenhaften Ausdehnung und Verteilung verschiedener Schneedecken und ermöglicht die Beobachtung der sich saisonal, periodisch oder episodisch verlagernden Zonen. So können Aussagen über die Beschaffenheit und Veränderung der Gletscherzonen sowie die Dauer der Schmelzperiode im Sommer getroffen werden und in Verbindung mit den lokalen meteorologischen und topografischen Daten gebracht werden. In Abbildung 1 sind die Gletscherrückzüge während des Untersuchungszeitraums von Mai 2017 bis September 2020 zu sehen.