Geodätische Erdsystemforschung mittels Satellitenfernerkundung

Beitrag zur geodätischen Erdsystemforschung mittels Satellitenfernerkundung anläßlich anläßlich einer Festschrift zum 65. Geburtstag von Prof. Reinhard Dietrich

Zum Verständnis des eisigen Südens - 20 Jahre Forschung in Geodäsie, Geodynamik und Glaziologie 1992-2012: Festschrift zum 65. Geburtstag von Prof. Reinhard Dietrich

Am 24. September 2014 hat Professor Reinhard Dietrich sein 65. Lebensjahr vollendet. Zurückblicken kann er auf eine überaus reiche Lehr- und Forschungstätigkeit. Fast genau 20 Jahre war er Professor für Theoretische und Physikalische Geodäsie an der TU Dresden, bevor er zum 1. Oktober 2012 in den Ruhestand eintrat. Sein Geburtstag ist uns, die während dieser Zeit mit ihm zusammen forschen und lehren durften, Anlass, eine Festschrift zu verfassen und dem Jubilar sowie allen Kollegen und Freunden an die Hand zu geben. Eine Würdigung seiner Lehr- und Forschungstätigkeit können Sie auf den folgenden Seiten nachlesen.:Vorwort 7 „Grenzen setzt uns nur die eigene Phantasie“ Reinhard Dietrich – Versuch einer Würdigung 9 GNSS – ein Werkzeug für globale und regionale geophysikalische Forschung 17 Zum Stand des Höhenbezugsrahmens in Deutschland 37 Geodätische Erdsystemforschung mittels Satellitenfernerkundung 53 Wasser und Eis – Satellitendaten zur Bilanzierung von Massentransporten 69 Geodätische Bestimmung glaziologischer Parameter in Grönland 83 Geodätische Arbeiten im Gebiet des subglazialen Lake Vostok 93 Feuerland: Symptome einer aktiven Plattengrenze 107 Anhang A – Verzeichnis der Promotionen 117 Anhang B – Publikationsliste R. Dietrich 11

Ice dynamics and mass balance in the grounding zone of outlet glaciers in the Transantarctic Mountains

The Antarctic grounding zone has a disproportionately large effect on glacier dynamics and ice sheet stability relative to its size but remains poorly characterised across much of the continent. Accurate ice velocity and thickness information is needed in the grounding zone to determine glacier outflow and establish to what extent changing ocean and atmospheric conditions are affecting the mass balance of individual glacier catchments. This thesis describes new satellite remote sensing techniques for measuring ice velocity and ice thickness, validated using ground measurements collected on the Beardmore, Skelton and Darwin Glaciers and applied to other Transantarctic Mountain outlet glaciers to determine ice discharge. Outlet glaciers in the Transantarctic Mountains provide an important link between the East and West Antarctic Ice Sheets but remain inadequately studied. While long-term velocities in this region are shown here to be stable, instantaneous velocities are sensitive to stresses induced by ocean tides, with fluctuations of up to 50% of the mean observed in GPS measurements. The potential error induced in averaged satellite velocity measurements due to these effects is shown to be resolvable above background noise in the grounding zone but to decrease rapidly upstream. Using a new inverse finite-element modelling approach based on regularization of the elastic-plate bending equations, tidal flexure information from differential InSAR is used to calculate ice stiffness and infer thickness in the grounding zone. This technique is shown to be successful at reproducing the thickness distribution for the Beardmore Glacier, eliminating current issues in the calculation of thickness from freeboard close to the grounding line where ice is not in hydrostatic equilibrium. Modelled thickness agrees to within 10% of ground penetrating radar measurements. Calibrated freeboard measurements and tide-free velocities in the grounding zones of glaciers in the western Ross Sea are used to calculate grounding zone basal melt rates, with values between 1.4 and 11.8 m/a⁻¹ in this region. While strongly dependent on grounding line ice thickness and velocity, melt rates show no latitudinal trend between glaciers, although detailed error analysis highlights the need for much improved estimates of firn density distribution in regions of variable accumulation such as the Transantarctic Mountains