Projektbeschreibung
Mit verbesserten Modellen das Nordpolarmeereis im Sommer simulieren
Da das Eis des Nordpolarmeers aufgrund des Klimawandels rapide abnimmt, nimmt die Nachfrage nach genauen und zeitnahen Eisvorhersagen zu. Bestimmte Probleme bei der Datenverarbeitung schränken jedoch die Verfügbarkeit von Beobachtungen im Sommer ein, was für die Polarforschung eine wichtige Beobachtungslücke darstellt. Das Ziel des vom Europäischen Forschungsrat finanzierten Projekts SI3D besteht darin, diese Lücke zu schließen, indem tiefes maschinelles Lernen und Radarhöhenmessungs-Reaktionsmodellierung genutzt werden. Mithilfe der Einbeziehung von Satellitendaten mehrerer ESA-Missionen wird das SI3D-Team eine hochpräzise Aufzeichnung der Meereisdicke über einen Zeitraum von 15 Jahren einschließlich der Sommermonate erstellen. Mit diesem einzigartigen Datensatz werden das Verständnis der Mechanismen des jahreszeitlichen Rückgangs erhöht und die Meereisvorhersagen verbessert werden. Die Projektergebnisse könnten dazu beitragen, die Wissenschaft über das arktische System zu verändern und auf diese Weise die Modellierung, Vorhersage, Massenbilanzierung und biogeochemische Studien während der kritischen Monate der sommerlichen Eisschmelze zu optimieren.
Ziel
Arctic sea ice is diminishing with climate warming at a rate unmatched for 1000 years. As the receding ice pack changes rapidly and becomes increasingly mobile, the demand from academic and commercial stakeholders for accurate and timely sea ice forecasts is intensifying. Forecasting accuracy is enhanced with the assimilation of sea ice thickness observations from satellite altimetry. However, these data are currently unavailable during summer when they would be most valuable for stakeholders, owing to significant data processing challenges. This has been identified as a key observation gap for polar research by the IPCC.
SI/3D will address this gap, harnessing deep machine learning, modelling of the radar altimeter response, and dedicated field campaigns, to overcome the processing barriers. I will integrate satellite data from multiple ESA, EU-Copernicus, and NASA altimetry missions to produce the first 15+ year high-accuracy record of pan-Arctic sea ice thickness without interruptions in the summer. With this unique dataset, I can achieve the following goals. (1) To close the Arctic sea ice volume budget, pinpointing the mechanisms driving seasonal decay and breakup of the ice pack and the feedbacks of sea ice loss on Arctic temperatures. (2) To upgrade seasonal sea ice forecasts from state-of-the-art modelling systems by assimilating summer ice thickness observations.
SI/3D will create a new discipline of sea ice research by using altimetry to study the Arctic summer, which is risky. Having led the first published pilot research in this field, however, I am ideally placed to carry out the project and will leverage the expertise I have gained at three international Arctic research institutions to make it happen. On completion, this work will transform opportunities for Arctic system science, improving sea ice modelling, forecasting on timescales from weeks to years, mass budgeting, and biogeochemistry studies during the critical summer melting months.
Wissenschaftliches Gebiet
- engineering and technologymechanical engineeringvehicle engineeringaerospace engineeringsatellite technology
- natural sciencesearth and related environmental sciencesphysical geographyglaciology
- natural sciencescomputer and information sciencesartificial intelligencemachine learning
- natural sciencescomputer and information sciencesdata sciencedata processing
- natural sciencescomputer and information sciencessoftwaresoftware applicationssimulation software
Schlüsselbegriffe
Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
Finanzierungsplan
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsGastgebende Einrichtung
9019 Tromso
Norwegen