Für die Anwendung von Radarverfahren (auch elektromagnetische Reflexionsverfahren, EMR) zur Abbildung der Schnee-, Firn- und Eissäule wird für gewöhnlich ein Sender und ein Empfänger verwendet. Diese befinden sich in einem bestimmten Abstand voneinander und werden gemeinsam über die Oberfläche entlang des Messprofils gezogen. Das Gerät wird entweder von Hand, mit einem Motorschlitten oder einer Pistenraupe gezogen, oder es befindet sich an Bord eines Flugzeugs oder eines Helikopters. In bestimmten Abständen, entweder gleichen zeitlichen oder räumlichen Intervallen, strahlt der Sender über die Sendeantenne einen elektromagnetischen Puls in den Schnee aus (Impulsradar). Die Abstände zwischen aufeinander folgenden Messpunkten variieren, je nach Systemeigenschaften und Fragestellung, zwischen 0.1 und 10 m. Der Puls dringt in die Schneesäule ein und wird teilweise an den Schichten reflektiert, an denen sich die komplexwertigen dielektrischen Eigenschaften ändern. Die reflektierten Signale laufen zurück zur Empfangsantenne an der Oberfläche. Das vollständige Signal wird als Funktion der Laufzeit des ausgesandten Radarpulses aufgezeichnet.


Man kennt drei Faktoren, die Änderungen der Dielektrizitätszahl in Firn und Eis hervorrufen können:

  • Änderungen im Realteil, der Permittivität, hängen meist direkt mit der Dichte zusammen: sie dominieren Reflexionen in den oberen hunderten Metern.
  • Variationen im Imaginärteil sind proportional zur elektrischen Leitfähigkeit, hängen mit der Azidität zusammen und sind frequenzabhängig. Sie sind der hauptsächliche Ursprung der Reflektivitäten im tieferen Eis.
  • Ein dritter Mechanismum beruht auf den dielektrischen Eigenschaften von anisotropem Eis. Dieser ist aber hauptsächlich in großen Tiefen (> 500-1000 m) der Eisschilde signifikant, in denen sich eine anisotrope Kristalltextur bereits ausgebildet hat.

Andere Radartechniken basieren auf dem frequenzmodulierten Dauerstrichverfahren (frequency-modulated continuous wave, FMCW) oder der schrittweisen Änderung der Frequenz (stepped-frequency radar). Auch wenn sich die technischen Besonderheiten der verschiedenen Verfahren und die Prozessierung deutlich unterscheiden ist das Ergebnis das selbe - ein Abbild der Untergrundreflexionen entlang des Messprofils.

Bodenradarmessung an der Kohnen-Station (Foto: Olaf Eisen, Alfred-Wegener-Institut)