Methoden

Um unsere Forschungsziele zu erreichen, werden herkömmliche Methoden wie Feldmessungen mit neueren Techniken kombiniert.

Feldmessungen

Feldmessungen sind ein wesentlicher Bestandteil unserer Projekte, die es ermöglichen detaillierte Informationen über die physischen Prozesse in unseren Untersuchungsgebieten zu bekommen. Die Messungen beeinhalten Energie- und Kohlenstoffflüsse, den Wasserhaushalt, Wetterbedingungen und Bodenparameter. Einige Instrumente sind permanent installiert und messen regelmäßig - wie zum Beispiel Wetterstationen - aufwändigere und anspruchsvollere Messungen finden 1-2x pro Jahr während der Expeditionen statt.

Fernerkundung

Fernerkundung  wird zum Monitoring der Landoberfläche aus der Ferne verwendet, d.h. man muss sich nicht physisch im Untersuchungsgebiet befinden.

Dies ist durch über dem Boden  installierte Kameras, durch mit Flugzeugen transportierte Kameras sowie durch Sensoren an Satelliten möglich.

Drei Methoden sind dabei für unsere Gruppe besonders wichtig:

Aerial Imaging

Thermal Imaging

Radar

 

Publikationen:

Beck, I et al. (2015): Vertical movements of frost mounds in subarctic permafrost regions analyzed using geodetic survey and satellite interferometry, Earth Surface Dynamics, 3, pp. 409 -421, doi:10.5194/esurf-3-409-2015.

Beck, I. et al. (2015): Assessing Permafrost Degradation and Land Cover Changes (1986 - 2009) using Remote Sensing Data over Umiujaq, Sub-Arctic, Québec, Permafrost and Periglacial Processes, 26 (2), pp. 129 -141.

Boike, J. , et al. (2013): Baseline characteristics of climate, permafrost and land cover from a new permafrost observatory in the Lena River Delta, Siberia (1998-2011), Biogeosciences, 10 (3), pp. 2105-2128.

Muster, S. , et al. (2013): Water Body Distributions Across Scales: A Remote Sensing Based Comparison of Three Arctic Tundra Wetlands, Remote Sensing, 5 (4), pp. 1498-1523.

Muster, S. , et al. (2012): Subpixel heterogeneity of ice-wedges polygonal tundra: a multi-scale analysis of land cover and evapotranspiration in the Lena River Delta, Siberia, Tellus B, 64, 17301.

Muzalevskiy, K. , et al. (2013): The ability to measure the temperature of the frozen active topsoil of the Arctic tundra based on ALOS PALSAR data, Russian Physics Journal, 56 (10/3), pp. 91-94

Elger, K. , et al. (2012): Using ground data from the Global Terrestrial Network of Permafrost (GTN-P) for the Evaluation of the ESA DUE Permafrost remote sensing derived Products Land Surface Temperature and ASCAT Surface State Flag / K. Hinckel (editor), In: Tenth International Conference on Permafrost. Vol. 1: International Contributions, Tenth International Conference on Permafrost (TICOP ), Salekhard, Russia, The Northern Publisher (Severnoye Izdatelstvo), 492 p., ISBN: 978-5-905911-01-9

Heim, B. , et al. (2011): Data User Element DUE Permafrost: a spaceborne permafrost monitoring system, 31st EARSeL Symposium and 35th General Assembly 2011, C25 (A2484), 10 p.

Westermann, S. et al. (2011): Spatial and temporal variations of summer surface temperatures of high-arctic tundra on Svalbard - Implications for MODIS LST based permafrost monitoring, Remote Sensing of Environment, 115 (3), 908 - 922.

Langer M., et al (2010): Spatial and temporal variations of summer surface temperatures of wet polygonal tundra in Siberia - implications for MODIS LST based permafrost monitoring, Remote Sensing of Environment, 114 (9), 2095-2069.

Modellierung

Modellierung spielt eine wichtige Rolle in der Permafrost Forschung. Mit der Hilfe der richtigen Tools können physische Prozesse, die im gefrorenen Boden ablaufen auf der Basis von tatsächlich gemessenen Werten wie der Temperatur, Niederschlag, Bodenparametern, Energieflüsse usw., kalkuliert werden.

Für unsere Gruppe spielen hauptsächlich hydrologische Modelle, die den Wasserhaushalt berechnen sowie Energiefluss- Modelle eine entscheidene Rolle.

 

Publikationen:

Gisnås, K., et al. (2014): A statistical approach to represent small-scale variability of permafrost temperatures due to snow cover, The Cryosphere, 8, 2063-2074, doi:10.5194/tc-8-2063-2014.

Ekici A., et al. (2014): Simulating high-latitude permafrost regions by the JSBACH terrestrial ecosystem model, Geoscientific Model Development, 7, 631 - 647.

Cresto Aleina, F. , et al. (2013): A stochastic model for the polygonal tundra based on Poisson–Voronoi diagrams, Earth System Dynamics, 4 (2), pp. 187-198.

Wischnewski, K. (2013): Temperature Simulation Model for Small Water Bodies in the Arctic Tundra, Lena River Delta (Siberia, Russia), Master thesis, Swiss Federal Institute of Technology Zurich.

Boike, J. , et al. (2012): Permafrost - physical aspects and carbon cycling, databases and uncertainties / R. Lal , K. Lorenz , R. Hüttl , B. Schneider and J. von Braun (editors), Recarbonization of the Biosphere (Ecosystems and the Global Carbon Cycle), Dordrecht Heidelberg New York London, Springer Book, 545 p.

Boike, J. (2011): Energy and water exchange of permafrost patterned ground - towards a scaling concept, Habil thesis, Faculty of Chemistry and Earth Sciences Ruperto-Carola University Heidelberg, Germany.