Seilzug-Sensoren für die Vermessung von Gletschereis

Greenland Guidance entwickelt ein robustes Messsystem mit Seilzug-Sensor von Althen

Greenland Guidance DWIAT with draw wire sensor measures ice melt in Greenland
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Als Folge der globalen Erwärmung ziehen sich derzeit viele Gletscher zurück. Gleichzeitig wird die Eisschicht durch das verstärkte Abschmelzen dünner. Grönland und Antarktis, die beiden größten Eisflächen der Erde, verfügen über so gewaltige Eismengen, dass es in der Praxis fast unmöglich ist, die Masse mit herkömmlichen Methoden zuverlässig zu bestimmen. Greenland Guidance hat hierfür einen speziellen Tracker mit Seilzug-Sensor entwickelt.

Tracker mit Seilzug-Sensoren misst den Eisverlust des Sermilik-Gletschers in Grönland

Die Firma Greenland Guidance installierte 2019 einen Tracker zur Messung des Eismassenverlustes, den DWIAT (Draw Wire Ice Ablation Tracker) am Sermilik-Gletscher. Ausgangspunkt war der Ort, an dem 2010 die bisher größte Eisschmelze innerhalb eines Jahres auf dem grönländischen Eisschild gemessen wurde. Die Eisdecke reduzierte sich in diesem Jahr um mehr als 9m – ein trauriger Rekord. Der Sermilik-Gletscher befindet sich an der Südspitze des grönländischen Gletschereises. Dort sind die Temperaturen im Sommer relativ hoch, gleichzeitig ist die Eisoberfläche extrem dunkel und absorbiert einen Großteil des Sonnenlichts.

Die speziellen Tracker verwenden einen Seilzug-Sensor von Althen Sensors & Controls. Um den Rückgang des Eises zu messen, werden tiefe Löcher ins Eis gebohrt. Am Zugdraht des Sensors wird unten ein Referenzgewicht befestigt, welches in das Bohrloch hinabgelassen wird. Die Geräte können der Schmelze so bis zu 14 m tief folgen. Die DWIATs arbeiten mit Solarenergie und folgen der Eisbewegung auch mittels GNSS-Positionierung. Die Messdaten werden lokal im Datenlogger gespeichert und an das Datenportal von Greenland Guidance gesendet.

Messen mit einem Seilzugsensor

Seilzug-Sensoren (oder Seilzugpotentiometer) eignen sich für Distanz- und Positionsmessungen mittels eines flexiblen Kabels. Seilzug-Sensoren können Distanzen von 50 mm bis 50.000 mm messen und bieten eine sehr hohe Linearität über den gesamten Messbereich hinweg. Bei dem im DWIAT eingesetzten Seilzug-Sensor handelt es sich um den FD115, ein robustes Modell, das auch bei Temperaturen von bis zu -40C noch zuverlässige Messergebnisse liefert.

Über Greenland GuidanceGreenland Guidance logo

Greenland Guidance ist eine niederländische Organisation, die sich auf die Unterstützung von Expeditionen und Projekten im Bereich Sicherheit, Logistik und Wissenschaft in der Arktis spezialisiert hat. Darüber hinaus entwickelt und baut sie robuste, wissenschaftliche Messinstrumente.

Die aktuelle Lage am Sermilik-Gletscher

Messungen des automatischen Wetterstationsnetzes PROMICE zeigen, dass hier am Sermilik-Gletscher jedes Jahr 5-6 m Eis schmelzen, zusätzlich zu dem im vorangegangenen Winter angesammelten Schnee. Dies ist - im Vergleich zu anderen Orten in Grönland- sehr viel. Im Jahr 2010 beobachtete die Wetterstation QAS_L sogar eine rekordverdächtige Abnahme der Eisdicke von mehr als 9 m - dies entspricht in etwa 3 Stockwerken eines Gebäudes!

Um die das Phänomen der extremen Schmelze an diesem besonderen Standort weiter zu untersuchen, hat PROMICE eine Zusammenarbeit mit dem Institut für Meeres- und Atmosphärenforschung (IMAU) der Universität Utrecht begonnen. Mit mehr Instrumenten, die die Wechselwirkung zwischen Luft und Eis vor Ort messen, wurde die Überwachung der Eisschmelze noch relevanter für die Interpretation der Daten. Daher misst DWIAT von Greenland Guidance nun die Schmelzmenge in Zusammenarbeit mit der PROMICE-Wetterstation.

Hierfür wurde ein Referenzgewicht 10 m in ein Loch im Eis hinabgelassen und dort am Rand eingefrohren. Der Sensor, der auf einem Tetraeder an der Oberfläche installiert ist, zieht den Draht zurück, wenn der Schnee oder das Eis schmilzt. Die relative Oberflächenabsenkung der Schmelzfläche wird in einem Datenlogger aufgezeichnet und kann in Massenverlust umgerechnet werden. So zeichnete das Messgerät die Eisschmelze in den Sommern 2019 und 2020 auf. Im Jahr 2019 wurden 7,5 Meter Eisablation gemessen, im Jahr 2020 "nur" 5 Meter.

Measurement results ice ablation glacier 2019-2020 with draw wire sensor Greenland Guidance