Tese - Christian Florian Göbel

Variabilidade espacial do acúmulo de neve superficial da Geleira Union, Antártica (79°46'S - 83°24'W)

Autor: Christian Florian Göbel (Currículo Lattes)

Resumo

O manto de Gelo Antártico apresenta um balanço de massa negativo e a componentebalanço de massa superficial é principal fonte de incerteza nas estimativas. O motivo é aextensa área com médias de precipitação baixas e a intensa deriva da neve pelo vento. Destamaneira a variabilidade espacial da acumulação da neve deve ser considerado. A presentetese cumpre o objetivo principal de ampliar o conhecimento na dinâmica deposicional daneve para a região da cadeia de montanhas Ellsworth na Antártica Ocidental. Dados de 7perfis estratigráficos em diferentes áreas da geleira junto com as características do microrelevo superficial permitiram a interpretação de ambientes com dinâmica deposicionaldistinta. Dados da estação meteorológica instalada em 2013, forneceram um série temporalde 4 anos com resolução temporal única para a região. Além disso, perfis topográficoscom um gps de alta precisão foram levantados por 72 km ao longo da bacia de drenagemglacial da Geleira Union. Em conjunto, o levantamento com radar de penetração de solo(GPR) foi realizado para investigação da estrutura estratigráfica da neve/firn até os 12m de profundidade. O resultado do primeiro artigo foi um mapa com resolução de 12 midentificando 6 classes que representam áreas com uma maior ou menor taxa de acumulaçãode neve, de maneira relativa uma a outra. A método baseou-se na classificação automáticapor análise de cluster da resposta do sinal de 5 imagens de radar COSMO-SkyMed com 2,4m de resolução, indicando características deposicionais distintas. Utilizou-se também um omodelo digital de elevação (DEM) TanDEM-X de 12 m de resolução para geração de dadosgeoespaciais de declividade, orientação do terreno, exposição ao vento e rugosidade, osquais foram adicionados como dados de entrada para aprimorar a classificação. No segundoartigo, realizou-se uma abordagem distinta para identificar os ambientes com maior taxa deacumulação com base em dois modelos digitais de elevação disponíveis para toda antártica,o que permite replicar o método para demais áreas com características de neve polar (seca).Os dois modelos de elevação utilizados foram o TanDEM-X e o recentemente lançadoREMA. A teoria é que penetração do sinal de radar na banda-X, que compõem o produtoTanDEM-X, sofre variação em função das características do pacote de neve. A maiorpenetração do sinal na neve está diretamente relacionado a um ambiente com uma maiortaxa de acumulação. Como consequência, a elevação é subestimada no DEM. Quandocomparado ao REMA, derivado por estereoscopia de imagens ópticas, a diferença permitiuidentificar ambientes com maior taxa de acumulação. Ambos modelos foram validados apartir dos perfis de GPS. A validação do REMA apresentou um valor mediano dos errosabsolutos de impressionantes 0,36 m. Esta abordagem, possibilita também identificar edelimitar áreas de gelo azul, importantes para o balanço de massa superficial, e zonas debaixa acumulação. Os perfis de GPR foram utilizados para correlacionar a diferença entreos dois DEMs com mudança na características da estrutura deposicional do pacote de neve.Áreas com maiores diferenças indicam uma diferença na taxa de acumulação até 3 vezessuperior. Os resultados ora apresentados apontam para o potencial de desenvolvimentode um proxy para a investigação da variabilidade do SMB em uma escala continental nointerior da Antártica, o que pode contribuir com a calibração de modelos de SMB.

Parte 1
Parte 2
Parte 3
Parte 4

Palavras-chave: GlaciologiaSensoriamento remotoAcúmulo de neveOceanografia geológicaGeleirasÁrea de gelo azulAntárticaAnálise geoespacialBalanço de massa superficialRetroespelhamento SAR