Leitfähigkeits- und Dichtemessungen an einem alpinen Eiskern


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Frank.Wilhelms [ at ] awi.de

Abstract

The information about the past and present state of the earth’s ice sheets as retrieved from investigations of ice cores from polar regions as well as temperate mountain ranges is crucial for understanding the human impact on our environment and the climate. The connection of internal reflexion horizons (IRHs) from radar profiles with measured ice core data presents a powerful and economic means to interpolate the physical and chemical properties of ice cores over a region without extensive coring. The comparison of synthetic radargrams as calculated from ice core data with real radar traces helps to understand the underlying processes which generate IRHs. Internal reflexions are thought to be the result of contrasts of the dielectric impedance of two adjacent layers. Recent research has shown that by simple convolution of a source wavelet with the distribution of the complex reflection coefficent in the time domain, it should be possible to reproduce prominent reflexions as observed in radar profiles. In the course of this work that method is applied to a cold alpine glacier by deriving the complex reflexion coefficients from dielectric profiling of a 30 m long firn core from Colle Gnifetti, Swiss/Italian Alps. A synthetic radargram is modelled and compared to a real radar profile recorded in the vicinity of the bore hole. The results show the general feasibility of creating artificial radar profiles from dielectric profiling even of firn cores from cold glaciers from temperate regions. Das Wissen über den vergangenen und aktuellen Zustand der Eismassen der Erde, wie es aus Untersuchungen an Eiskernen gewonnen werden kann, ist von immenser Bedeutung für die Bewertung des Einflusses menschlicher Aktivität auf unsere Umwelt und das Klima. Die Verbindung von internen Reflexionen (IRHs) in Radarprofilen eines Eiskörpers mit an Eiskernen gewonnenen Daten, stellt eine mächtige und kostengünstige Möglichkeit dar, die physikalischen und chemischen Eigenschaften von Eiskernen über größere Areale ohne extensive Eiskernbeprobungen zu interpolieren. Der Vergleich von aus Eiskerndaten modellierten synthetischen Radargrammen mit echten Radarprofilen, hilft die zu Grunde liegenden Prozesse zu verstehen, die zur Entstehung von IRHs führen. Interne Reflexionen sind die Folge von Änderungen in der dielektrischen Impedanz zweier aneinander grenzender Schichten. Neuere Arbeiten haben gezeigt, dass es grundsätzlich möglich ist durch einfache Faltung eines Wavelets mit der Verteilung des komplexen Reflektionskoeffizienten entlang eines Eiskerns, prominente Reflexionen eines realen Radarprofils zu reproduzieren. In dieser Arbeit wird diese Methode auf einen kalten Alpengletscher angewandt, indem die Verteilung des komplexen Reflexionskoeffizienten aus einem Profil der dielektrischen Eigenschaften (DEP) eines 30 m langen Firnkerns vom Colle Gnifetti in den Schweizer Alpen berechnet wird. Es wird daraus ein synthetisches Radargramm modelliert und dieses mit einem realen Profil aus einer Radarmessung über die Bohrstelle verglichen. Die Ergebnisse zeigen, dass es auch für Firnkerne kalter Gletscher aus gemäßigten Breiten grundsätzlich möglich ist, synthetische Radargramme aus DEP-Daten zu modellieren.



Item Type
Thesis (Bachelor)
Authors
Divisions
Primary Division
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Primary Topic
Peer revision
Not peer-reviewed
Publication Status
Published
Eprint ID
37440
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Jepsen, K. (2010): Leitfähigkeits- und Dichtemessungen an einem alpinen Eiskern , Bachelor thesis, Georg-August-Universität Göttingen.


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