Satellitenbeobachtung und Analyse der morphologischen Merkmale des proglazialen Flussnetzes im Norden Grönlands

LIU Jinyu ,  

CHEN Dinghua ,  

WANG Yuhan ,  

YI Xiaodong ,  

ZHU Yuxin ,  

YANG Kang ,  

摘要

Jedes Jahr während der Schmelzperiode entwickelt sich im Norden Grönlands ein wichtiges Netzwerk von proglazialen Flüssen und leitet eine große Menge an Schmelzwasser von der Eiskappe zum Ozean, was eine wichtige Verbindung zwischen der Eiskappe und dem Ozean darstellt. Allerdings sind die räumliche Verteilung und die morphologischen Merkmale dieses proglazialen Flussnetzes im Norden Grönlands derzeit noch unklar. Durch die Kombination hochauflösender Sentinel-2-Satellitenbilder und Daten des Copernicus DEM-Modells wurden in dieser Studie während der Schmelzperiode 2020 detaillierte Informationen zu proglazialen Flüssen (~100132 km²) im Norden Grönlands mithilfe einer methodebasierten Drainageinformationsextraktion und anschließender Unterscheidung proglazialer Flüsse von isolierten Seen unter Berücksichtigung der morphologischen Merkmale der Gewässer extrahiert und durch Nutzung des Drainagenetzes des DEM ein Satz von Bildinformationen zu proglazialen Flussnetzwerken und isolierten Seen (CPRNs & ILs) mit einer räumlichen Auflösung von 10 m generiert. Anschließend wurden fünf Validierungsbereiche ausgewählt, um die Genauigkeit der Extraktion des proglazialen Flussnetzwerks und von vier Datensätzen zur Gewässerbildgebung (Dynamic World V1, CALC-2020, Esri Land Cover und ESA WorldCover) zu analysieren, und schließlich wurden die räumlichen Verteilungs- und morphologischen Merkmale des proglazialen Flussnetzes quantifiziert. Die Ergebnisse zeigen, dass: (1) die methodebasierte Teilung aufgrund der morphologischen Gewässermerkmale präzise Informationen zu proglazialen Flüssen und isolierten Seen extrahierte und die Gesamtgenauigkeit der Informationsextraktion des Flussnetzes 93 % ± 2 % beträgt, was höher ist als die der vier oben genannten Datensätze zur Gewässerbildgebung (Gesamtgenauigkeit von 83 % bis 89%) und die räumliche Verteilung der kleinen Gewässer während der Schmelzperiode genauer widerspiegeln kann ; (2) während der Schmelzperiode 2020 entwickelten sich 995 proglaziale Flussnetze im Norden Grönlands mit einer Gesamtlänge von 26605,6 km und einer Gesamtfläche von 1832,6 km², die in der Lage sind, 90,5 % des Eisschmelzwassers zur Entwässerung in den Ozean zu leiten, wohingegen nur 9,5% des Schmelzwassers der Eiskappe durch die Gletscher in den Ozean geleitet wird, dominiert das proglaziale Flussnetz die Entwässerung des Eisschmelzwassers im Norden Grönlands ; (3) die Klassifizierungsunterschiede des proglazialen Flussnetzes sind signifikant, wobei der höchste Grad 5 beträgt und die Flussnetze der Stufe 1 bis 2 mehr als 84% ausmachen, während lediglich 40 Flussnetze der Stufe 4 bis 5 (4,0%) die Länge der Flüsse (52,9 %), die Wasseroberfläche (63,9%), die Entwässerungsfläche (54,1%) und den Abfluss des Eisschmelzwassers (69,3%) dominieren. Insgesamt wurde in dieser Studie ein Satz von Bildinformationen zu proglazialen Flussnetzwerken und isolierten Seen im Norden Grönlands mit einer räumlichen Auflösung von 10 m erstellt, wodurch die breite räumliche Verteilung proglazialer Flussnetze, die Dominanz hochstufiger Flussnetze und weitere Merkmale aufgezeigt wurden. Durch die Kombination von Satellitenbildern und digitale Höhenmodelle wurden Informationen zum gesamten proglazialen Flussnetz im Norden Grönlands extrahiert und analysiert, wodurch das Verständnis des Entwässerungsprozesses von der Eisschmelze zur Entwässerung in den Ozean verbessert und Daten unterstützten zur Analyse der Auswirkungen der Eisschmelze auf das Materialgleichgewicht der Eiskappe und der arktischen Meeresumgebung bereitgestellt.

关键词

Proglazialfluss; Proglazialsee; Flussnetz; Flussgrad; Grönlandeis; Satellitenbild-Datenbank; DEM-Entwässerungsnetz; Flussseenteilung; Genauigkeitsvalidierung

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