Freezing and thawing of lakes on the Nelson and King George Islands, Antarctic, using Sentinel 1A synthetic aperture radar images

Rosa, Cristiano Niederauer da; Bremer, Ulisses Franz; Filho, Waterloo Pereira; Júnior, Manoel Araujo Sousa; Kramer, Gisieli; Hillebrand, Fernando Luis; Jesus, Janisson Batista de

doi:10.1007/s10661-020-08526-5

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“…Sobiech & Dierking (2013) point out that the thresholds need to be set according to the radar wavelength, polarization, and incidence angle, as well as the weather conditions of the acquisition date. As such, this study represents an initial effort to contribute to monitoring the ice phenology of Antarctic lakes, in the face of the small number of published papers on the topic (Da Rosa et al, 2020;Petsch et al, 2020). In addition, understanding ice lake phenology contributes to advancing other issues, such as the ecological processes on the presence of ice and its breakdown (Adrian et al, 1999;Hampton et al, 2017), and carbon balance (Adrian et al, 1999).…”

Section: Climatological Variablesmentioning

confidence: 98%

“…Recently, some investigators have demonstrated the potential of Sentinel-1 synthetic aperture radar (SAR) data for monitoring lake ice cover in Canada (Extra Wide (EW) mode, and HH polarization) (Duguay et al, 2015), in shallow lakes in northern Alaska (EW, and HH polarization) (Wakabayashi & Motohashi, 2018), in Fildes Peninsula, Maritime Antarctica foreland (Interferometric Wide mode, and HH polarization) (da Rosa et al, 2020). Moreover, in Antarctica, Dirscherl et al (2021) devised the first automated method for mapping the extent of supraglacial lakes using S-1 imagery.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Fenología del hielo lacustre: una comparación entre imágenes TSX y Sentinel-1 usando análisis de datos de campo en una región marítima de la Antártida

et al. 2022

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El monitoreo a lo largo del tiempo de la dinámica fenológica de congelamiento de las superficies de los lagos en áreas libres de hielo es relevante para comprender los impactos del calentamiento mundial y los eventos climáticos extremos en las regiones polares. Los objetivos de este trabajo son: (I) establecer valores de retrodispersión para los blancos agua superficial libre de hielo y recubierta por hielo en lagos –con el soporte de datos de campo– utilizando las imágenes TerraSar-X (TSX) y Sentinel 1A - EW (S-1), teniendo como estudio de caso la península Fildes, Antárctica Marítima; (II) evaluar la relación entre los datos de retrodispersión y los datos meteorológicos; (III) evaluar las potencialidades de TSX y de S-1para el mapeo de la fenología de los lagos. El procesamiento de las imágenes SAR fue realizado en el SNAP y los datos meteorológicos fueron obtenidos en la Base Eduardo Frei Montalva. Se obtuvo el umbral de retrodispersión de -32 dB a -21 dB para el agua libre de hielo en los lagos estudiados en la imagen TSX, y para la Sentinel-1 hubo una variación de -18 dB a -15 dB para el agua libre de hielo de los lagos. La imagen TSX es la más adecuada para el monitoreo de la fenología de los lagos por su resolución espacial, mientras la S-1 se limita a los lagos con más de 10.000 m2. Es necesario tener en cuenta las condiciones meteorológicas, especialmente el viento, las precipitaciones de nieve y los cambios de temperatura, que representan alteraciones significativas en los valores de retrodispersión. Se puede utilizar las recomendaciones metodológicas referentes al uso de las imágenes TSX y S-1 para el mapeo de la cobertura de hielo en los lagos y el monitoreo de los eventos de quiebra de hielo y de derretimiento de la superficie de lagos en ambientes glaciales y periglaciales.

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Section: Climatological Variablesmentioning

confidence: 98%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Fenología del hielo lacustre: una comparación entre imágenes TSX y Sentinel-1 usando análisis de datos de campo en una región marítima de la Antártida

et al. 2022

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Distributions of nitrogen and phosphorus in ice-covered water systems and comprehensive evaluation of water quality in reservoirs during the freezing period

Wang

et al. 2022

Chemistry and Ecology

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Short-term glacier area changes, glacier geometry dependence, and regional climatic variations forcing, King George Island, Antarctica

LORENZ,

ROSA,

PETSCH

et al. 2023

An. Acad. Bras. Ciênc.

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This study investigates the transient snowline (TSL) altitude for summer 2020, as well as glacial area loss in King George Island Icefields since 1988 using Sentinel-1 and 2 and Landsat Thematic Mapper (TM) imagery. Trends and anomalies in atmospheric temperature, U-wind, and V-wind were examined using ERA5 solutions. Results show the wet-snow zone corresponds to values of ≤ -13dB, and 44.3% of the glacial area is located above the TSL (≥ 300 m). Glacial area for 2020 is 999.95 km², and losses in the period represent 104.9 km² (error <1%) -a retreat of 3.17 km² / year. Glaciers in Keller Peninsula and Bellingshausen Dome lost the most area (28% and 17%, respectively) and did not have a TSL in 2020; followed by Warszawa (15%), Kraków (13%), and Eastern (10%), where the TSL was verified. Percentage area loss values increased with decreases in dimensions, area above TSL, and maximum elevation. Calving glaciers with ice-flow toward deeper and steeper submarine sectors (Bransfield Strait) exhibited greater glacier variations. The trend in warming atmospheric temperature was greater in the Bransfield Strait than in the Drake Passage. TSL and retreat difference between glaciers were influenced by climatic and ocean input, as well as multiple environmental factors.

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Freezing and thawing of lakes on the Nelson and King George Islands, Antarctic, using Sentinel 1A synthetic aperture radar images

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Fenología del hielo lacustre: una comparación entre imágenes TSX y Sentinel-1 usando análisis de datos de campo en una región marítima de la Antártida

Fenología del hielo lacustre: una comparación entre imágenes TSX y Sentinel-1 usando análisis de datos de campo en una región marítima de la Antártida

Distributions of nitrogen and phosphorus in ice-covered water systems and comprehensive evaluation of water quality in reservoirs during the freezing period

Short-term glacier area changes, glacier geometry dependence, and regional climatic variations forcing, King George Island, Antarctica

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