Published January 23, 2020
| Version v1
Publication
Open
High Resolution Mapping of Ice Mass Loss in the Gulf of Alaska From Constrained Forward Modeling of GRACE Data
- 1. Institut National de la Recherche Scientifique
- 2. Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation
- 3. Universidad Nacional de La Plata
Description
The resolution of GRACE Terrestrial Water Storage change data is too low to discriminate mass variations at the scale of glaciers, small ensemble of glaciers, or icefields. In this paper, we applied an iterative constraint modelling strategy over the Gulf of Alaska (GOA) to improve the resolution of ice loss estimates derived from GRACE. We assess the effect of the most influential parameters such as the type of GRACE Level-2 solution and the degree of heterogeneity of the distribution map over which the GRACE data is focused. Three GRACE solutions from the most common processing strategies and three ice distribution maps of resolutions ranging from 55,000 km2 to 20,000 km2 are used. First, we present results from a series of simulations with synthetic data or a mix of synthetic/modelled data to validate the focusing strategy and we point out how inaccuracies arise while increasing the spatial resolution of GRACE data. Second, we present the recovery of the total GRACE-derived mass change anomaly at the scale of the GOA. At this scale, all solutions and distribution maps agree, showing ~40 Gt/yr of mean ice mass loss over the 2002-2017 period. This result is similar to studies using GRACE solutions from the latest releases and time-series of more than 8 years. The first studies using GRACE data published during the 2005-2008 era generally overestimated the total ice mass loss. Third, we show results of the three resolutions tested to focus the mass anomaly. Using focusing units (mascon) of ~30,000 km2 or larger, the focusing procedure provides reliable results with errors below 15%. Below this threshold, errors of up to 56% are observed.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
دقة بيانات تغيير تخزين المياه الأرضية من GRACE منخفضة للغاية بحيث لا يمكن التمييز بين الاختلافات الجماعية على نطاق الأنهار الجليدية أو مجموعة صغيرة من الأنهار الجليدية أو الحقول الجليدية. في هذه الورقة، طبقنا استراتيجية نمذجة القيود التكرارية على خليج ألاسكا (GOA) لتحسين دقة تقديرات فقدان الجليد المستمدة من GRACE. نقوم بتقييم تأثير المعلمات الأكثر تأثيرًا مثل نوع حل GRACE من المستوى 2 ودرجة عدم تجانس خريطة التوزيع التي تركز عليها بيانات GRACE. يتم استخدام ثلاثة حلول GRACE من استراتيجيات المعالجة الأكثر شيوعًا وثلاث خرائط لتوزيع الجليد بدقة تتراوح من 55000 كيلومتر مربع إلى 20000 كيلومتر مربع. أولاً، نقدم نتائج من سلسلة من عمليات المحاكاة باستخدام بيانات اصطناعية أو مزيج من البيانات الاصطناعية/المنمذجة للتحقق من صحة استراتيجية التركيز ونشير إلى كيفية ظهور عدم الدقة مع زيادة الدقة المكانية لبيانات GRACE. ثانيًا، نقدم استرداد إجمالي شذوذ تغيير الكتلة المستمد من GRACE على نطاق GOA. على هذا المقياس، تتفق جميع الحلول وخرائط التوزيع، مما يدل على حوالي40 جيجا طن/سنة من متوسط فقدان الكتلة الجليدية خلال الفترة 2002-2017. تشبه هذه النتيجة الدراسات التي تستخدم حلول GRACE من أحدث الإصدارات والسلاسل الزمنية لأكثر من 8 سنوات. لقد بالغت الدراسات الأولى التي استخدمت بيانات GRACE المنشورة خلال حقبة 2005-2008 بشكل عام في تقدير إجمالي فقدان كتلة الجليد. ثالثًا، نعرض نتائج الدرجات الثلاث التي تم اختبارها لتركيز الشذوذ الكتلي. باستخدام وحدات تركيز (ماسكون) تبلغ مساحتها حوالي30000 كيلومتر مربع أو أكبر، يوفر إجراء التركيز نتائج موثوقة مع أخطاء أقل من 15 ٪. تحت هذه العتبة، لوحظت أخطاء تصل إلى 56 ٪.Translated Description (French)
La résolution des données de changement du stockage de l'eau terrestre GRACE est trop faible pour discriminer les variations de masse à l'échelle des glaciers, du petit ensemble de glaciers ou des champs de glace. Dans cet article, nous avons appliqué une stratégie itérative de modélisation des contraintes sur le golfe d'Alaska (GOA) pour améliorer la résolution des estimations de perte de glace dérivées de GRACE. Nous évaluons l'effet des paramètres les plus influents tels que le type de solution GRACE de niveau 2 et le degré d'hétérogénéité de la carte de distribution sur laquelle les données GRACE sont concentrées. Trois solutions GRACE issues des stratégies de traitement les plus courantes et trois cartes de répartition des glaces de résolutions allant de 55 000 km2 à 20 000 km2 sont utilisées. Tout d'abord, nous présentons les résultats d'une série de simulations avec des données synthétiques ou un mélange de données synthétiques/modélisées pour valider la stratégie de focalisation et nous soulignons comment les inexactitudes surviennent tout en augmentant la résolution spatiale des données de GRACE. Deuxièmement, nous présentons la récupération de l'anomalie de changement de masse totale dérivée de Grace à l'échelle du GOA. À cette échelle, toutes les solutions et cartes de distribution s'accordent, montrant ~40 Gt/an de perte moyenne de masse de glace sur la période 2002-2017. Ce résultat est similaire aux études utilisant les solutions GRACE des dernières versions et séries chronologiques de plus de 8 ans. Les premières études utilisant les données GRACE publiées au cours de l'ère 2005-2008 ont généralement surestimé la perte totale de masse de glace. Troisièmement, nous montrons les résultats des trois résolutions testées pour focaliser l'anomalie de masse. En utilisant des unités de mise au point (mascon) d'environ30 000 km2 ou plus, la procédure de mise au point fournit des résultats fiables avec des erreurs inférieures à 15 %. En dessous de ce seuil, des erreurs allant jusqu'à 56% sont observées.Translated Description (Spanish)
La resolución de los datos de cambio de GRACE Terrestrial Water Storage es demasiado baja para discriminar las variaciones de masa a escala de glaciares, pequeños conjuntos de glaciares o campos de hielo. En este documento, aplicamos una estrategia iterativa de modelado de restricciones en el Golfo de Alaska (GOA) para mejorar la resolución de las estimaciones de pérdida de hielo derivadas de GRACE. Evaluamos el efecto de los parámetros más influyentes como el tipo de solución GRACE Nivel-2 y el grado de heterogeneidad del mapa de distribución sobre el que se centran los datos de GRACE. Se utilizan tres soluciones GRACE de las estrategias de procesamiento más comunes y tres mapas de distribución de hielo de resoluciones que van desde 55.000 km2 a 20.000 km2. En primer lugar, presentamos los resultados de una serie de simulaciones con datos sintéticos o una combinación de datos sintéticos/modelados para validar la estrategia de enfoque y señalamos cómo surgen imprecisiones al aumentar la resolución espacial de los datos de GRACE. En segundo lugar, presentamos la recuperación de la anomalía de cambio de masa total derivada de grace a escala del GOA. A esta escala, todas las soluciones y mapas de distribución coinciden, mostrando ~40 Gt/año de pérdida media de masa de hielo durante el período 2002-2017. Este resultado es similar a los estudios que utilizan soluciones GRACE de las últimas versiones y series temporales de más de 8 años. Los primeros estudios que utilizaron datos de GRACE publicados durante la era 2005-2008 generalmente sobreestimaron la pérdida total de masa de hielo. En tercer lugar, mostramos los resultados de las tres resoluciones probadas para enfocar la anomalía de masa. Utilizando unidades de enfoque (mascon) de ~30.000 km2 o más, el procedimiento de enfoque proporciona resultados fiables con errores por debajo del 15%. Por debajo de este umbral se observan errores de hasta el 56%.Files
pdf.pdf
Files
(1.9 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:b474a4da24a813fe6b86573e81e12c41
|
1.9 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- رسم خرائط عالية الدقة لفقدان كتلة الجليد في خليج ألاسكا من النمذجة الأمامية المقيدة لبيانات GRACE
- Translated title (French)
- Cartographie à haute résolution de la perte de masse de glace dans le golfe d'Alaska à partir de la modélisation Forward contrainte des données GRACE
- Translated title (Spanish)
- Mapeo de alta resolución de la pérdida de masa de hielo en el Golfo de Alaska a partir del modelado de avance restringido de los datos de GRACE
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3001222425
- DOI
- 10.3389/feart.2019.00360
References
- https://openalex.org/W1479962539
- https://openalex.org/W1588827410
- https://openalex.org/W1729109263
- https://openalex.org/W1798460814
- https://openalex.org/W1937808031
- https://openalex.org/W1978276928
- https://openalex.org/W1983192288
- https://openalex.org/W1988224028
- https://openalex.org/W1990931465
- https://openalex.org/W1991218831
- https://openalex.org/W1993883289
- https://openalex.org/W2000481880
- https://openalex.org/W2007815508
- https://openalex.org/W2022712506
- https://openalex.org/W2037175390
- https://openalex.org/W2072729586
- https://openalex.org/W2073968158
- https://openalex.org/W2080057185
- https://openalex.org/W2089120500
- https://openalex.org/W2114727579
- https://openalex.org/W2119132330
- https://openalex.org/W2123047059
- https://openalex.org/W2132448412
- https://openalex.org/W2132578369
- https://openalex.org/W2142192031
- https://openalex.org/W2145870518
- https://openalex.org/W2150680082
- https://openalex.org/W2150948381
- https://openalex.org/W2152710595
- https://openalex.org/W2153154617
- https://openalex.org/W2160057192
- https://openalex.org/W2162737890
- https://openalex.org/W2338161951
- https://openalex.org/W2491430978
- https://openalex.org/W2517690333
- https://openalex.org/W2521365876
- https://openalex.org/W2523841373
- https://openalex.org/W2548025382
- https://openalex.org/W2772030339
- https://openalex.org/W2784513399
- https://openalex.org/W2885590034
- https://openalex.org/W2887066078
- https://openalex.org/W2987824351
- https://openalex.org/W328527326
- https://openalex.org/W4234526558
- https://openalex.org/W4285719527