Mit IceGIS nutzen wir Schiffszeit viel effizienter

16. März 2017

Neues Satelliten-Informationssystem an Bord Polarsterns besteht Härtetest in der Arktis – Eine erste Nutzer-Schulung wird im Mai stattfinden

Als sich Polarstern im September 2016 auf dem Rückweg aus der Karasee befand, wollten die Meereisphysiker an Bord noch eine im Vorjahr ausgebrachte Meereisboje bergen, welche auf einer Eisscholle in der Framstraße trieb. Die Nautiker berechneten den Fahrtweg und veranschlagten für den Umweg eine zusätzliche Fahrtzeit von 4,5 Tagen. Diese hätte der Abstecher auch gekostet, wäre zu dieser Zeit nicht schon das neue Satelliten-Informationssystem IceGIS in Betrieb gewesen.

Hinter IceGIS verbirgt sich eine vom AWI und der Firma WERUM entwickelte Software-Lösung, welche aktuelle, hochauflösende Satellitendaten zur Meereissituation in der Arktis oder Antarktis mit einer Vielzahl anderer Wetter- und Geodaten kombiniert und in einer Internetbrowser-Ansicht leicht bedienbar zur Verfügung stellt. „Wir haben bisher bei Polarstern-Expeditionen immer viel Zeit und Mühe darauf verwendet, die Eissituation vor Ort zu erkunden. Mit den hochauflösenden Aufnahmen der Satelliten Sentinel-1 und TerraSAR-X in IceGIS sehen wir jetzt die Meereisbedingungen in einem Umkreis von 400 Kilometern bis in das kleinste Detail und können zum Beispiel mit Hilfe der aktuellen Wind-, Eisdrift- und Schiffsdriftdaten genau berechnen, wo wir Geräte zu Wasser lassen müssen, wenn diese vier Stunden später an einer bestimmten Stelle in der Tiefsee ankommen sollen. Das heißt, wir können unsere Schiffszeit viel effizienter nutzen“, sagt AWI-Meereisphysiker Dr. Thomas Krumpen.

Er und IT-Experte Peter Gerchow haben das IceGIS-Konzept entwickelt. Projektleiter Peter Gerchow hat anschließend gemeinsam mit den Dienstleistern FIELAX und Drift & Noise die dazugehörige IT-Infrastruktur aufgebaut. Finanziert wurde das System durch Gelder aus dem FRAM- und dem Polarstern-Budget.

Auf dem Eisbrecher können jetzt alle Expeditionsteilnehmer und Crewmitglieder über einen Link den IceGIS-MapViewer öffnen und sich die aktuell zur Verfügung stehenden Daten in einer GIS-Ansicht anzeigen lassen. Der dazugehörige Server steht an Bord des Schiffes. Er verarbeitet zum einen hinterlegte Standard-Informationen wie bathymetrische Karten aus dem Expeditionsgebiet.  Zum anderen laufen eine Vielzahl aktueller Daten von Schiffsseite und über Satellitenverbindung ein. Dazu gehören die Bilder des schiffseigenen Eisradars, aktuelle Wetterdaten, die Messdaten der AWI-Meereisbojen,  Eiskonzentrations- und -driftdaten, die hochauflösenden Satelliten- und Radaraufnahmen der Meereisdecke sowie Wind- und Eisdriftvorhersagedaten, welche zuvor in Modellläufen berechnet wurden.

Auf Basis dieser Datenvielfalt stellt IceGIS dann die aktuelle Eis- und Schiffsdrift dar. „Das neue System liefert uns endlich hochauflösende Daten, auf deren Basis wir kurz- und mittelfristige Entscheidungen sicher treffen können. Das gilt nicht nur für den Steuermann auf der Brücke, sondern auch für alle an der Expedition beteiligten Wissenschaftler“, sagt Thomas Krumpen. 

Wie zeit- und ressourcensparend die Arbeit mit IceGIS ist, zeigt das Beispiel der Meereisboje aus der Framstraße. Nach einer Analyse aller Eis-, Drift-, Wetter- und Bojendaten fand die Schiffsführung nicht nur einen Fahrtweg, der gerade mal drei Tage in Anspruch nahm. Polarstern machte auch genau an jener Seite der riesigen Eisscholle fest, über welche die Meereisphysiker ihr Messinstrument auf dem kürzesten Weg bergen konnten.

Und das System kann noch mehr: „Auch wenn sich der Name IceGIS mittlerweile bei den Nutzern fest ‚eingebrannt’ hat, bietet die Software auch in eisfreien Gewässern Vorteile. Wissenschaftler könnten sich zum Beispiel Satellitenbilder zur Chlorophyll-Konzentration anzeigen lassen und ihre Probennahmen danach ausrichten“, so Peter Gerchow.

Nach der gelungenen Feuertaufe auf der Polarsternfahrt 101 wollen er und Thomas Krumpen die Funktionspalette des IceGIS-Systems jetzt erweitern. Außerdem arbeiten die beiden an einer Light-Version, die Wissenschafter auf Expeditionen ohne Polarstern-Beteiligung nutzen können. „Denkbar wäre, dass die Kollegen dann von unterwegs via Laptop auf IceGIS und den dazugehörigen MapViewer zugreifen können“, so Thomas Krumpen.

Zunächst aber wollen die IceGIS-Väter das System auf der Arctic Shipping Conference vorstellen. Am 10. Mai gibt es dann im Rahmen des nächsten FRAM-Workshops erste Nutzer-Schulungen. Das Interesse an dem neuen Satelliten-Informationssystem dürfte groß sein. 

Der Text ist für die AWI Mitarbeiterzeitung @AWI entstanden (S. Löschke).

Kontakt:

Dr. Thomas Krumpen (Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung) thomas.krumpen[at]awi.de

Peter Gerchow (Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung) peter.gerchow[at]awi.de

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