Meereiskonzentration in der Antarktis durchschreitet ihr Minimum

12. März 2018

Während in der Arktis Temperaturwärmerekorde im Winter gemessen werden und das Maximum der winterlichen Meereisausdehnung erreicht wird, erreichte die Meereisausdehnung in der Antarktis ihr diesjähriges sommerliches Minimum mit 2,43 Mio. km² am 17. Februar 2018 (siehe Abbildung 1). Die Meereisausdehnung in der Antarktis ist weitaus variabler als in der Arktis. Der Monatsmittelwert erreichte im Februar einen Wert von 2,52 Mio. km², dem zweitniedrigsten Wert seit es Satellitenmessungen gibt und liegt circa 74.000 km² über dem Rekordtief von 2017. Die Kurve der diesjährigen Meereisausdehnung bewegt sich mittlerweile im unteren Bereich der zweifachen Standardabweichung (siehe Abbildung 2). Die Meereisausdehnung ist besonders niedrig im Rossmeer, im Weddellmeer und im östlichen Amundsen Meer (siehe Abbildung 3).

Antarktische Meereisbedingungen während der aktuellen 33. Polarsternexpedition:

Die besonders geringe Meereisbedeckung in diesem Sommer in der Antarktis hat auch die Expedition des Forschungseisbrechers FS Polarstern begünstigt, dessen Route in diesem Jahr in das südliche Weddellmeer führte (Abbildung 4). Insgesamt 51 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sind hier für mehr als acht Wochen unterwegs, um Veränderungen im Bereich des Filchner-Ronne-Schelfeis-Systems zu untersuchen – im interdisziplinären Wechselwirkungsgefüge von Atmosphäre, Meereis, Ozean, Schelfeis, Biologie und Geologie.

Während die Meereissituation in der gesamten Antarktis auf großen Skalen von Satelliten beobachtet wird, war die Meereisphysikerin des Alfred-Wegener-Instituts, Dr. Stefanie Arndt, in den vergangenen acht Wochen an Bord des Forschungseisbrechers FS Polarstern vor Ort, um auf einzelnen Eisschollen ihre Meereis-Messungen durchzuführen. Eine wichtige Arbeit, die zum Verständnis der antarktischen Meereissituation beiträgt.

Für die AWI-Forscherin und ihr Team lag der Forschungsschwerpunkt der Expedition auf umfassenden Untersuchungen der Schneeauflage auf dem antarktischen Meereis, insbesondere im Weddellmeer. „Wie dick ist die Schneeauflage? Gab es interne Schneeschmelz- und Gefrierprozesse in der vergangenen Saison? Wenn ja, wo und wie stark?“, so beschreibt Stefanie Arndt die Forschungsfragen der diesjährigen Expedition, die sie als Leiterin des 5-köpfigen Meereis-Teams beantworten wollte. „Ein typisches Phänomen auf antarktischem Meereis ist außerdem das sogenannte „flooding“ (deutsch: Fluten): Wird die Schneeauflage auf dem Meereis zu dick, drückt sie das Meereis unter die Wasserlinie. Das Wasser kann dann auf die Grenzschicht zwischen Schnee und Eis laufen. Gefriert dieses Wasser wieder, bildet sich sogenanntes Schnee-Eis“, ergänzt Stefanie Arndt die durchgeführten Studien. Um all diese Eigenschaften im Feld zu untersuchen, wurden auf den sieben beprobten Schollen insgesamt fünfzehn Schneeschächte gegraben. In diesen wurden dann für die einzelnen analysierten Schichten der Schneesäule die Korngrößen und –typen-Verteilungen ganz genau unter die Lupe genommen (Abbildung 5). Zusammen mit vertikalen Temperatur-, Dichte- und Salzprofilen lassen sich dann Rückschlüsse auf saisonale Veränderungen der Schneeauflage, wie z.B. internes Schmelzen und Gefrieren, ziehen (Abbildung 6).

Um nicht nur Punktmessungen des Ist-Zustandes aufzunehmen, sondern auch die saisonale Veränderung der Schnee- und Eisdicke zu studieren, wurden außerdem autonome Messsysteme, kurz Bojen, auf den Eisschollen ausgebracht (Abbildung 7). Diese Systeme driften mit den Schollen durch das Weddellmeer, während sie ihre Daten per Satellitenverbindung mehrfach täglich nach Bremerhaven senden. Auf dieser Expedition wurden die Bojen zusätzlich mit gemalten Bildern von Kindern aus ganz Deutschland dekoriert (Abbildung 8), die im Rahmen des Projektes „Bojen-Patenschaften“ mit Spannung die Reise „ihrer“ Boje von Zuhause verfolgen (mehr dazu hier). Insgesamt hat das AWI-Meereisteam 21 Bojen auf dem Meereis installiert. Aufgrund der außergewöhnlichen Fahrtroute des Eisbrechers war es dabei erstmals möglich, auch im tiefen südwestlichen Weddellmeer, nahe der antarktischen Halbinsel, eine Boje zu installieren. Mit Spannung werden die Daten all dieser Bojen in den kommenden Wochen, Monaten und vielleicht Jahren erwartet (Daten können hier abgerufen werden).

Neben dem frei beweglichen Packeis untersuchte die Meereisgruppe an Bord auch die Dicke des sogenannten Festeises; demjenigen Meereis, das am Schelfeis angewachsen ist. Um hier größere räumliche Skalen abzudecken, geschieht dies mit einem sogenannten EM-Bird aus der Luft. Das wie ein Torpedo-aussehende Messgerät wird unter einem Helikopter über die Eisschollen hinweg geschleppt und bestimmt dabei mithilfe elektromagnetischer Induktion die Dicke des Meereises. 5-mal kam der Bird über dem Festeis vor Berkner Island, einer riesigen Eiskuppe, die das Filcher Schelfeis im Osten vom Ronne Schelfeis im Westen abgrenzt, zum Einsatz und gibt den Forschenden somit erstmalig über die Meereisdicken-Verteilung in diesem Gebiet Aufschluss. „Dieser einmalige Datensatz wird Zuhause in Verbindung mit Satellitendaten der vergangenen Monate, aber auch mit gewonnen ozeanographischen Messungen der Reise verknüpft und stellt damit eine wichtige Grundlage zum verbesserten Verständnis der Schelfeis-Ozean-Meereis-Wechselwirkung in der Region dar“, fasst die Meereisphysikerin Dr. Stefanie Arndt den erfolgreichen Verlauf der Expedition für sie und ihr Team zusammen.

Nach fast acht Wochen auf See, kommt die Expedition, unter Leitung des Ozeanographen Dr. Michael Schröder, am kommenden Mittwoch dem 14. März 2018 in Punta Arenas zum Ende: „Aufgrund des späten Zeitpunktes im Jahr, sowie glücklicher Eisbedingungen, konnten wir mit dieser Expedition in nur wenigen Wochen ein Forschungsgebiet abdecken, wofür sonst viele einzelne Expeditionen nötig sind. So war es uns möglich, sowohl bis zum südwestlichsten Punkt des Weddellmeeres an der antarktischen Halbinsel vorzudringen, als auch das ganzjährig eisbedeckte Gebiet vor dem Filchner-Schelfeis zu beproben. Was außerdem das letzte Mal 1986 möglich war, ist uns auf PS111 gelungen: Das vollständige Abfahren der Festeiskante vor Berkner Island (siehe Abbildung 1). Hier war Polarstern vor über 30 Jahren das letzte Mal; noch bevor der große Eisberg A23A abgebrochen ist. All die gewonnenen Daten dieser Regionen werden unser Verständnis zum Einfluss des Klimawandels auf diese so entfernt liegende Region der Antarktis deutlich verbessern und Rückschlüsse auf zukünftigen Entwicklung der Wechselwirkung zwischen Schelfeis, Ozean und Meereis ermöglichen“, berichtet Fahrtleiter Dr. Michael Schröder.

Und nicht nur für die Meereisphysikerin Dr. Stefanie Arndt war diese Expedition also ein voller Erfolg. Auch die anderen Gruppen an Bord kommen mit umfangreichen Datensätzen zurück in ihre Labore und Büros und sehen den Analysen der selten beprobten Gebiete dieser Expedition voller Vorfreude entgegen.

Ansprechpartnerin:

Dr. Stefanie Arndt (AWI)

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