Bojen

Kenntnisse über die Bewegung des Meereises innerhalb der Polarmeere (Meereisdynamik) sind erforderlich für die genaue Zustandsbestimmung der Meereisbedeckung und ihrer Wechselwirkungen mit dem Klimasystem. Der durch den Wind und die Strömung bedingte Transport des Meereises (Meereisdrift) verteilt nicht nur das Packeis um, beeinflusst die Meereisausdehnung, -konzentration und -dickeverteilung, sondern tritt auch mit wichtigen Komponenten des Klimasystems in Wechselwirkung, wie zum Beispiel der Oberflächenalbedo oder dem Wärme- und Feuchtigkeitsaustausch an der Schnittstelle zwischen Ozean und Atmosphäre.

Bewegungen des Meereises werden im Allgemeinen gemessen als Verlagerung eines Indikators mit der Zeit. Methoden zur Beobachtung der Bewegung von Meereis umfassen lokale „Lagrangesche Bojen" ebenso wie „Eulersche Ansätze".

Lagrangesche Bojenmessungen liefern ein einzigartiges Verständnis für die Ursachen der Veränderungen des Meereises. Bojen sind lokal unabhängig arbeitende Messsysteme, die imstande sind auftretende Eisdickeveränderungen zwischen der Ober- und Unterseite des Meereises zu beschreiben. Bojen werden seit mehreren Jahrzehnten sowohl in der Arktis, als auch in der Antarktis benutzt, um die Bewegungen des Meereises zu bestimmen. Sie unterliegen jedoch logistischen Beschränkungen und können keine Informationen über die Gesamtheit eines Meereisgebietes liefern. Jedoch ist sowohl die räumliche als auch die zeitliche Auflösung, der von den Bojen abgeleiteten Informationen, sehr hoch.

Beim „Eulerschen Ansatz", wird die Bewegung des Meereises durch von Satelliten gewonnene Bilder bestimmt (z. B. von aktiven und passiven Mikrowellensensoren). Dabei werden bei den aufeinanderfolgenden Bildern charakteristische Eigenschaften und deren Verschiebung in einem definierten Koordinatensystem für die Bestimmung der Meereisbewegung herangezogen. Vorteil dieser Methode liegt in ihrer großen räumlichen Abdeckung. [2]

Die Massenbilanz der Meereisdecke, die sowohl die Mächtigkeit, als auch die Ausdehnung des Meereises beinhaltet, gilt als ein wichtiger Indikator des Klimawandels. Die Massenbilanz ergibt sich dabei einfacher Weise aus der Differenz der Eiswachstumsmenge im Winter und der im Sommer geschmolzenen Menge an Meereis an der Oberfläche und Unterseite einer Eisscholle. Beobachtet man die Bewegung einer einzelnen Eisscholle durch Raum und Zeit, so bilden die Veränderungen in der lokalen Massenbilanz zusammenfassend alle Bedingungen im Oberflächenenergiehaushalt und der ozeanischen Wärmeströme ab. Gemessen wird die Massenbilanz entweder mit Hilfe akustischer Messverfahren (Massenbilanzboje, Schneeboje) oder mit Hilfe einer Kombination aus Temperatur und thermischer Leitfähigkeit (Thermistorboje).

Werden Messungen der lokalen Massenbilanz mit einer hohen Häufigkeit durchgeführt, liefern sie Informationen über den Zeitpunkt, die Lage und die Geschwindigkeit der aufgetretenen Veränderungen. Durch die Verknüpfung dieser Informationen mit meteorologischen und ozeanographischen Messungen können wichtige Hinweise über die Bedeutung von verschiedenen Antriebskräften auf die Meereismassenbilanz gewonnen werden. [1]



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[1] C. Polashenski, D. Perovich, J. Richter-Menge, B. Elder: Seasonal ice mass-balance buoys: adapting tools to the changing Arctic, Annals of Glaciology 2011, 52(57), S. 18-25
[2] P. Heil, P., C.W. Fowler, J.A. Maslanik, W.J. Emery, I. Allison: A comparison of East Antarctic sea-ice motion derived using drifting buoys and remote sensing, Annals of Glaciology 33, 2001, S. 139-144