Was kann man mit einem Meereismodell anfangen?

Man wird zunächst den (leider nur sehr lückenhaft bekannten) Ist-Zustand modellieren. Wenn das Modell  diesen Zustand einigermaßen realistisch nachbildet, kann man sich ansehen, auf welchem Wege der Ist-Zustand mathematisch erreicht wird.

Typische Fragen, die geklärt werden müssen, sind:

  • Wie viel Eis wird pro Jahr in der Arktis gebildet? Ist das in jedem Jahr etwa gleich?
  • Wie viel von dem gebildeten Eis schmilzt wieder in der Arktis? Und wohin wird der Rest transportiert?
  • In welchem Maß ist eine bestimmte Eisdicke durch Gefrieren entstanden, in welchem Maß durch Zusammenschieben von dünnem Eis?
  • Welchen Einfluss hat der Wind auf die Eisbildungsraten zu Beginn des Winters?
  • Welchen Einfluss hat Schmelzwasser auf das Oberflächenwasser? Wie viel Schmelzwasser wird pro Jahr erzeugt und wie vergleicht sich diese Menge mit dem Wasser, das aus den sibirischen Flüssen in die Arktis fließt?


Wenn man in das Modell zusätzliche künstliche Kontrollgrößen (sogenannte Markierungen oder Tracer) einbaut, kann man Fragen untersuchen wie:

  • Wohin fließt das Wasser, das in die Arktis hineinfließt (das aus den sibirischen Flüssen, das aus der Beringstraße, das Atlantikwasser), also durch welche Meeresstraßen kommt es nach welcher Zeit wieder heraus?


Diese künstlichen Größen kann man sich als eine oder mehrere Farben vorstellen, deren Ausbreitung mit der Zeit man dann nachverfolgen kann.

Derartige Fragen sind durch Messungen kaum oder gar nicht zu beantworten.
Zusätzlich kann man weitergehende ‚künstliche‘ Experimente mit einem Modell durchführen. Man kann insbesondere mehrere Effekte getrennt voneinander studieren und das Modell als eine "was passiert wenn?" Maschine nutzen. Derartige Fragen lassen sich im Feld überhaupt nicht beantworten:

  • Auswirkung von Temperaturänderung  durch die globale Erwärmung: Die Lufttemperatur ändert sich etwa um ein halbes Grad Celsius an jedem Punkt des Gebiets, das mich interessiert.
  • Auswirkung von Windänderung durch die globale Erwämung: Der Wind ändert sich in Stärke und/oder Richtung überall oder nur in einem Teilgebiet, ganzjährig oder nur im Winter.
  • Auswirkung auf die Arktis ohne sommerliche Eisbedeckung: Im Modell wird ab dem 1. September alles Resteis aus der Arktis herausgenommen. Gibt es trotzdem Eis im folgenden Winter und wie viel?
  • Auswirkung von veränderter  Sonneneinstrahlung durch  zunehmende Verschmutzung der Eisoberflächen etwa durch industriellen Ruß: Die Helligkeit der Eisoberfläche ändert sich, was die Reaktion auf die Sonneneinstrahlung verändert.