Die MOSAiC-Expedition im Zeitraffer – Schiffsradaraufnahmen aus 300 Tagen im Eis

12. Mai 2021

FS Polarstern verfügt über mehrere marine Radaranlagen. Eine dieser Antennen lieferte während der MOSAiC Expedition im Minutentakt neue Aufnahmen, die nun spannende Einblicke in die Dynamik des Packeises im direkten Schiffsumfeld ermöglichen: Die MOSAiC Expedition im Zeitraffer - eine einzigartige Videosequenz zusammengestellt aus einer Auswahl von rund 2,5 Millionen Radarbildern.

Das Forschungsschiff Polarstern verfügt über mehrere marine Radaranlagen, die dazu verwendet werden, andere Schiffe oder Hindernisse zu erkennen. Die Radaranlagen bestehen aus rotierenden Antennen, die auf dem Peildeck über der Brücke angebracht sind (siehe Bild). Sie senden in kurzen Abständen Mikrowellenpulse aus, die vom Wasser oder Packeis reflektiert und dann von der Radaranlage des Schiffes erfasst werden. So entsteht ein Bild, mit dessen Hilfe sich im Umkreis von 3 nautischen Meilen (ca. 5,4 km) Lage und Größe von Eisschollen relativ zum Schiff erfassen lassen. Die Systeme sind dabei unabhängig von Wetter und Tageszeit, sprich, sie durchdringen Regenwolken und Nebel und bieten auch nachts eine gute Rundumsicht.

Eine dieser Anlagen wurde während der MOSAiC Expedition nicht abgeschaltet. Trotz extremer Temperaturen lieferte das System während der ersten 300 Tage der Expedition einen zuverlässigen Einblick in die Dynamik des Packeises im schiffsnahen Umfeld. Aus einem Teil der rund 2,5 Millionen Aufnahmen, haben wir eine Videosequenz erstellt. Zwei Kurzsequenzen zu speziellen Ereignissen während der MOSAiC-Drift wurden im MOSAiC-Meereisticker 25 und 32 beschrieben.

Polarstern Ship Radar Video Sequence - A Time-Lapse Video of the MOSAiC Expedition – On-board Radar Images from 300 Days in the Ice”.
Das Video muss wie folgt zitiert werden: https://doi.org/10.5446/52953

Die Videosequenz startet kurz nach Anlegen von FS Polarstern an der MOSAiC Scholle (6. Oktober 2019) und endet nach deren Ablegen am 31. Juli 2020. Unterbrochen wird die 300 tägige Sequenz lediglich durch einen kurzen Abstecher des Schiffs nach Spitzbergen, wo ein Crew Wechsel erfolgte. Das Forschungsschiff Polarstern befindet sich im Zentrum der nach Norden ausgerichteten Aufnahmen. Der Bereich ohne Bildinformation liegt im Radarschatten. Das ist der Bereich der Rundumsicht, der durch Schiffsbauten (hier der Schornstein) eingeschränkt wird.

Gut erkennbar sind am Anfang der Expedition einzelne, teils mehrere Kilometer große Eisschollen, die auf den Radarbildern dunkel dargestellt werden. Diese hatten den Sommer überlebt und waren zu Beginn der Expedition rund 10 Monate alt. Der hellere Bereich zwischen den älteren Schollen entspricht jungen, neu gebildeten Packeis. Da das Eis am Anfang der Expedition noch relativ dünn war, kam es immer wieder zur Rissbildung im direkten Schiffsumfeld. Die Häufigkeit nimmt im Verlauf der Expedition allerdings ab. Starke Winde führen aber immer wieder dazu, dass die Eisdecke aufbricht und neues Eis gebildet wird (dunkle Flächen) oder sich Eisrücken und Scherzonen als Folge konvergenter Eisbewegung bilden. Kurz vor Erreichen der Framstraße (Ende der Expedition), beginnt ein großer Teil der Schollen zu schmelzen. Es verbleibt eine lose Ansammlung an Schollen, die schließlich die Expeditionsteilnehmenden am 31. Juli 2020 dazu zwingt, die Expedition in einer weiter nördlich gelegenen Region fortzusetzen.

Die Aufnahmen sollen nun die Interpretation wissenschaftlicher Messungen unterstützen und dabei helfen, besonders prominente Ereignisse zu identifizieren, die den Wärmefluss zwischen Ozean und Atmosphäre beeinflusst haben.


Download
„Polarstern Ship Radar Video Sequence - A Time-Lapse Video of the MOSAiC Expedition – On-board Radar Images from 300 Days in the Ice”.

Das Video muss wie folgt zitiert werden: https://doi.org/10.5446/52953
Das Video in niedriger, mittlerer und voller Auflösung steht hier für den Download bereit.

Ergänzende Informationen für Interessierte:Die MOSAiC-Drift: Eisbedingungen aus dem Weltraum und Vergleich mit früheren Jahren - Krumpen et al. 2021 ( tc.copernicus.org/preprints/tc-2021-80/ )

In diesem Manuskript nutzen wir Satellitendatenaufzeichnungen, die entlang der MOSAiC-Drift gesammelt wurden, um die verschiedenen Eisbedingungen zu kategorisieren, die die Scholle und ihre Umgebung vom Beginn bis zum Ende der Expedition geprägt und charakterisiert haben. Wann immer möglich, wird ein Vergleich mit den Vorjahren angestellt. Das Ziel dieser Analyse ist es, eine Grundlage und Referenz für die nachfolgende Forschung in den sechs Hauptforschungsbereichen von MOSAiC zu schaffen.

Kontakt:
Dr. Thomas Krumpen (AWI)
Dr. Annekathrin Jäkel (AWI) - Animation


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