IceBird Sommer 2021 – Erste Ergebnisse der Meereisdickenmessungen nordöstlich von Grönland

15. September 2021

Nach zwei Jahren Pause konnten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Alfred-Wegener-Instituts, Helmholtz Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) in diesem Jahr nach Station Nord im Nordosten Grönlands zurückkehren, um ihre jährlichen Meereismessungen nördlich von Grönland und über der Framstraße wieder aufzunehmen. Die Messkampagne MELTEX/IceBird 2021 mit dem Polarflugzeug Polar 6 bestand aus zwei Teilen mit unterschiedlichem wissenschaftlichen Fokus. Ziel von MELTEX (27.07. - 10.08.2021) war die Erfassung des räumlichen Bedeckungsgrades von Schmelztümpeln auf den Eisschollen und die Beobachtung der Größenverteilung und Tiefe der Tümpel in Abhängigkeit von der Topographie der Schollen. Für die Messungen kamen hauptsächlich das vom Deutschen Zentrum für Luft-und Raumfahrt entwickelte MACS Kamerasystem zum Einsatz, sowie ein Laser Scanner zur Erfassung der Oberflächentopographie. Das MACS System beinhaltete drei Kameraköpfe für unterschiedliche Wellenlängenbereiche (RGB, NIR und TIR), so dass sowohl optische als auch thermale Eigenschaften der Eisdecke erfasst werden konnten.

Der Fokus der IceBird Sommer Kampagne (14.08. - 01.09.2021) lag darauf, die langjährige Zeitserie der Eisdicke am südlichen Ende der Transpolardrift fortzuführen. IceBird Sommer wird seit 2010 vom AWI durchgeführt, konnte jedoch in den letzten beiden Jahren aufgrund der MOSAiC Kampagne und der Corona-Beschränkungen nicht in vollem Umfang stattfinden. Während das Messflugzeug in 2020 nur von Longyearbyen auf Spitzbergen operieren konnte, profitierte das IceBird Team in diesem Jahr wieder enorm von der Nähe von Station Nord als Zugangsbasis zum Arktischen Ozean (Abb. 1).

Im Zeitraum vom 18. bis 31. August fanden insgesamt sieben Messflüge statt, wobei sechs Flüge davon für ausgedehnte EM Bird Messungen der Eisdicke genutzt werden konnten (Abb. 1). Aufgrund der großen räumlichen Abdeckung der Flugzeugmessungen 2021, konnte die langjährige Zeitserie der Eisdicke am Ende der Transpolardrift erfolgreich um einen sehr umfangreichen Datensatz erweitert werden. Während die mittlere Eisdicke von 1,71 m einen neuen Negativrekord in der IceBird Zeitserie darstellte, wich die modale Eisdicke (1,47 m) kaum von den Werten der letzten Jahre ab (Abb. 2).

Flugzeugmesskampagnen wie MELTEX/IceBird sind besonders abhängig von den vorherrschenden Wetterbedingungen. Dabei ist es wichtig, an der Basis (Station Nord) stabiles Wetter zu haben, um starten, aber vor allem auch nach einem Flug von ca. sechs Stunden wieder sicher landen zu können. Zudem braucht man in der Messregion Bedingungen, die Messflüge mit dem EM Bird ermöglichen. Da der EM Bird für die Messung der Eisdicke nur etwa 12-15 m über dem Eis schweben muss und das Messflugzeug entsprechend nur auf einer Höhe von knapp 80 m fliegt, kann bei tiefhängenden Wolken oder Nebel nicht gemessen werden. Um die Bedingungen im potentiellen Messgebiet vor Abflug abschätzen zu können, werden verschiedene Wettervorhersagen und Satellitenbilder verwendet, die vom Deutschen Wetterdienst zur Verfügung gestellt werden.

In diesem Sommer kam allerdings noch ein weiterer Faktor dazu, der großen Einfluss auf die Messkampagne hatte – die sogenannte Wandel See Polynja. Dabei handelt es sich um eine weitreichende Öffnung der Eisdecke in der Wandel See, vor der Küste Nordost-Grönlands (siehe Abb. 1). Diese Öffnung sorgte dafür, dass der Anteil der tatsächlich für Meereismessungen zur Verfügung stehenden Zeit an der Gesamtflugzeit im Vergleich zu den Vorjahren deutlich reduziert war, da am Anfang und Ende eines jeden Fluges eine signifikante, nahezu eisfreie Fläche von bis zu mehreren Duzend Kilometern überbrückt werden musste. Es konnte also nicht wie in vorherigen Jahren direkt ‚vor der Haustür‘ von Station Nord mit dem Messprogramm begonnen werden, sondern erst deutlich weiter im Norden, Nordwesten und Osten.

Die Wandel See Polynja hat vor allem im vergangenen Jahr für Aufsehen gesorgt, als RV Polarstern im Rahmen der MOSAiC Expedition, die besonders niedrige Eiskonzentration in der Region nutzte, um von der ursprünglichen MOSAiC Scholle, die in der Framstraße auseinander gebrochen war, zum Nordpol umzusetzen (siehe Abb. 3, Mitte). Die Polynja im Jahr 2020 wurde in einer Arbeit von Schweiger et al., 2021 genauer untersucht. In der Arbeit wurden unter anderem analysiert, unter welchen besonderen Bedingungen sich die Wandel See Polynja im letzten Jahr bildete, in einer Region, die eigentlich als Teil der ‚Last Ice Area‘ (also die Region in der sich das Sommermeereis am längsten wird halten können) bekannt ist. Das Zusammenspiel von dynamischer Bewegung des Meereises weg von der Küste Grönlands im Laufe des Frühjahrs und Sommers 2020 und die damit verbundenen stärkeren Aufnahme von solarer Energie in dem dadurch offenen Ozean, sorgten für eine Konditionierung der Wandel See. In der Folge mehrerer starker Sturmereignisse wurde das Eis dann im August 2020 aus der Wandel See herausgedrückt und gleichzeitig die im Frühjahr und Sommer vom Ozean aufgenommene Wärme zur Ozeanoberfläche befördert, was zur weiteren Eisschmelze und damit Verringerung der Eisdicke beitrug. In ihrer Veröffentlichung machen Schweiger et al. (2021) deutlich, dass diese Entwicklung generell durch den, durch den Klimawandel beeinflussten, Rückgang des mehrjährigen Eises begünstigt wird. Allerdings war das Jahr 2020 insofern besonders, als dass der atmosphärische Einfluss auf die Wandel See im August 2020 besonders ausgeprägt war.

Wie in Abb. 3 (links) ersichtlich, war die Polynja in der Wandel See im August 2021 deutlich weniger ausgeprägt, nichtsdestotrotz beeinträchtigte sie die Arbeiten der Wissenschaftler mit dem Flugzeug. Und obwohl man die Wandel See Polynja nicht mit dem EM Bird vermessen kann, war sie doch eine der eindrücklichsten Beobachtungen der diesjährigen IceBird Sommer Kampagne (siehe Abb. 4).




Artikel:
Schweiger, A. J., M. Steele, J. Zhang, G. W. K. Moore, and K. L. Laidre: Accelerated sea ice loss in the Wandel Sea points to a change in the Arctic’s Last Ice Area. Commun Earth Environ 2, 122 (2021). doi.org/10.1038/s43247-021-00197-5

Kontakt:

Dr. H. Jakob Belter (AWI)
Dr. Gerit Birnbaum (AWI)
Dr. Thomas Krumpen (AWI)


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