Meereisticker

Am 20. September 2019 ist der Eisbrecher Polarstern zur Expedition MOSAiC aufgebrochen, um ein Jahr lang im arktischen Meereis zu driften. Im "Meereisticker" finden sich aktuelle Informationen zum Zustand des Meereises und den Arbeiten des Team ICE. Anhand von verschiedenen Darstellungsweisen kann so der Meereiszustand mitverfolgt werden.

Meereisticker Nr. 22: 21.02.2020 Mikrowellenradiometer-Messung von Meereis während der MOSAiC-Expedition

Satellitendaten liefern wichtige Informationen über das Meereis in der Arktis. Mit Hilfe der mehr als 40 Jahre langen Zeitserie der Meereisfläche aus Mikrowellen-Satellitendaten konnte die starke Abnahme des arktischen Meereises während der letzten Jahrzehnte klar gezeigt und die arktische Klimaveränderung belegt werden. Neue Satelliten und Messmethoden sorgen jetzt dafür, dass nicht nur die Eisfläche, sondern zum Beispiel auch die Eisdicke, Eistypen und Schneeauflage aus Satellitendaten bestimmt werden können. Um diese Verfahren zu entwickeln und zu verbessern, werden während MOSAiC explizite Fernerkundungsmessungen durchgeführt. Instrumente, vergleichbar zu den Satellitensensoren, wurden direkt auf dem Eis installiert. Das Foto zeigt an einem windigen Tag mehrere Mikrowellenradiometer (Hintergrund), die sowohl auf den Schnee und das Eis als auch in Richtung Weltraum blicken. Im Vordergrund steht eine Infrarot- und Videokamera, die die Oberflächentemperatur beobachtet. Gleichzeitig werden eine Vielzahl von physikalischen Schnee- und Eisparametern wie Schneekorngröße, Salzgehalt und Temperatur gemessen. Aus der Kombination dieser Messungen können wir die an den Satelliten ankommenden Signale besser verstehen und in Zukunft bessere Satellitenkarten von zum Beispiel der Meereis- und Schneedicke produzieren. Diese Satellitendaten können dann direkt und in Verbindung mit Modellen verwendet werden, um ein besseres Verständnis des arktischen Klimasystems zu erzielen. Dies ist das primäre Ziel von MOSAiC.

Meereisticker Nr. 21: 14. Feburar 2020 Eiskarten zur Beurteilung der Eissituation rund um das MOSAiC-Camp

Zur Unterstützung der Navigation im Eis und zur Planung der wissenschaftlichen Aktivitäten auf FS Polarstern während der MOSAiC Expedition kommen neben Satellitendaten auch Eiskarten staatlicher Eisdienste zum Einsatz. Solche Eiskarten fassen die Ergebnisse umfangreicher Analysen verschiedener Satelliten- und Modeldaten zusammen. Die Karte vom 10. Februar 2020 fasst die momentane Eissituation im Gebiet um die MOSAiC Expedition zusammen. Sie zeigt darüber hinaus die Position von FS Polarstern wie auch der Kapitan Dranitsyn, einem russischen Versorgungseisbrecher, der sich gerade auf dem Weg zur FS Polarstern befindet, um dort Personal auszutauschen. Das Schiff bewegte sich in den letzten Tagen nördlich von Franz Josef Land. Dabei sind Bereiche mit mehrjährigem Eis zu erkennen, welches das Schiff auf seinem Weg zu FS Polarstern zu überwinden hat. Diese Karten werden vom Arktischen und Antarktischen Forschungsinstitut in Sankt Petersburg (AARI) für die MOSAiC Expedition bereitgestellt. Hierbei folgt die Darstellung der Eisinformation einem internationalen Standard. Eine gelbe Farbe bedeutet „offenes Eis“ mit einer Eiskonzentration zwischen 4/10 – 6/10, orange „geschlossenes Eis“ (7/10 – 8/10) und rot „sehr geschlossenes Eis“ (9/10 – 10/10). In den ovalen Kreisen werden die Eiskonzentrationen noch einmal präzisiert. Die zweite Zeile zeigt dort die Konzentration des dicksten, zweitdicksten und drittdicksten Eises an. Darunter findet sich die Angabe über das Entwicklungsstadium des Eises, d.h. wie dick das Eis ist. Die letzte Zeile gibt Auskunft über die Form des Eises, also ob es sich beispielsweise um Pfannkucheneis (0), eine große (500 m - 2 km; 5) oder eine riesige Eisscholle (> 10 km; 7) handelt. Diese Karten werden regelmäßig auf meereisportal.de zur Verfügung gestellt.

Meereisticker Nr. 20: 7. Februar 2020 Selbstständige Messung von Meereiseigenschaften-Bojen

Bojen, oder allgemeiner ausgedrückt, „eisgebundene Messplattformen“, die selbstständig kontinuierliche Messungen der physikalischen Eigenschaften von Meereis, Schnee und den obersten Ozeanschichten durchführen, aber auch atmosphärische Parameter wie Lufttemperatur und Luftdruck am Standort aufzeichnen, sind bedeutende Messinstrumente der Meereisphysik, um wichtige Zeitreihen über das Meereis und seine Entwicklung während der MOSAiC-Expedition zu sammeln.

Mit den Daten der auf dem Meereis ausgebrachten Bojen können z. B. die Dicke und Temperatur von Meereis oder der aufliegenden Schneeschicht, wie auch die Bewegung des Meereises bestimmt werden. Einige Bojentypen messen auch bis in die Ozeandeckschicht, um Strömung und Ozeantemperatur zu erfassen. Die Beispielkarte zeigen die aktuelle Position aller zum Zeitpunkt der Kartenerstellung aktiven Bojen der MOSAiC-Expedition. Der Großteil der Bojen wurde während der Anreise von FS Polarstern bzw. dem Versorgungseisbrecher Kapitan Dranitsyn in der Umgebung der Startposition der MOSAiC-Scholle ausgebracht. Weitere Informationen über die Bojen und ihre Funktionsweise finden sich hier. Während der MOSAiC Expedition wurden bereits 126 Bojen ausgebracht. Die Daten und Messzeitreihen von insgesamt 87 Bojen können jetzt schon über meereisportal.de abgerufen werden. Hierunter befinden sich 14 Termistorbojen, 6 Schneebojen, 2 Strahlungsstationen, 59 Surface Velocity Profiler, 5 Ozean CTD-Bojen sowie eine Massenbilanzboje. Alle Bojendaten tragen zum Internationalen Arctic Bojen Programm (IABP) bei.

Meereisticker Nr. 19: 31. Januar 2020 Temperaturentwicklung auf der MOSAiC-Scholle – und was Fridtjof Nansen vor 126 Jahren erlebt hat

Die Temperaturentwicklung in der Zentralarktis wird sehr stark durch die vorherrschenden Windsysteme und die Advektion von warmer Luft aus mittleren Breiten beeinflusst. In den Wintermonaten bildet sich ein starker Polarwirbel aus, ein Höhentief über den Polkappen. Dieses bildet sich aufgrund der negativen Strahlungsbilanz und ist durch eine ausgeprägte Kaltluftzone charakterisiert. Hierdurch verstärkt sich gleichzeitig der polare Jetstream (Höhenwind), der die Luftmassen zwischen mittleren und hohen Breiten voneinander trennt. Nimmt dieser Strahlstrom in seiner Stärke ab, so beginnt er zu mäandern. Dies erleichtert das Eindringen warmer Luftmasse in die zentrale Arktis und ermöglicht umgekehrt Kaltlufteinbrüche z. B. nach Europa oder den USA. Das MOSAiC-Basiscamp erlebt derzeit Temperaturen von circa -25° bis -30° C, also normale Bedingungen für diese Jahreszeit. Außer einer Phase Mitte November, in der die Temperaturen auf über -10° C angestiegen waren, bewegen sich die Temperaturen in diesem Winter zwischen -20 °C und -30°C (blaue Kurve in Abbildung).

Welchen Temperaturen die Expedition von Fridtjof Nansen mit seiner 12-köpfigen Mannschaft vor 126 Jahren erlebt haben, zeigt die rote Kurve. Sie waren damals, zur selben Zeit, etwa 10° C kälteren Temperaturen zwischen -30 ° und -40° während ihrer Drift ausgesetzt.

In Zeiten globaler Erwärmung sind insbesondere die Winter in der Arktis generell wärmer geworden, was wir insbesondere in den kontinuierlichen Messungen an unserer Messstation AWIPEV auf Spitzbergen in den letzten 25 Jahren beobachten. Die Temperaturdaten der MOSAiC-Drift werden täglich hier aktualisiert.

Meereisticker Nr. 18: 24. Januar 2020 Schneearbeiten während MOSAiC

Schnee spielt auf Meereis aus vielerlei Gründen eine wichtige Rolle: Die weiße isolierende Auflage sorgt dafür, dass das Eis von oben noch weißer wird, sich also seine Albedo (Rückstrahlvermögen) erhöht, und damit ein Großteil der einfallenden Solarstrahlung zurück in die Atmosphäre reflektiert wird. Darüber hinaus isoliert es das Meereis von der kalten Atmosphäre. Dies führt dazu, dass der Temperaturgradient zwischen den Grenzflächen Meereis / Schnee und Meereis / Ozean abgeschwächt wird und das Eis damit weniger thermodynamisch wächst. Wird die Schneeschicht hingegen zu dick, kann die Schneemasse die Grenzfläche Meereis / Schnee unter die Wasseroberfläche drücken, wodurch Wasser auf die Eisscholle gelangt. Gefriert dieses wieder, bildet sich sogenanntes Schnee-Eis, welches die Eisscholle von oben wachsen lässt. Auch innerhalb der Schneeauflage laufen eine Vielzahl saisonaler Prozesse ab. So wird die Schneedecke, zum Beispiel durch darüber wehenden Wind oder starken Neuschnee-Zutrag kompaktiert. Außerdem können kurze Warmluft-Einbrüche in die Arktis dafür sorgen, dass der Schnee kurzzeitig antaut – aber binnen kürzester Zeit wieder gefriert. Dadurch bilden sich, z. B., Eislinsen im Schnee. All diese internen Strukturen und Eigenschaften besser zu verstehen, ist nicht nur für die Einflüsse auf die Energie- und Massenbilanz des arktischen Meereises notwendig, sondern hilft auch Fernerkundungsdaten besser auswerten zu können.

Die Messung all diese Eigenschaften ist für die interdisziplinäre Forschungsgruppe von MOSAiC von großer Bedeutung. Daher werden hier Messungen aller möglichen Schneeeigenschaften in sehr großem Umfang durchgeführt. Dazu gehört neben den Messungen der Schneedickenverteilung auf der Scholle die genaue Analyse der physikalischen Schneeeigenschaften wie z. B. die Dichte, Temperatur, Schneekorngröße und -art. Zusätzlich wird eine Großzahl von Schneeproben für spätere physikalische, chemische und biologische Analysen im Labor genommen.

Meereisticker Nr. 17: 17. Januar 2020 Das winterliche Meereiswachstum

Die Ausdehnung und Eisdicke nimmt während des Winters im gesamten Gebiet der Arktis stetig zu und geht allmählich ihrem winterlichen Maximum entgegen, dass üblicherweise Ende Februar / Anfang März erreicht wird. Dabei erstreckt sich die Ausdehnung über fast alle Längengrade bis an die Küstenlinie wodurch es sich in diese Richtungen nicht mehr ausdehnen kann. Die einzigen Gebiete, in denen sich die Eisfläche noch vergrößert, wo das flächenmäßige Wachstum also nicht durch Land behindert wird, sind die Beringsee, das Meer von Okhotsk, die Östgrönland- und Barentssee.

Das Eis der MOSAiC Scholle ist mittlerweile auf über einen Meter Dicke angewachsen, so dass dort eine Landebahn von über 500 m Länge präpariert werden konnte, die für Notfälle (Search and Rescue) das Einfliegen von Hilfe ermöglicht. Die FS Polarstern befindet sich mittlerweile an der Position 87° 33’ N und 100° 47’ O und damit circa 300 Kilometer vom Nordpol entfernt. Die mittlere Eisdicke im gesamten Gebiet der Expedition beträgt momentan circ einen Meter. Eine genauere Aussage ist schwierig, da das Eis immer wieder aufbricht und sich neues Eis und Eisrücken bilden, da das Eis in ständiger Bewegung ist.

Meereisticker Nr. 16: 10. Januar 2020 Erster Austausch des Teams am MOSAiC-Camp: Christian Hass nun wissenschaftlicher Expeditionsleiter auf dem zweiten Fahrtabschnitt (Leg 2)

Am 13. Dezember 2019, dem 85. Tag der MOSAiC-Expedition erreichte der russische Versorgungseisbrecher Kapitan Dranitsyn die Eisscholle der MOSAiC-Station bei 86° 35’ Nord und 119° 17‘ Ost. Rund 100 Personen tauschten die Plätze zwischen FS Polarstern und Kapitan Dranitsyn aus, die bereits am 18. Dezember wieder die Rückreise nach Tromsø, Norwegen antrat. Mit diesem Austausch wechselte auch die wissenschaftliche Fahrtleitung. Prof. Dr. Markus Rex, der seit dem Start der Expedition in Tromsø an Bord die Verantwortung für die Erkundung der Eisscholle, die Festlegung der Startposition des Drift-Experiments sowie für den Aufbau des MOSAiC-Camps hatte, übergab diese Aufgabe nun an Prof. Dr. Christian Haas, Leiter der Sektion Meereisphysik am Alfred-Wegener-Institut und langjährig expeditionserfahrenem Meereisphysiker. Christian Haas hat insgesamt schon mehr als drei Jahre auf Schiffsexpeditionen und in Forschercamps in der Arktis und Antarktis verbracht und beschreibt seine Erwartungen wie folgt: „Aus Forschersicht hoffe ich, dass wir einige der ganz besonderen Prozesse der winterlichen Arktis erleben können. Zum Beispiel kommen immer öfter Warmlufteinbrüche in die Zentralarktis vor, die sogar zu Regen am Nordpol mitten im Winter führen können. Das würde uns die einmalige Gelegenheit bieten, vor Ort zu studieren, wie solche Ereignisse den Schnee auf der Eisscholle verändern oder sogar antauen, was die Mikrowelleneigenschaften von Schnee stark verändert und für die Interpretation von Satellitendaten sehr wichtig ist“. Eine besondere Herausforderung für Christian Haas und das neue Team ist es jedoch, dass sie in eine Umgebung im polaren Winter kommen, die sie nie bei Tageslicht gesehen haben und somit nur schwer in der Gesamtheit einschätzen können. „Wir müssen lernen, statt mit unseren Augen mit technischen Hilfsmitteln zu sehen. Laserscanner und Infrarotkameras, Satellitenaufnahmen und das Schiffsrade werden uns dabei helfen, und auf unserer Eisscholle auch mitten in der Polarnacht zu orientieren. Dieser zweite Fahrtabschnitt ist sowas wie die Königsetappe von MOSAiC mit den dunkelsten und auch kältesten und windigsten Bedingungen. Sie wird uns vielleicht auch an die nördlichste Position der gesamten Drift bringen“.

Im Moment herrschen im MOSAiC-Camp Temperaturen von bis zu -35°C vor, die bei Windgeschwindigkeit von mehreren Metern pro Sekunde auch gefühlt bis -48°C (Windchill-Temperatur) bedeuten können. Eine Herausforderung für Menschen, Instrumente und Technik.

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Meereisticker Nr. 15: 18.10.2019 Erstes Ziel von MOSAiC erreicht!

Mit der Festlegung der Eisscholle für das MOSAiC-Driftexperiment am 4. Oktober 2019 war die Voraussetzung geschaffen, so dass mit dem Aufbau des Forschungs-Eis-Camps rund um FS Polarstern begonnen werden konnte. Mittlerweile ist ein Großteil der Aufbauarbeiten abgeschlossen, und auch das „Distributed Network“ wurde erfolgreich installiert.

Das internationale Team von Wissenschaftler*innen an Bord der Akademik Fedorov hat mit Unterstützung der erfahrenen Schiffs-Crew und den Helikopterpiloten ein komplexes System aus Bojen und Messeinheiten in einem Umkreis von bis zu 50 km rund um das zentrale Observatorium FS Polarstern aufgebaut, welches nun Heimat und Reallabor der insgesamt 600 Wissenschaftler*innen sein wird. Diese werden ein Jahr lang in unterschiedlichen „sites“ (farblich markierte Felder in der Abbildung) ihre kontinuierlichen Untersuchungen und Messungen durchführen.

Und hiermit endet unsere Berichterstattung im Meereisticker, der die erste Phase der MOSAiC-Expedition begleitet hat. Für die kommenden Abschnitte der Expedition wird meereisportal.de nun weiter exklusiv über die meereisbezogenen Messungen während MOSAiC berichten und natürlich auch über andere wichtige Ergebnisse und Schritte während des Driftexperiments schreiben. In der MOSAiC-APP oder über die MOSAiC-Webseite können Sie sich darüber hinaus täglich über den Fortgang der Expedition informieren. Vielen Dank für Ihr Interesse am Meereisticker!

Meereisticker Nr. 14: 8.10.2019 Die erfolgreiche Geschichte einer Eisschollensuche!

Seit letzter Woche ist FS Polarstern im arktischen Meereis unterwegs mit der Aufgabe, eine geeignete Eisscholle für die Errichtung des Camps zu finden. Dafür wurden von dem FS Polarstern begleitenden, russischen Eisbrecher Akademik Fedorov regelmäßig Helikopter-Messungen mit dem sogenannten EM-Bird durchgeführt. Mit diesem Messgerät ist man in der Lage, die Eisdicke entlang der Flugrichtung zu bestimmen, und kann so potentielle Eisschollen vermessen, die dann zur näheren Untersuchung von den Schiffen angesteuert werden. Vor Ort wurde die Eisscholle dann mit unterschiedlichen Messmethoden genauer auf ihre Eignung untersucht. Die Dicke und Stabilität der Scholle waren hierbei die entscheidenden Parameter, denn schließlich bildet diese die Plattform für ein umfangreiches Forschungs-Eis-Camp, welches über ein Jahr betrieben werden soll.

Unsere Multi-Satelliten-Produkt Karten zeigen den Ausschnitt der Start-Region und die Route sowie derzeitige Position von FS Polarstern (siehe Abbildung). Der gezackte Routenverlauf (rote Linie) lässt erkennen, dass FS Polarstern gezielt einzelne Schollen angesteuert hat, um diese auf ihre Eignung hin zu untersuchen. Mit Einsetzen der Winter-Saison ist mittlerweile der Großteil der Oberfläche im Zielsektor von Eis bedeckt, auch wenn diese teilweise nur wenige Zentimeter beträgt.

Am 04. Oktober 2019, um 21:30 Uhr Bordzeit war es dann soweit: die Zielscholle war identifiziert und festgelegt, Maschinen Stopp, eine erste Begehung des näheren Umfelds von FS Polarstern war möglich! Bei 85° 04,582‘ Nord und 134° 25,769‘ Ost beginnt nun der eigentliche Teil der Expedition, das Driftexperiment! Auf der aktuellen Karte ist außerdem der Ausschnitt um Polarstern hervorgehoben (grüne Box). Da FS Polarstern ein starker Reflektor für Radarsignale ist, kann das Schiff als kleiner weißer Punkt wahrgenommen werden.

Meereisticker Nr. 13: 1.10.2019 Eiskarten des russischen Forschungsinstituts AARI

Zur Unterstützung der Navigation im Eis und zur Planung der wissenschaftlichen Aktivitäten auf FS Polarstern während der MOSAiC Expedition kommen neben Satellitendaten auch Eiskarten staatlicher Eisdienste zum Einsatz. Solche Eiskarten fassen die Ergebnisse umfangreicher Analysen verschiedener Satelliten- und Modeldaten zusammen. Die Analyse der Daten erfolgt visuell durch einen Eis-Analysten. Während MOSAiC werden wöchentlich Eiskarten durch das Arktische und Antarktische Forschungsinstitut in Sankt Petersburg (AARI) bereitgestellt. Hierbei folgt die Darstellung der Eisinformation einem internationalen Standard. Eine gelbe Farbe bedeutet „offenes Eis“ mit einer Eiskonzentration zwischen 4/10 – 6/10, orange „geschlossenes Eis“ (7/10 – 8/10) und rot „sehr geschlossenes Eis“ (9/10 – 10/10). In den ovalen Kreisen werden die Eiskonzentrationen noch einmal präzisiert. Die zweite Zeile zeigt dort die Konzentration des dicksten, zweitdicksten und drittdicksten Eises an. Darunter findet sich die Angabe über das Entwicklungsstadium des Eises d.h. wie dick das Eis ist. Die letzte Zeile gibt Auskunft über die Form des Eises, also ob es sich beispielsweise um Pfannkucheneis (0), eine große (500 m - 2 km; 5) oder eine riesige Eisscholle (> 10 km; 7) handelt. Diese Karten werden regelmäßig auf meereisportal.de zur Verfügung gestellt.

Meereisticker Nr. 12: 27.09.2019 Eiskonzentration in der MOSAiC-Startregion

Nach dem erfolgreichen Start der MOSAiC-Expedition am 20. September 2019 um 20:30 Uhr vom Hafen in Tromsø hält FS Polarstern nun direkten Kurs auf die geplante Startregion im russischen Sektor der zentralen Arktis. Die Eisausdehnung in der Arktis hat mit 3,77 Mio. km² am 15. September 2019 ihre bisher geringste Ausdehnung in diesem Jahr erreicht und in den kommenden Wochen beginnt wieder die Gefriersaison. Dies ist der Zeitpunkt, wo sich eine erste Schicht Eis, das sogenannte Frazil-Eis, bildet, das zunächst über Nilas in Pfannkucheneis und dann zu Eisschollen und einjährigem Meereis zusammenwächst. Für die Expedition ist es daher von großer Wichtigkeit, möglichst früh in die Zielregion zu gelangen, um dort eine geeignete Eisscholle zu erkunden, auf der das Eiscamp aufgebaut werden kann.

Momentan ist der Weg in die Zielregion zwar eisfrei, der avisierte Sektor ist aber durch kompaktes Eis mit einer Eiskonzentration von mehr als 90 % gekennzeichnet. Hier wird das Forschungsschiff FS Polarstern sich nur durch Eisbrechen und Rammfahrt den Weg zur finalen Startposition für die Eisdrift bahnen können. In etwa zwei Wochen, also bis zum 8. Oktober 2019, wird die Sonne in der Startregion nicht mehr über den Horizont kommen und die Polarnacht beginnen. Dann wird nur noch das Restlicht der Dämmerung, durch Reflektion auf der weißen Schneeoberfläche, die einzige natürliche Lichtquelle sein. Bis dahin sollte das Camp installiert und alle Vorbereitungen für das Drift-Experiment abgeschlossen sein.

Meereisticker Nr. 11: 24.09.2019 Differenzkarte der Eiskantenposition

Um eine vergleichende Aussage über die Veränderung der Meereiskonzentration in verschiedenen Regionen für unterschiedliche Tage, Monate und Jahre machen zu können, werden die Differenzen der Eiskanten auf einer Karte dargestellt. Hierzu kann aus den Daten der Meereiskonzentration von meereisportal.de die tägliche Position der Eiskante (15 % Meereiskonzentration) berechnet werden. Differenzen können so beispielsweise zum langjährigen Mittelwert (von 2003 bis 2014) oder zu einem Monatsmittel desselben Monats eines beliebigen Jahres abgefragt werden. So werden Regionen mit einem Meereiszuwachs (blau) und einer Meereisabnahme (rot) deutlich sichtbar.

Auf der Karte ist die Differenz der Eiskante vom 22. September im Vergleich zum Monatsmittel des Septembers des Jahres 2012 gezeigt, dem Jahr der bisher geringsten Eisausdehnung im Sommer seit Beginn der kontinuierlichen Satellitenbeobachtung im Jahr 1979. Insgesamt ist in allen Bereichen der Arktis eine größere Eisausdehnung festzustellen, obwohl der September 2019 die zweitgeringste jemals beobachtete Eisausdehnung aufweist. Jedoch zeigt sich, dass gerade in der nördlichen Laptewsee, der avisierten Startregion für die MOSAiC-Expedition (schwarz markierte Region), deutliche weniger Eis vorhanden ist. Auch in der südlichen Grönlandsee ist in diesem Jahr deutlich weniger Meereis vorhanden. Auf dem speziell für MOSAiC erweiterten Datenbereich auf meerreisportal.de werden diese Differenzkarten täglich in zwei Versionen angeboten, einmal im Vergleich zum Jahr 2012 und einmal im Vergleich zum Langzeitmittel. Diese Karten helfen uns, die aktuelle Meereissituation besser einordnen zu können.

Meereisticker Nr. 10: 20.09.2019 Startschuss für die MOSAiC-Expedition in Tromsø

Heute startet die größte Arktis-Expedition aller Zeiten, MOSAiC, zu ihrer einjährigen Überwinterung im driftenden Eis der Arktis. Insgesamt mehr als 600 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von 60 Forschungsinstituten aus 19 Nationen werden ein Jahr lang die Austauschprozesse zwischen Ozean, Eis und Atmosphäre untersuchen. Der Einfluss der arktischen Regionen auf unser Klima ist gewaltig und derzeit unzureichend verstanden. Mit Hilfe dieser Daten wird es möglich sein, die Klimaentwicklung in der Arktis besser zu verstehen, unsere Klimamodelle mit diesen Daten und Erkenntnissen weiterzuentwickeln und somit auch verbesserte Vorhersagen für unser Wetter und die Klimaentwicklung der Zukunft zu machen.

Der Startschuss fällt heute um 20:00 Uhr Mitteleuropäischer Sommerzeit und viele Jahre der Vorbereitung gehen nun in die Umsetzung über!

meereisportal.de wird die Expedition für den Teilbereich Meereis hier intensiv begleiten und wünscht allen Beteiligten der gesamten Expedition viel Glück, tolle neue Ergebnisse und Erkenntnisse und eine gesunde Heimkehr!

Meereisticker Nr. 9: 17.09.2019 Meereisbojen

Bojen sind unabhängige Messplattformen, die in den Weltmeeren dazu eingesetzt werden, eigenständig klimarelevante Daten aufzuzeichnen und diese per Satellit direkt an eine Basisstation zu senden. Sie werden insbesondere in den eisbedeckten Ozeanen der Polarregionen eingesetzt, um auch in den kalten und dunklen Wintermonaten an wertvolle Messdaten zu kommen. In dieser Zeit ist es nämlich für Schiffsexpeditionen und andere bemannte Missionen eine riesige Herausforderung, den extremen Bedingungen des (ant)arktischen Wetters zu trotzen. Es existieren eine Vielzahl verschiedenster Bojentypen, die die physikalischen und biologischen Eigenschaften der Atmosphäre, des Meereises und des darunterliegenden Ozeans messen können.

Diese Technologie wird insbesondere auch im Rahmen der einmaligen MOSAiC-Expedition eine immens wichtige Rolle spielen. Während die meisten teilnehmenden Forscher ihre Messungen auf einer Haupt-Eisscholle konzentrieren, werden bis zu 160 Messbojen in einem Umkreis von mehreren Dutzend Kilometern auf vielen anderen Eisschollen um dieses „zentrale Observatorium“ aufgebaut. Zur Installation dieses Bojennetzwerks wird FS Polarstern zunächst von einem zweiten Eisbrecher und mehreren Hubschraubern begleitet, mit deren Hilfe das internationale Forscherteam ihre Instrumente auf dem Eis aufbauen kann. Durch diese Daten erhoffen sich die Wissenschaftler, die Erkenntnisse ihrer Messungen auf der „Hauptscholle“ auf ein größeres Gebiet zu erweitern. Darüber hinaus erlaubt die noch nie dagewesene Anzahl parallel arbeitender Bojen, neues Wissen über die Bewegungen der Eisschollen zueinander zu gewinnen, um u. a. auch Klimamodelle zu verbessern.

Die Messergebnisse der Bojen können auf meereisportal.de live mit nachverfolgt werden (hier). Ab Oktober werden wir auch eine leicht bedienbare, interaktive Karte zur Verfügung stellen, um die Bojendaten noch schneller und einfacher auf meereisportal.de darstellen zu können.

Meereisticker Nr. 8: 13.09.2019

Das sommerliche Meereisminimum in der Arktis ist ein Indikator für die Auswirkungen des fortschreitenden Klimawandels weltweit. Seit dem Jahr 1979 nimmt die Eisausdehnung im September ab. Dies ist der Monat, der das Ende der Schmelzsaison kennzeichnet. Hier wird sowohl die geringste absolute Eisausdehnung aber auch der niedrigste Monatsmittelwert eines Jahres erreicht. Die Abnahme beträgt hier ca. 12 % pro Dekade und erreicht in diesem Jahr mit hoher Wahrscheinlichkeit den zweitniedrigsten jemals gemessenen Wert. Trotz einer Jahr-zu-Jahr Variabilität in der Eisschmelze ist dieses Jahr bereits seit Einsetzen der Schmelzperiode im März durch eine geringe (teilweise geringste) Eisausdehnung im Monatsmittel gekennzeichnet. Schauen wir uns den Mittelwert der Eiskonzentration und -ausdehnung im ersten Drittel des Septembers an (siehe hier), so erwarten wir für das Monatsmittel September, bei sich ähnlich fortsetzenden Wetterverhältnissen, eine Ausdehnung von 3,9 ± 0,1 Mio. km². Mit der großen Schmelze ist auch eine Abnahme der mittleren Eisdicke verbunden, die das Ansteuern von FS Polarstern an einer Eisscholle mit entsprechenden Voraussetzungen (> 1,2 m Dicke für einen sicheren Aufbau des Camps) als „Heimathafen“ nicht einfach macht.

Meereisticker Nr. 7: 10.09.2019

Wir bewegen uns langsam auf das Meereisminimum des diesjährigen Sommers zu. Diese Karte zeigt uns die Meereiskonzentration am 9. September. Deutlich zu erkennen ist, dass die Nordostpassage in weiten Teilen eisfrei ist. Obgleich die Oberflächenschmelze weitgehend abgeschlossen ist, geht die Schmelze weiter, da noch genügend Wärme im Ozean vorhanden ist. Auch Winde können das Meereis verringern, da sie das Eis zusammenschieben. Zum Vergleich sind in Rot (2007) und in Gelb (2012) die in diesen Jahren erreichten Eisränder eingezeichnet. In beiden Jahren haben wir die bisher niedrigsten Meereiskonzentrationen erreicht. Wenn das Eis nicht noch durch starke Winde kompaktiert wird, geht die Meereisausdehnung 2019 auf den zweitniedrigsten Wert seit Beginn der kontinuierlichen Satellitenbeobachtung im Jahr 1979 zu.

Meereisticker Nr. 6: 06.09.2019

Der Vergleich der aktuellen Meereisausdehnung in der Arktis zu Referenzzeitpunkten der Vergangenheit ermöglicht eine bessere Bewertung der aktuellen Meereissituation. Um eine vergleichende Aussage über die Veränderung der Meereiskonzentration in verschiedenen Regionen für unterschiedliche Monate und Jahre machen zu können, werden die Differenzen der Eiskanten auf einer Karte dargestellt. Hierzu wurde aus den Daten der Meereiskonzentration die Position der Eiskante (15 % Meereiskonzentration) berechnet und die Differenzen zum langjährigen Mittelwert (von 2003 bis 2014) desselben Monats des Jahres abgefragt. So werden Regionen mit einem Meereiszuwachs (blau) und einer Meereisabnahme (rot) deutlich sichtbar. Im August 2019 befand sich im gesamten sibirischen und kanadischen Schelfbereich deutlich weniger Eis, als im Mittel der Jahre 2003 – 2014. Lediglich in kleinen Bereichen der Grönlandsee (Fram-Straße) sowie in der nördlichen Barentssee ist etwas mehr Meereis vorhanden. Insbesondere das Eis südlich der avisierten Startposition für die MOSAiC-Expedition ist stark zurückgegangen und bietet eine günstige Ausgangsposition für den Weg von FS Polarstern ins Zielgebiet.

Meereisticker Nr. 5: 03.09.2019

Satellitenfernerkundung ist ein wirkungsvolles Instrument, um unterschiedliche meereisbezogene Parameter zu erfassen. Um die Meereissituation in der MOSAiC-Startregion zu beurteilen, wird auf multiple Informationen von Satellitenbeobachtungen zurückgegriffen, um eine verbesserte Einschätzung der Meereissituation vor Ort zu bekommen. Zu den wichtigsten Parametern gehören die Eiskonzentration, die Eisbewegung sowie der generelle Zustand der Eisoberfläche. In dem neu entwickelten AWI-Multi-Satelliten-Produkt für MOSAiC werden hochaufgelöste Radar-Satellitenbilder, die detaillierte Eigenschaften der Meereisoberfläche in 50 m Auflösung liefern, mit Eiskonzentrationsdaten in einer räumlichen Auflösung von 3 km und Driftinformationen zur Eisbewegung kombiniert. Auf diese Weise kann für die potentielle Startregion ein genaues Bild der Eiseigenschaften abgeleitet werden, welches die Vorerkundung und Routenplanung im Vorfeld erleichtert sowie die Eisbedingungen während der MOSAiC-Drift beschreibt.

Momentan ist die Region von einer fragmentierten Meereisoberfläche geprägt, mit 20-100 % Eiskonzentration. Von kompaktem Eis bis zu offenem Wasser ist hier alles zu finden. Allerdings haben die letzten Wochen gezeigt, wie schnell sich die Situation je nach Wetterlage ändern kann. Die letzten 48 Stunden waren im Wesentlichen von einer westwärts gerichteten Eisdrift geprägt.

Dieses sowie weitere Meereiskarten und abgeleitete Produkte für MOSAiC werden heute in einem neuen Bereich auf meereisportal.de zur Verfügung gestellt.

Meereisticker Nr. 4: 30.08.2019

Mit Hilfe klimatologischer Karten können wir die aktuelle Meereissituation in der Arktis besser verstehen. Diese Karte zeigt uns die Temperaturanomalie in 925 haP Höhe (circa 760 m) über der Arktis als Abweichung zum langjährigen Mittelwert von 1971 bis 2000. Rote Farben zeigen eine positive Abweichung, blaue Farben eine negative Abweichung. Wir erkennen deutlich, dass im Zeitraum vom 1. bis 26. August weite Teile der Arktis für diese Jahreszeit deutlich zu warm sind. Besonders entlang der Küste von Sibirien lagen die Werte bis zu 6 Grad über dem langjährigen Mittelwert. Ähnlich verhält sich die Situation über dem kanadischen Archipel. Der Wärmeinhalt der Atmosphäre ist neben dem Windfeld und der Ozeantemperatur ein wichtiger Faktor für die Entwicklung der Meereissituation bis zum sommerlichen Minimum im kommenden Monat. Welchen Einfluss diese Faktoren auf die aktuelle Meereissituation haben können, lesen Sie hier.

Meereisticker Nr. 3: 27.08.2019

Mit dieser „Fieberkurve“ können wir täglich dem Verlauf der Gesamtmeereiskonzentration in der Arktis folgen. Die rote Kurve gibt uns die Werte für 2019 an, während die graue Kurve den Mittelwert der Jahre 1981 – 2010 zeigt, umsäumt mit einem Bereich der zweifachen Standardabweichung aller Beobachtungswerte im selben Zeitraum (graues Band). Wir erkennen, dass sich der Verlauf in diesem Jahr nach einem Rekordtief im Juli langsam oberhalb der Linie von 2012 einpendelt. 2012 war das Jahr mit der bisher niedrigsten Meereisausdehnung in der Arktis seit Beginn der kontinuierlichen Satellitenbeobachtungen im Jahr 1979. Entscheidend für den weiteren Verlauf dieser Kurve wird das Wetter in den nächsten Wochen sein. Täglich können Sie diese Karte hier mitverfolgen. Die Verteilung von Hoch- und Tiefdruckgebieten sowie der Einfluss warmer Luftmassen aus den niedrigeren Breiten werden die Verteilung und die Gesamtbedeckung des Meereises bestimmen. Wir beobachten besonders gespannt die Situation in der geplanten Startregion von MOSAiC.

Meereisticker Nr. 2: 23.08.2019

Die heutige Ausschnittkarte der Arktis zeigt die voraussichtliche Zielregion des Forschungseisbrechers FS Polarstern während der MOSAiC-Expedition, von der aus die Drift starten wird (schwarz umrandeter Sektor). Mit Start in Tromsø/Norwegen am 20. September wird FS Polarstern über die Barents- und Karasee Kurs auf Nowaja Semlja und Sewernaja Semlja nehmen, um über die Laptewsee in das Zielgebiet zu gelangen. Das Meereis in dieser Region ist in diesem Jahr weit zurückgegangen und die Eiskonzentration liegt zwischen 50 % und 80 %. Eine genaue Beschreibung der aktuellen Eissituation in der Arktis finden Sie hier. Erst vor Ort wird eine Eisscholle mit den notwendigen Größen- und Dickenverhältnissen für die Driftstation ausgesucht und angefahren werden können. Detailkarten zur Meereiskonzentration finden sie im Datenportal von meereisportal.de. Im Moment ist Polarstern jedoch noch in anderer Mission unterwegs - Expedition PS121.

Meereisticker Nr. 1: 20.08.2019

Mit dieser heutigen Übersichtskarte der Meereiskonzentration und -ausdehnung in der Arktis starten wir unseren „AWI-Meereisticker“. In Vorbereitung auf den Start der großen MOSAiC-Expedition am 20. September 2019 in Tromsø/Norwegen werden wir zweimal pro Woche eine neue Karte über die Meereissituation in der Arktis vorstellen, die aktuelle Meereisentwicklung beschreiben und so die Vorbereitungen bis zur Expedition begleiten. Mit Spannung erwarten wir alle den Start von MOSAiC – begleiten Sie uns dabei!