- Polarstern erreicht die dritte Zielregion und damit das dritte Meereisregime
- CONTRASTS Konzept geht auf: die Schollen sind sehr unterschiedlich
- Atmosphären-Team betreibt klassische und ganz neue Methoden
CONTRASTS erreicht Region 3
Polarstern hat am Samstagabend (19. Juli 2025) die dritte Forschungsregion erreicht (Abbildung 1). Dabei ist es in der Tat gelungen ein sehr unterschiedliches drittes Meereisregime zu erreichen. Dieses wird nun in den kommenden drei Tagen und dann bei den weiteren Besuchen beprobt. Dr. Marcel Nicolaus erzählt: „Ich habe die Suche nach dem wirklich alten und deformierten Meereis mit Spannung erwartet. Es war lange unklar, ob es uns wirklich gelingen wird, eine Region zu finden, in der das Meereis noch einmal deutlich anders, als in Region 2, sein würde. Um so mehr habe ich mich dann gefreut, als wir am Samstag ganz klar in ein anderes Regime gefahren sind. Damit geht das Konzept von CONTRASTS bisher komplett auf.“
Das Team an Bord hatte zunächst auf eine Position bei 83,5°N und 015°W gezielt, diese dann allerdings mit Hilfe aktualisierter Meereisanalysen weiter gen Westen verschoben. Dort erhoffte man sich Meereis zu finden, das seit mehr als zwei Jahren durch die Arktis treibt und seinen Ursprung in der zentralen Arktis hat. Dieses Eis würde dann voraussichtlich wesentlich dicker und deformierter sein. Die Abstände zwischen einzelnen Presseisrücken würden geringer ausfallen. Diese Unterschiede ließen sich mit Kombinationen aus Satellitendaten, Driftmodellen und Feldmessungen im Frühjahr ermitteln. Ein aktuelles Satellitenbild von 14:00 Uhr am gleichen Tag ermöglichte dann auch eine genaue Navigation innerhalb des dichten Eises.
Unmittelbar nachdem eine Region mit geringerer Eiskonzentration passiert war, änderten sich die Eiseigenschaften schlagartig. Das ließ sich trotz schlechter Sicht sofort sehen und auch an den Schiffsbewegungen spüren. FS Polarstern musste nun viel Eis mit Dicken jenseits von zwei Metern brechen (Abbildung 2). Einige Schollen bestanden ausschließlich aus deformiertem Meereis, auf diesen wäre eine systematische Arbeit nicht möglich. „Diese Eisfahrt hat mich besonders beeindruckt, auch wenn ich schon viel durch Meereis gefahren bin“ erinnert sich Marcel Nicolaus und ergänzt „diese Eisblöcke sind bemerkenswert, nur wissen wir leider zugleich, dass dieses Meereis immer seltener wird“.
Abbildung 1: Die bisherige Fahrtroute von RV Polarstern während der CONTRASTS Expedition (Stand 20. Juli 2025). Dargestellt ist die Geschwindigkeit in Knoten. Besonders gut sind die Driftstationen der ersten beiden Stationen an der geringen Geschwindigkeit zu erkennen. Die Drift der beiden Stationen nach Verlassen des Schiffs wird von Bojen erfasst (dünne farbige Linien). Ebenfalls ist die Drift der Tara Polar Station (orange) zu erkennen. Die Abbildung ist ein Bildschirmfoto des MapViewer Systems an Bord, das ebenfalls die Meereiskonzentration und die Wassertiefe zeigt. (Abbildung: Alfred-Wegener-Institut)
Abbildung 2: Stark deformiertes Meereis während der Anfahrt zur dritten Eisstation. Diese Situation ist typisch für die dritte Region der Expedition. (Foto: Alfred-Wegener-Institut / Marcel Nicolaus)
An Bord: Das Atmosphären-Team
Im Sommer schmilzt das Meereis – so weit so gut. Aber welcher Prozess ist dafür eigentlich verantwortlich? Und wann genau beginnt die Schmelze in den verschiedenen Eisregimen? Und welche Rolle spielt die Wetterlage dabei? Diesen Fragen gehen Wissenschaftler:innen aus dem Atmosphäre-Team der CONTRASTS-Expedition nach. An speziellen Messtürmen werden die eingehende und von der Oberfläche reflektierte Sonnenstrahlung gemessen sowie die langwellige Abstrahlung der Oberfläche und die der Wolken. Außerdem werden die turbulenten Flüsse fühlbarer und latenter Wärme gemessen, die die Atmosphäre mit der Schnee-/Eisoberfläche austauscht. Die Balance aus diesen gemessenen Termen gibt vereinfacht gesagt an, ob ein Energieüberschuss oder -defizit für das Eis besteht, was dann die Schmelze beschleunigen oder sogar abbremsen kann. Dazu erklärt Dr. Sandro Dahlke, Leiter des Atmosphären Teams:
Die Wetterlage beeinflusst, wie schnell das Eis schmilzt - sie kann die Schmelze beschleunigen oder sogar verlangsamen. Jetzt sind wir sehr gespannt, welche Unterschiede es zwischen den drei Regionen gibt und wie sich die Wetterbedingungen auf die Schmelze auswirken.
Parallel wird an einem Messturm in 2, 6, und 10 m (Abbildung 3) die Struktur und Stabilität des untersten Teils der Atmosphäre über dem Eis gemessen, da dies für die Interpretation der turbulenten Wärmeflüsse wichtig ist. Das Besondere: An jeder der drei Eisstationen wird eine solcher Messturm errichtet, und sie bleiben wochenlang autonom messend auf dem Eis, was eine detaillierte Zeitreihe während der sommerlichen Schmelze liefert und darüber hinaus den Vergleich der Messzeitreihen ermöglicht.
Abgesehen von diesen permanenten Installationen werden auch mobile Messungen eingesetzt, um die turbulenten Wärmeflüsse zu bestimmen. Hierbei untersuchen die Forschenden den Einfluss von verschiedenen Oberflächen, wie zum Beispiel offenem Meerwasser, Schmelzwassertümpeln und Meereis auf die atmosphärischen Wärmeflüsse. Dr. Michael Haugeneder vom Schweizer WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung (SLF) erklärt seinen außergewöhnlichen Versuchsaufbau (Abbildung 4) so: „Wir verwenden eine Installation, bei der eine Infrarotkamera Lufttemperaturen flächig misst, indem sie auf eine dünne Leinwand gerichtet ist. Damit lassen sich die Wärmeaustauschprozesse „direkt filmen“ und wir können Luftmassen in Farben über die Leinwand wandern sehen“. All diese Instrumente dienen dazu den Einfluss der Atmosphäre und des Wetters auf die Eisschmelze besser zu verstehen.
Nun wird FS Polarstern mit dem gesamten Team wieder drei Tage lang an dieser dritten Scholle anlegen und die Vergleichsmessungen durchführen – und zwar für das gesamte gekoppelte System von der Atmosphäre über das Meereis bis in den Ozean.
Abbildung 3: Der 10-m hohe Wettermast (links) und die Energiebilanzstation (rechts) bilden ein zentrales Element der atmosphärischen Messungen von CONTRASTS. Sie bleiben auch auf dem Meereis, wenn das Team die Scholle verlassen hat. (Foto: Alfred-Wegener-Institut / Sandro Dahlke)
Abbildung 4: Die Leinwände sind Teil des Atmosphärenprogramms von CONTRASTS. Sie werden mit einer Infrarotkamera gefilmt (nicht im Bild), um so Wärmeaustauschprozesse sichtbar zu machen. (Foto: Schweizer WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung (SLF) / Michael Haugendeger)
Kontakt
Dr. Sandro Dahlke (AWI, Physik der Atmopshäre)
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