David Mark
Während eines ganzen Jahres war das Forschungsschiff «Polarstern» in der Arktis unterwegs. Zurückgekehrt ist es im Herbst 2020. Drei am Montag veröffentlichte Studien liefern nun erstmals ein vollständiges Bild der Wechselwirkungen von Ozean, Meereis und Atmosphäre.
Zehn Monate lang driftete die «Polarstern» angedockt an eine riesige Eisscholle durch die Arktis. Das erlaubte, den gesamten Eiszyklus vom Gefrieren bis zur Schmelze zu vermessen und zu dokumentieren.
In der Fachzeitschrift «Elementa: Science of the Anthropocene» veröffentlichten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler nun erstmals ein vollständiges Bild der Klimaprozesse in der zentralen Arktis. Dies stellt einen gewaltigen Fundus für weitere Studien dar, um die Klima-Rückkopplungen und die globalen Auswirkungen des arktischen Wandels zu erfassen.
Die Arktis erwärmt sich mit dem Klimawandel besonders schnell. Kaum eine Region auf der Erde bekommt diesen deutlicher zu spüren, und beeinflusst damit Wetter und Klima weltweit.
Packeis driftet schneller als erwartet
Beteiligt an dem Projekt «Mosaic» waren auch das Paul Scherrer Institut (PSI), die Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL), das Swiss Polar Institut (SPI) und die Schweizerische Kommission für Polar- und Höhenforschung (SKPH). Geleitet wurde es vom Bremerhavener Alfred-Wegener-Institut (AWI).
Eine Erkenntnis der Forschenden lautet, dass das Packeis dynamischer und schneller driftet als erwartet. Das führe zu veränderten Meereseigenschaften und Meereisdickenverteilungen, liess sich AWI-Meeresphysiker Marcel Nicolaus in einer Mitteilung zitieren.
Ein Grund: «In Oberflächennähe herrschten in den Wintermonaten besonders niedrige Temperaturen und damit verbunden anhaltend starke Winde, die die Eisdrift verstärkten und die Polarstern somit schneller als erwartet vorantrieben», erklärte Atmosphärenforscher Matthew Shupe. Auch seien mehr als 20 arktische Zyklone, oder Stürme, unterschiedlichen Ausmasses beobachtet worden, die über die Eisscholle hinwegzogen seien. Diese Ereignisse habe man «beispiellos detailliert beschrieben.»
Ozeanwirbel minutiös dokumentiert
Zudem gelang es den Forschenden, die Ozeanwirbel über einen kompletten Jahreszyklus hinweg vollständig zu kartieren sowie zu dokumentieren, wo und wie sich der Schnee ablagert hatte oder weggefegt wurde.
Darüber hinaus böten die ganzjährig gesammelten Daten über die Variabilität der atmosphärischen Zusammensetzung und der Aerosole neue Einblicke in die relativen Einflüsse des weiträumigen Transports im Vergleich zu lokalen Prozessen. Dies habe wichtige Auswirkungen auf klimarelevante Kreisläufe wie den Kohlenstoffkreislauf, auf Wolken und die Strahlungsbilanz, erklärte der Meeresphysiker Nicolaus.
Teuerste und aufwendigste Expedition
An der «Mosaic»-Expedition waren über 600 Forschende aus 80 Instituten aus 20 Ländern beteiligt. Die Gesamtkosten beliefen sich auf rund 158 Millionen Franken. Es war die bisher teuerste und logistisch aufwendigste Expedition im Nordpolarmeer.
Auch Schweizer Forschende waren mit an Bord der «Polarstern» und zählen zu den Mitautoren der nun veröffentlichten Arbeiten. Julia Schmale und ihr Team vom PSI beispielsweise erforschten die Aerosole in der arktischen Atmosphäre, die für die Wolkenbildung wichtig sind.
David Wagner und seine Kollegen vom WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung (SLF) untersuchten die Rolle von Schnee bei der Bildung und Schmelze von Meereis. Und das von Martin Schneebeli geleitete Team, ebenfalls vom SLF, erfasste mit verschiedenen Messtechniken die Mikrostrukturen und physikalischen Eigenschaften des Schnees.
