Messflüge in der zentralen Arktis abgeschlossen
Forschungsflugzeug Polar 5 beendet Arktis-Expedition
Am 28.04.2009 ging in Oshawa (Kanada) die Arktis-Kampagne (PAM-ARCMIP - Pan-Arctic Measurements and Arctic Climate Model Intercomparison Project) mit dem deutschen Polarflugzeug Polar 5 zu Ende. Die vierwöchige Kampagne brachte aufgrund der großen Reichweite des Flugzeuges und der eingesetzten modernen Messtechnik einzigartige Messdaten über Meereisdicke, Spurengase, Aerosole und meteorologische Parameter. „Wir waren in größtenteils unerforschten Gebieten unterwegs. Unsere nördlichste Position lag bei 88° 40' Nord. Solche Flugoperationen in der Arktis erfordern großes Können und viel Erfahrung“, berichtet Dr. Andreas Herber, Physiker und verantwortlich für die Forschungsflugzeuge am Alfred-Wegener-Institut. Während der meisten Zeit war das Wetter für die Messungen ideal. Lufttemperaturen von unter - 30 °C wurden jedoch oft zu einer Herausforderung für die wissenschaftlichen Geräte. 20 Wissenschaftler und Ingenieure von sechs Forschungsinstituten aus Deutschland, Italien (CNR-ISAC Bologna), Kanada (Environment Kanada, University of Alberta, York University) und den USA (NOAA-ESRL Boulder) waren beteiligt und werden die Daten in den kommenden Monaten auswerten.
Überprüfung der Messtechnik am Flugzeug Polar 5 vor einem Messflug in Barrow, Alaska.
Andreas Herber
Der Flug der Polar 5 des Alfred-Wegener-Instituts für Polar und Meeresforschung in der Helmholtz-Gemeinschaft führte von Longyearbyen auf Spitzbergen über Grönland und Nordkanada bis nach Barrow in Alaska. Polar 5 landete außerdem als erstes Flugzeug auf zwei Meter dickem Eis bei der Position 87° 40' Nord/117° 00' West an der russischen Eisschollen-Driftstation NP-36. Die gesamte Kampagne verdankt ihren Erfolg einer engen internationalen Kooperation und der Unterstützung an den einzelnen Forschungsstationen wie Alert und Eureka.
Ein Schwerpunkt der Kampagne waren arktische Aerosole. Mit mehreren Vertikal- und Horizontalprofilen in Tiefflughöhe (60 Meter) und in Normalflughöhe von 3.000 Meter wurde ein Abbild der Aerosolverteilung in der Arktis erstellt. Aerosole gehören mit Wassertröpfchen und Eiskristallen zu den klimarelevanten Spurenstoffen und zählen zu den größten Unsicherheitsfaktoren bei der Abschätzung zukünftiger Klimaveränderungen. Die Messungen über dem Arktischen Ozean erlauben die Quantifizierung der Aerosolbelastung der arktischen Reinluft und ihre Zuordnung zu asiatischen, nordamerikanischen und europäischen Quellregionen. Sie liefern eine realistische Grundlage für die dringend erforderliche Verbesserung der Modellrechungen für diese unzugängliche und für die Klimaforschung zentrale Region unserer Erde.
Ein weiterer Schwerpunkt der Kampagne waren großflächige Eisdickenmessungen in der inneren Arktis, die in enger Zusammenarbeit zwischen dem Alfred-Wegener-Institut und der Universität von Alberta durchgeführt wurden. Erstmalig kam dabei eine Eisdickensonde, der so genannte EM-Bird, unter einem Flugzeug zum Einsatz. Für die Untersuchungen zog Polar 5 die Sonde an einem 80 Meter langen Stahlseil in zwanzig Meter Höhe über die Eisoberfläche. Mehrere Flüge von verschiedenen Stationen nach Norden ergaben Eisdicken zwischen 2,5 Meter (zweijähriges Eis in der Nähe des Nordpols) und vier Metern (mehrjähriges Eis in küstenahen Gebieten vor Kanada). Insgesamt war das Eis etwas dicker als in den vergangenen Jahren in den gleichen Regionen, was eine temporäre Erholung der arktischen Eisdecke vermuten lässt. Entlang der nördlichen Küste von Ellesmere Island fanden die Forscher das dickste Eis, mit Dicken oft größer als 15 Meter.
Ein weiterer Höhepunkt der Kampagne waren atmosphärische Sondierungen in der Zentralarktis sowie die Messung sehr geringer Ozon- und Quecksilberkonzentrationen über weiten Teilen des mit Meereis bedeckten arktischen Ozeans. Die meteorologische Sondierung mittels Dropsonden ergab flache Grenzschichten in Verbindung mit ausgeprägten Temperaturinversionen und Windjets in den untersten 300 Metern. Diese Bedingungen fördern den von den kanadischen Kollegen von Environment Canada gemessenen Verlust des bodennahen Ozons über dem Meereis, hervorgerufen durch Reaktion mit Bromoxid. Die Kombination aller Spurengasmessungen mit den atmosphärischen Sondierungen wird es ermöglichen, die Prozesse des bodennahen Ozonabbaus in der Arktis besser zu verstehen.
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