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10.05.2023

30 Jahre AWI-Polarflieger in der Arktis

AWI-Forschungsflugzeuge dokumentieren Fortschreiten des Klimawandels in der Arktis

Seit 30 Jahren vermessen Forschungsflugzeuge des Alfred-Wegener-Instituts den gefrorenen Ozean der Arktis. Auf insgesamt 52 Messkampagnen wurden wertvolle Daten erhoben: Insgesamt 40.000 Kilometer Messstrecke dokumentieren eine deutliche Abnahme der Meereisdicke als Folge des Klimawandels. Die Zeitserie ist weltweit die einzige flugzeug- und helikoptergestützte Messreihe, die über einen so langen Zeitraum in der Arktis durchgeführt wurde. Aktuell sind dafür zwei Basler BT-67-Maschinen im Einsatz: die Polar 5 und Polar 6.

Landung von Polar-6 in Eureka, Kanada nach einem Messflug über Meereis. 
Quelle:  Foto: Esther Horvath Quelle: Foto: Esther Horvath

Die ersten wissenschaftlichen Flüge über Meereis fanden im März 1993 von Spitzbergen aus statt. Damals standen zwei Dornier DO228-Maschinen, Polar 2 und Polar 4, im Dienst des AWI. Die Maschine Polar 4 kann heute im Dornier-Museum in Friedrichshafen besichtigt werden. Dr. Jörg Hartmann, Atmosphärenphysiker am AWI, hat an vielen dieser Messexpeditionen als Wissenschaftler und Leiter teilgenommen: „Messungen mit den Polarfliegern, aber auch die Auswertung der Daten waren damals wegen der begrenzten Rechner- und Speicherkapazitäten sehr aufwendig. Zwar ließ sich zu der Zeit die Dicke des Meereises noch nicht direkt bestimmen, wohl aber konnten wir mit Hilfe von Laserdistanzmessungen ein Geländemodell der Eisoberfläche erstellen.

Heute, rund 30 Jahre später, sind zwei Maschinen des Typs Basler BT-67 für das Forschungsinstitut im Einsatz: Polar 5 und Polar 6 sind für Flüge unter den extremen Umweltbedingungen der Polargebiete ausgerüstet. Sie sind zwar mittlerweile schon rund 80 Jahre alt. Die beiden Polarflieger sind aber flexibler einsetzbar als ihre Vorgänger und können deutlich mehr Messsensoren aufnehmen. Eine speziell für die Messung der Meereisdicke entwickelte Schleppsonde (der „Bird“) befindet sich bei Start und Landung direkt unter dem Rumpf des Flugzeugs. Im Zielgebiet angekommen wird der torpedoförmige Sensor mit einer Winde herabgelassen und in einer Höhe von etwa 15 Metern über dem Eis geflogen. Diese Messmethode ist weltweit einzigartig. Verschiedene Lasersysteme an Bord ergänzen die Messungen und setzen die in den 1990er Jahren begonnenen Untersuchungen der Eisoberfläche fort. Ein Radarsystem liefert zudem Informationen über die Schneedicke. Ein Kamerasystem des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) erfasst die radiometrische Signatur des Eises.

Die diesjährige Polar 6 Messkampagne mit dem Namen IceBird führte das Team um Dr. Thomas Krumpen, Meereisphysiker am Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), von den Städten Inuvik, Resolute Bay und Eureka in Kanada bis zur „Station Nord“ in Grönland. Am 26. April kehrte das Forschungsflugzeug aus der Arktis nach Bremen zurück, wo es in den vergangenen vier Wochen von verschiedenen Standorten aus die Veränderungen des Meereises dokumentiert hat. „Dies ist das 52. Mal, dass wir Messflüge über Meereis durchführen“, berichtet Expeditionsleiter Thomas Krumpen. „All diese Messdaten aus den vergangenen 30 Jahren aneinandergereiht, reichen einmal rund um den Erdball. Wir sprechen also von etwa 40.000 Kilometern an Eisdaten. Ein großer Teil davon wurde im Tiefflug in etwa 60 Metern Höhe erhoben. Das ist für die Piloten sehr anstrengend und erfordert ein gutes Team und eine gute Planung, zumal das Wetter ständig wechselt und schwer vorhersagbar ist.

Der immense Aufwand, der für solche großflächigen Flugkampagnen seit 30 Jahren in der Arktis betrieben werden muss, lohnt sich und liefert einmalige Datenreihen zu den Folgen des Klimawandels in der Arktis. So registrieren die Forschenden seit Jahren in einigen Regionen eine deutliche Abnahme der Meereisdicke. „In der Framstraße zwischen Grönland und Spitzbergen hat sich die Eisdicke in den letzten zwei Jahrzenten in den Sommermonaten um etwa 20 bis 25 Prozent verringert. Das hat natürlich Auswirkungen auf den Wärmefluss zwischen Ozean und Atmosphäre, beschleunigt den Eisrückgang in den Sommermonaten und hat entsprechende Konsequenzen für das gesamte arktische Ökosystem“, erläutert Thomas Krumpen.

Lesen Sie den gesamten Artikel auf der Seite des Alfred-Wegener-Instituts

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