Meereis und Schnee – die zentralen Elemente

Dr. Marcel Nicolaus, Meereisphysiker am Alfred-Wegener-Institut und stellvertretender Sektionsleiter der Sektion Meereisphysik.

Meereis

Schnee

MOSAiC

Autonome Systeme

ROV

Das Meereis und seine Schneeauflage sind zentrale Elemente des globalen Klimasystems. Ihre Eigenschaften bestimmen den Großteil der Austauschprozesse zwischen Atmosphäre und Ozean. Die beobachteten Veränderungen des Meereises wirken sich auf das Klima- und Ökosystem aus und reichen bis in unsere Breiten. Die Abnahme des arktischen Meereises in Fläche und Volumen ist einer der offensichtlichsten Indikatoren für den Klimawandel. Dagegen erlebt das antarktische Meereis bislang keinen ähnlich dramatischen Rückgang, auch wenn anzunehmen ist, dass sich auch sein Zustand inzwischen verändert.

Wir erforschen diese Schlüsselregionen in beiden Hemisphären mit einer Vielfalt an Methoden auf und unter dem Meereis, per Fernerkundung und durch Computersimulationen. Eine immer wichtigere Rolle nimmt dabei der Schnee auf dem Meereis ein. Er zeichnet sich durch besonders charakteristische physikalische Eigenschaften aus, z.B. durch seine hohe Rückstreuung von Sonnenlicht (Albedo) und seine hohe Isolationswirkung. Gleichzeitig verändert sich die Schneeauflage im Laufe der Zeit und ist deshalb in Klimamodellen schwer zu beschreiben.

Um Meereis- und Schneeeigenschaften besser zu verstehen, entwickeln wir Untersuchungsmethoden stets weiter. Inzwischen gewinnen wir einen Großteil unserer Daten live aus der Ferne durch autonome Systeme (Bojen), die auf dem Meereis installiert sind und mit ihm treiben. Ebenso haben wir die zerstörungsfreie Vermessung des Meereises von unten mittels kabelgebundener Tauchroboter (Remotely Operated Vehicle, ROV) weiterentwickelt und etabliert.

In Zukunft wollen wir weitere Schwerpunkte auf die Untersuchung der physikalischen Schnee- und Eiseigenschaften im Zusammenspiel mit Ozean und Atmosphäre setzen, aber auch Verbindungen zum Ökosystem studieren. Hierzu werden wir unsere Messungen weiter ausbauen – von Punktmessungen, zu Zeitserien und regionalen Datensätzen – um so saisonale und regionale Unterschiede und Veränderungen zu studieren. Die Kontraste zwischen der Arktis und Antarktis stellen uns vor Herausforderungen. Hier gilt es die dominanten Eigenschaften und Prozesse besser zu verstehen und dann mit Hilfe von Modellen auch besser zu beschreiben. Solche verbesserten Modelle sind nämlich der einzige Weg, um zu präziseren und zuverlässigeren Vorhersagen zu gelangen.