8.6.2020 | Logbuch
Autor
Reza Naderpour
WSL-Postdoc Reza Naderpour erlebt, wie anspruchsvoll die Planung für eine Expedition wie MOSAiC ist: Neben insgesamt drei Monaten Verzögerungen bei der Hin- und Rückreise der 3. Etappe gestalten sich seine Messungen durch die dynamischen Eisverhältnisse extrem schwierig. Aber guter Teamgeist und eine erfolgreiche wissenschaftliche Mission machen all dies wett.
Wenn man mich fragt, wie lange ich auf der MOSAiC-Scholle geblieben bin, lautet meine Antwort am ehesten "14 Nächte und dann ein sehr langer Tag! " Nach immer heller werdenden Nächten am Anfang geht jetzt nämlich die Sonne gar nicht mehr unter.
Plötzlich tat sich eine Eisspalte auf
Einer der Schwerpunkte der MOSAiC-Forschung ist die Mikrowellen-Fernerkundung von Meereis und seiner Schneedecke zur Verbesserung der Modelle, die zur Abschätzung von Meereis-Eigenschaften aus Satellitenmessungen verwendet werden. Dazu werden aktive (z.B. Radargeräte, die im L-, C-, X- und K-Band arbeiten) und passive Instrumente (z.B. ELBARA, HUTRAD, SSMI und GNSS-R) eingesetzt, um die Mikrowellensignaturen von Meereis unter verschiedenen Bedingungen zu messen. Diese Fernerkundungsmessungen ergänzen andere in-situ-Messungen von Schnee und Eis, wie Dichte, Dicke, Temperatur und Salzgehalt. Mein Teil des Projekts besteht darin, ein ELBARA-Radiometer zu betreiben, das wir an der WSL entwickelt haben.
Die Messungen der Etappe 3 waren in ihrer Art einzigartig, da sie die extremsten Wetter- und Eisdynamikbedingungen abdeckten, die während des MOSAiC aufgezeichnet wurden. Ein bemerkenswertes Extrem waren die Lufttemperaturschwankungen mit Werten von bis zu -42°C in den ersten Märzwochen und bis zu 0,7°C Mitte April. Dies ermöglichte es uns, die Mikrowellenemission von Meereis und Schnee unter arktischen Winterbedingungen zu erfassen und eine partielle Schneeschmelze zu registrieren, die für die zentrale Arktis im April ungewöhnlich ist.
Der großartige Datensatz war jedoch nicht umsonst zu haben. Eines Tages brach das Eis um unseren Beobachtungsort auf, und wir mussten uns beeilen, um unsere Ausrüstung zu retten. Die Verlegung der Anlage war eine große logistische Operation mit Schlitten, Skidoos und Hubschraubern und dauerte eine ganze Woche. Durch diese Erfahrungen wurde mir klar, welche Kosten und Mühen es kostete, unsere Daten zu sammeln. Gleichzeitig machte die intensive Zusammenarbeit aus den einzelnen Teammitgliedern eine Familie.
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Gleich neben unserer Beobachtungsstation ging eine grosse Eisspalte auf
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Mit Hilfe eines Helikopters bewegten wir die Messinstrumente weg von der Eisspalte.
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So sehe ich nach mehrstündiger Arbeit im Freien bei -40 °C aus. Man beachte die Wärmepads, mit denen ich die Wangen vor dem Erfrieren schützen muss.
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Nach geglückter Rettungsmission konnte ich mich einen Augenblick lang entspannen.
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Am neuen Standort näher am Schiff und auf stabilerem Eis konnten wir endlich eine Menge Daten sammeln.
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Wir hatten ein Kältelabor auf dem Schiff, hier führe ich mit Steven Fons vom NASA Goddard Space Flight Center Meereis-Messungen durch.
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Endlich da: Blick von der Brücke des Kapitan Dranytsin Eisbrechers, der uns zur Polarstern brachte.
Erfolgreiche Messungen beim zweiten Anlauf
Der von Derek Houtz an der WSL gebaute ELBARA auf Schlitten ist sozusagen die arktische Schwester des größeren ELBARA, der im Fernerkundungs-Feldlabor Davos-Laret installiert ist.
An dem neuen Standort erhielten wir damit die große Chance, Meereis des zweiten Jahres zu messen und weitere Experimente zu entwerfen, um die Mikrowelleneigenschaften des Meereises und seine Schneebedeckung sowie die räumlichen Variabilitäten des Meereises besser zu verstehen. Dazu mussten wir uns unsere ELBARA- und HUTRAD-Geräten verschieben: Man weiß nie, wie schwer ein Instrument ist, solange man es nicht von Hand auf einem Schlitten ziehen muss!
Ein weiteres Experiment beinhaltete die Messung der dielektrischen Eigenschaften von Meereis und salzhaltiger Schneedecke mit Hilfe von Resonatorsensoren, was auf dem arktischen Meereis seit vierzig Jahren nicht mehr gemacht worden war. Wir hatten diese Sensoren bereits in Davos und über dem grönländischen Inlandeis eingesetzt und waren begeistert, dies in einem der am wenigsten zugänglichen Gebiete dieses Planeten zu tun. Dies ist zwar ein langwieriger Prozess, der Meereisbohrungen, das Schneiden des Kerns und die Durchführung einer Reihe von Messungen sowohl vor Ort als auch im kalten Labor umfasst, aber es ist auch eine großartige Gelegenheit, mehr mit grossartigen Kollegen aus der ganzen Welt zusammenzuarbeiten.
Die 3. Etappe war aufregend, manchmal vielleicht zu aufregend, mit zahlreichen Herausforderungen und Überraschungen. Daher hatten unsere Tage und Wochen wenig Sinn für Routine, abgesehen von den Essenszeiten und schönen Kaffeepausen und Planungstreffen. Aber es ist nicht immer Arbeit. Manchmal nehmen wir uns Zeit, um gemeinsam ein Spiel zu spielen oder einen Film zu sehen. Wir hatten auch einige sehr aufregende Momente, als wir einmal von einem freundlichen Eisbären und später von einem Polarfuchs und natürlich von vielen Vögeln besucht wurden.
Nach mehr als dreieinhalb Monaten völlig dunkler und völlig heller Arktis zähle ich die Tage, bis ich Grün, Hügel und Berge sehen werde. Gleichzeitig bin ich mir bewusst, dass es viel Zeit und Arbeit erfordern wird, um die Informationen, die ich hier gesammelt habe, zum besseren Verständnis des Meereises einzusetzen.
Das Remote-Sensing-Team an der WSL hat ELBARA-Radiometer entwickelt, zuerst für Langzeitmessungen in Davos und dann in einer kompakten Version für die MOSAiC-Expedition.
Aktuell zur MOSAiC-Expedition
Trotz grosser logistischer Herausforderungen wegen Corona läuft die Expedition MOSAiC weiter. Am 3. Juni ist die Polarstern im Isfjord in Spitzbergen angekommen, wo Mannschaft und Forschende ausgewechselt werden. Dazu fuhren die Forschungs-Schiffe Maria S. Merian und Sonne, die infolge der Corona-Krise nicht in aneren Projekten unterwegs waren, von Bremerhaven nach Spitzbergen.
Reza Naderpour wird somit Ende Juni von seiner Expedition zurück sein, zwei Monate später als geplant. Die SLF-Forscherin (Doktorandin) Amy Macfarlane hängt noch einen Fahrtabschnitt an, da sie hell begeistert von den Arbeiten auf dem Meereis ist. Anfang August ist ein weiterer Austausch geplant.