Das Forschungsflugzeug Polar 6 des Alfred-Wegener-Instituts
Forschungsflugzeug "Polar 6" des Alfred-Wegener-Instituts Bildrechte: IMAGO

Klimawandel Leipziger Wolkenforscher auf Expedition Arktis

Während es hierzulande im Mai erst schön warm wird, machen sich Leipziger Wissenschaftler schon wieder auf in die Kälte: das Ziel ist die Arktis. Insgesamt mehr als 60 Meteorologen und Physiker werden für eine aufwändige Messkampagne mit zwei speziell ausgerüsteten Forschungsflugzeugen und einem Forschungsschiff zwischen Grönland und Spitzbergen unterwegs sein. Sie wollen unter anderem die Rolle arktischer Wolken für den Klimawandel in polaren Regionen untersuchen.

Das Forschungsflugzeug Polar 6 des Alfred-Wegener-Instituts
Forschungsflugzeug "Polar 6" des Alfred-Wegener-Instituts Bildrechte: IMAGO

Diese Forschungsreise wird eine neue Dimension erreichen, sagt Meteorologie-Professor Manfred Wendisch von der Universität Leipzig. Wendisch hat die Federführung in einem Forschungsverbund, zu dem auch die Universitäten in Bremen und in Köln sowie das Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), und das Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) in Leipzig gehören. "Wir alle freuen uns sehr darauf, unsere Arktis-Forschungen nun in einem so großen Maßstab weiter vorantreiben zu können", sagte Wendisch.

Bei dem Forschungsverbund handelt es sich um einen sogenannten Sonderforschungsbereich der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG). Ziel sei es, die Klimaentwicklung in der Arktis mit verschiedenen Methoden und über längere Zeiträume zu beobachten, um die Verlässlichkeit von Modellen zur Vorhersage der beobachteten Erwärmung in der Arktis weiterentwickeln zu können, erklärte die Universität Leipzig. Denn die Polkappen erwärmten sich überdurchschnittlich schnell. Die Ursachen dafür beruhten auf vielen Faktoren, die noch nicht vollständig bekannt sind. Damit sich das ändert, stellt die DFG dem Forschungsverbund zunächst rund zehn Millionen Euro zur Verfügung.

Polarregion erwärmt sich schneller

In den vergangenen 25 Jahren ist ein offensichtlicher Anstieg der bodennahen Lufttemperatur in der Arktis beobachtet worden, der die globale Erwärmung um das Zwei- bis Dreifache übersteigt, sagt Meteorologe Wendisch. Dieses Phänomen führe zu dramatischen Veränderungen in der Arktis. So hätten Satelliten beispielsweise beobachtet, dass sich das Meereis auf dem Arktischen Ozean in den vergangenen 30 Jahren stark verringert habe.

In den vergangenen 25 Jahren hat die Eisfläche des arktischen Meeres um mehr als die Hälfte abgenommen. Es könnte sein, dass dort in 40 bis 50 Jahren jeweils im Sommer gar kein Meereis mehr vorhanden ist.

Prof. Manfred Wendisch, Universität Leipzig

Messungen mit Schiff und Flugzeug

Die Leipziger Wissenschaftler wollen nun in der Arktis eine sogenannte Messkampagne durchführen, die aus zwei Missionen besteht: eine wird per Schiff und eine per Flugzeug absolviert. Insgesamt sollen die Messungen acht Wochen lang dauern und Daten zum Beginn der aktischen Schmelzperiode liefern.

Raue Landschaft mit Gletscherzunge in Norwegen.
Inselgruppe Spitzbergen: Von hier starten die Forschungsflüge Bildrechte: IMAGO

Am 22. Mai 2017 sollen die Forschungsflugzeuge "Polar 5" und "Polar 6" des Alfred-Wegner-Instituts zum ersten Mal für die Mission "ACLOUD" von Longyearbyen auf Spitzbergen aus für ihre Forschungsflüge abheben. Verantwortlich für die Flugzeug-Mission ist Meteorolge Wendisch gemeinsam mit einem Kollegen.

Am 24. Mai 2017 soll dann auch die "Polarstern" von Bermerhaven aus in See stechen. Das Forschungsschiff gehört ebenfalls zum Alred-Wegner-Institut und ist zuständig für die Mission "PASCAL". Die wird von TROPOS-Direktor Professor Andreas Macke geleitet. Mit der "Polarstern" ist er gut vertraut: Seit zehn Jahren führt er mit dem Schiff regelmäßig Atmosphärenmessungen im nördlichen und südlichen Atlantik durch - aber nun erstmalig auch im arktischen Eis.

Forschungsflüge erkunden Rolle der Wolken

Bei den Forschungsflügen interessieren sich die Wissenschaftler besonders für die Rolle der Wolken für die Klimaveränderungen in der Arktis. Jedes der beiden Flugzeuge soll insgesamt 80 Flugstunden absolvieren und dabei eine erhebliche Datenmenge sammeln.

Wir werden die Wolken von oben und unten mit Fernerkundungsmethoden beobachten sowie direkte Proben innerhalb der Wolken nehmen. Insbesondere werden wir die Anzahl und die Größe der Wolkentropfen und Eiskristalle und den Gehalt an Eis und flüssigem Wasser vermessen. Dazu werden wir koordinierte Messflüge mit sich untereinander ergänzender Messtechnik durchführen.

Prof. Manfred Wendisch, Universität Leipzig

Besonders interessant für die Forscher seien die Wechselwirkungen zwischen Wolken und Meeres- beziehungsweise Eisoberfläche. Dabei gehe es unter anderem um Wärme- und Feuchtetransporte, Niederschläge sowie solare und terrestrische Stahlungsenergieflüsse.

"Polarstern" beobachtet das Meereis

Die Messungen auf dem Forschungsschiff "Polarstern" sollen die Daten der Flugzeuge ergänzen. Dazu wird die Crew auf dem Meereis in der Nähe des Schiffs eine sogenannte Driftstation aufbauen und betreiben, die sich mit dem Meereis mitbewegt. Und auch hier sollen detaillierte Messungen zu Wolken-, Aerosol- und Meereis-Wechselwirkungen gemacht werden, erklärt Andreas Macke vom Leibniz-Institut für Troposphärenforschung. Das sei wichtig für die räumliche Vergleichbarkeit der Daten. Außerdem wird er mit zahlreichen Mitteln Messungen in der Atmosphäre vornehmen: mit Lidar, Radar, Fesselballon, Drohnen und Strahlungsmessnetzen in einem Gebiet von rund 20 Quadratkilometern.

Sehr interessant ist auch die Zusammenarbeit mit ozeanographischen, geophysikalischen und biologischen Projekten weiterer Partner auf der Polarsternexpedition, um das komplexe Gesamtsystem der Arktis besser zu verstehen.

Prof. Andreas Macke, Leibniz-Institut für Troposphärenforschung
Forschungsschiff
Die "Polarstern" auf See Bildrechte: IMAGO

Denn auch die anderen Partner im Fortschungsverbund sind mit Messungen an der Expedition beteiligt. So vermisst die Arbeitsgruppe von Professor Justus Notholt von der Universität Bremen die Zusammensetzung und Größenverteilung der Wolken und parallel dazu auch gleich noch die Zusammensetzung der Atmosphäre durch Messungen im infraroten Spektralbereich von der "Polarstern" aus.

Die Kölner Wissenschaftler um Professorin Susanne Crewell erhoffen sich neuartige Einblicke in das Innenleben von Wolken und deren Rolle bei der arktischen Erwärmung. Dazu nutzen sie ein Gerät mit dem Namen MiRAC - einer Kombination von aktiven (Radar) und passiven Fernerkundungsverfahren (Radiometer).

Der Polar-Expedition auf der Spur

Das Forschungsschiff soll seine Mission am 20. Juli 2017 beenden und im norwegischen Tromsö einlaufen. Dann werden die Teilnehmer der Flugzeug-Mission schon fast einen Monat lang wieder in Leipzig sein. Sie wollen in den kommenden beiden Jahren von Grönland aus weitere Flugmessungen durchführen.

Wie die Missionen laufen und wie es den Leipziger Forschern im eisigen Norden ergeht, kann jeder mitverfolgen: Im "Polarstern"-Blog und beim Kurznachrichtendienst Twitter unter dem Hashtag #arktis17.

Über dieses Thema berichtete MDR Fernsehen: LexiTV | 30.03.2017 | 15:00 Uhr
MDR Aktuell | 18.05.2017 | 21:45 Uhr

Zuletzt aktualisiert: 19. Mai 2017, 10:16 Uhr