Aufbruch in die Arktis: Aussergewöhnliche Expedition sticht in See

Die grösste Arktis-Expedition der Geschichte sticht am Freitagabend in See. Mit an Bord sind Schweizer Projekte. Ein Jahr lang wollen sich Forschende mit dem Eis quer durch die Arktis treiben lassen. Die Daten sollen helfen, die Klimaerwärmung besser vorherzusagen.

Die Arktis verändert sich rasant. Das Minimum, auf das die Meereisfläche im Sommer schrumpft, wird immer kleiner. Mit dem Klimawandel erwärmt sich die Arktis besonders schnell. Mit globalen Auswirkungen, insbesondere auf Wetterprozesse der nördlichen Hemisphäre. Langanhaltende Extremwetterlagen wie Trockenheit sind eine der Folgen.

Gleichzeitig bestehen gerade bei den Polarregionen noch grosse Wissenslücken, die zu Unsicherheiten in den Klimamodellen führen. Im Rahmen der Arktis-Expedition "Mosaic" unter Leitung des Bremerhavener Alfred-Wegener-Instituts (AWI) wollen Forschende die Wechselwirkung von Ozean, Meereis und Atmosphäre während eines Jahres untersuchen und damit unter anderem Klima- und Wettermodelle verbessern.

"Mosaic" steht für "Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate". Es ist eine Expedition der Superlative, ein logistisches Mega-Projekt unter extremsten Bedingungen. Das Budget liegt laut Projektwebsite bei über 140 Millionen Euro.

Stilles sich treiben lassen

"Die Idee hinter 'Mosaic' ist, still im Eis zu sitzen und zu beobachten", fasst Julia Schmale vom Paul Scherrer Institut die Expedition zusammen. Inspiriert ist das Grossprojekt von der Reise des Norwegers Fridtjof Nansen mit dem Segelschiff "Fram" vor 126 Jahren. Wind und Meeresströmungen bestimmen den Kurs.

Auf dem Forschungsschiff "Polarstern" des AWI werden sich über 100 Forschende vor der sibirischen Küste vom Packeis umschliessen und über ein Jahr lang ohne Antrieb mit dem Transpolardrift treiben lassen. Sechs "Etappen" sind geplant, von Etappe zu Etappe wechseln sich die Forschenden ab. Mit sehr starken Eisbrechern wird die neue Besatzung zur driftenden Polarstern gebracht und die vorherige abgeholt.

Insgesamt sind 600 Forschende aus 19 Nationen beteiligt, 300 davon werden zeitweise an Bord sein. Weitere 300 Fachleute arbeiten im Hintergrund, um die Expedition zu ermöglichen. Sechs Personen passen beispielsweise auf, dass es zu keinen unangenehmen Begegnungen mit Eisbären auf dem Packeis kommt. Rund um die "Polarstern" sollen auf dem Eis nämlich ein Basiscamp, ein Netz aus Messstationen und eine Landebahn für Versorgungsflüge entstehen.

Meereis und Wolken

An Mosaic beteiligt sind auch das Paul Scherrer Institut (PSI), die Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL), das Swiss Polar Institut (SPI) und die Schweizerische Kommission für Polar- und Höhenforschung (SKPH).

Ein Team um Mike Schwank von der WSL hat beispielsweise ein Messgerät entwickelt, das die Mikrowellen erfasst, die Meereis ausstrahlt. Sein Mitarbeiter Reza Naderpour soll die Apparatur rund um die "Polarstern" einsetzen und die Ergebnisse mit Satelliten-Messungen vergleichen.

Ziel sei, Veränderungen des arktischen Meereises als Folge des Klimawandels trotz langer, dunkler Winter zu beobachten und besser zu erfassen, sagte Schwank gemäss einer Mitteilung der WSL.

Julia Schmale und ihr Team vom PSI erforschen winzige Partikel (Aerosole) in der Atmosphäre, die für die Wolkenbildung wichtig sind. Für die zentrale Arktis gibt es bisher wenige Messungen dazu. Das soll sich ändern: Der mit Messgeräten bestückte Container von Schmales Team steht ganz vorne auf dem Forschungsschiff.

"Wolkenbildung spielt für die Energiebilanz eine wichtige Rolle - in klaren Nächten wird es sehr kalt, in bewölkten bleibt es wärmer", erklärte Schmale im Gespräch mit der Nachrichtenagentur Keystone-SDA. Damit sind Wolken zentral für die weitere Entwicklung des Meereises in der Arktis und das Klimasystem.

Aerosole bilden Kondensationskeime für die Wolkenbildung. "Es gibt Partikel aus menschlichen Aktivitäten und solche natürlichen Ursprungs. Wir wollen wissen, wie sich die Zusammensetzung im Jahresverlauf entwickelt, und wie sich diese Prozesse mit dem Klimawandel verändern", so die Forscherin.

Eine spezielle Herausforderung werde sein, die hochkomplexen Instrumente über einen so langen Zeitraum am Laufen zu halten. Nur eine Person aus dem Team wird pro Etappe an Bord sein und müsse täglich eine Liste von rund 200 Punkten abarbeiten, um alles zu kontrollieren.

"Here comes the sun"

Schmale selbst wird für die dritte Etappe von Februar bis April 2020 an Bord gehen. Sie freue sich besonders auf das Ende der 150-tägigen Polarnacht. "Dieser Übergang von der ständigen Dunkelheit bis die Sonne wiederkommt, wird allein schon visuell faszinierend sein. Aber auch für unsere Forschung: Wenn die Sonne kommt, fängt die Chemie an. Das wird absolut spannend."

So lange auf seinen Einsatz warten muss David Wagner vom WSL-Institut für Schnee- und Lawinenforschung (SLF) nicht. Er ist Teil der ersten Crew, die am Freitagabend vom norwegischen Tromsø aus in See sticht. Dabei betreut er ein Projekt, das die Rolle von Schnee bei der Bildung und Schmelze von Meereis untersucht.

Das von Martin Schneebeli geleitete Team des SLF will mit verschiedenen Messtechniken die Mikrostrukturen und physikalischen Eigenschaften des Schnees erfassen. Schnee wirkt sich auf die Wärmeübertragung zwischen Atmosphäre und Meereis aus und damit auf die Meereisbedeckung der Arktis. Die Messdaten kommen insbesondere auch Modellen zur Wettervorhersage zugute, erklärte Wagner gegenüber der Keystone-SDA.

Mit der Expedition erfüllt sich für ihn ein Kindheitstraum, verriet er. "Diese Kombination von Schnee, Eis und Meer hautnah zu erleben, die Natur in dieser extremen Form, das wird ein einmaliges Erlebnis."

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