POLARSTERN-Expedition: Forscher erkunden das Klima über den Weltmeeren

Der Forschungseisbrecher POLARSTERN wird morgen, am Mittwoch, den 11. Mai, in seinem Heimathaven Bremerhaven erwartet. Seit dem 10. April ist Dr. Bernhard Pospichal mit dem Schiff von Punta Arenas (Chile) nach Deutschland unterwegs. Gemeinsam mit anderen Forschern und fünf Studierenden untersucht der Juniorprofessor am Institut für Meteorologie der Universität Leipzig Temperatur, Wolken, Wasserdampf und Aerosole über dem Atlantik. Die Meteorologie-Studenten führen an Bord der POLARSTERN Messungen für ihre Masterarbeiten durch.
Regenschauer in der südlichen Passatwindzone (Dr. Bernhard Pospichal/Institut für Meteorologie)
Regenschauer in der südlichen Passatwindzone
Foto: Dr. Bernhard Pospichal/Institut für Meteorologie

"Wir wollen die Energiebilanz der Atmosphäre über den Ozeanen besser verstehen", so Pospichal. Die Forschungen an Bord sind Teil des Langzeitprogramms OCEANET, das vom Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (TROPOS) finanziert und koordiniert wird. "Das Spezialgebiet unserer Forschung ist die bodengebundene Fernerkundung der Atmosphäre. Im Gegensatz zu Satellitenbeobachtungen kann man vom Boden aus atmosphärische Eigenschaften deutlich besser zeitlich und vertikal auflösen", erläutert der Meteorologe. Nachteil dieser Analysemethode: Man ist auf einen Beobachtungsort beschränkt, während Satelliten meist große Teile der Erde abdecken. Besonders über den Ozeanen fehlten Beobachtungen "von unten". Seit 2007 werden daher die regelmäßigen Atlantik-Transferfahrten des Forschungsschiffs POLARSTERN für meteorologische Messungen genutzt. Diese Nord-Süd-Fahrten der POLARSTERN sind nötig, um mit dem Eisbrecher für Forschungsarbeiten in die Südpolarregion zu gelangen und dort auch jedes Jahr die deutsche Antarktis-Station Neumayer zu versorgen.

"Unser Datensatz ist ziemlich einzigartig, da seit fast zehn Jahren immer zur selben Jahreszeit Profile der Atmosphäre über dem Ozean gemessen werden konnten", sagt der Juniorprofessor, der Fahrtleiter auf dieser Route ist. Von wissenschaftlichem Interesse seien besonders die Eigenschaften der Wolken, die Wasserdampfverteilung sowie die Verbreitung von atmosphärischen Aerosolen wie Wüstenstaub, Ruß oder Seesalz.

"Diese Größen sind alle stark variabel und haben einen großen Einfluss auf die Strahlungs- und Energiebilanz der Atmosphäre. Die Auswirkungen von Wolken-Aerosol-Wechselwirkungen in einem sich verändernden globalen Klimasystem sind auch eine der Hauptunsicherheiten in Klimamodellen. Über Land sind diese Größen relativ gut bekannt, jedoch gibt es über den Ozeanen, die immerhin rund 70 Prozent der Erdoberfläche bedecken, kaum direkte Messungen", erklärt Pospichal. Die Messgeräte sind in und auf einem Schiffscontainer installiert, der speziell für diese Zwecke adaptiert wurde.

Die Meteorologie-Studenten der Universität Leipzig untersuchen während der Überfahrt unter anderem Temperaturprofile von Wolken und der Atmosphäre, sie vergleichen Schiffs- und Satellitenmessungen von Wolkeneigenschaften über dem Atlantik. Ziel dieser Reise ist es, künftig - zusammen mit den Daten der vergangenen zehn Jahre - bessere Aussagen zur Klimatologie von Wolken und Aerosolen über den Weltmeeren treffen zu können.

Das Schiff kehrt nun nach gut sechs Monaten Antarktisexpeditionen in seinen Heimathafen zurück. Nur wenige Forschungsschiffe weltweit sind in der Lage, so weit ins Südpolarmeer vorzudringen, wie es der POLARSTERN auf ihrer diesjährigen Antarktisexpedition gelungen ist. Das Gebiet um den sogenannten Filchner-Graben ist jedoch für Ozeanographen und Biologen extrem spannend: Hier interagieren sehr kaltes Eisschelfwasser aus dem Süden und vergleichsweise warmes Tiefenwasser aus dem Weddellmeer. Das Aufeinandertreffen dieser unterschiedlichen Wassermassen treibt die globale Ozeanzirkulation an und sorgt für die Belüftung des tiefen Ozeans. Die Wissenschaftler vermuten, dass auch der biologische Artenreichtum mit den hydrographischen Besonderheiten in dieser Region zusammenhängt.

Eignerin der POLARSTERN ist die Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung.