Wirkung von Zyklonen auf das Meereis in der Framstraße : Modellrechnungen und Beobachtungen

Der Meereisexport aus der Arktis ist von globaler Bedeutung, weil er durch sein Suswasser die ozeanische Schichtung und somit die thermohaline Zirkulation beeinflusst. In der vorliegenden Arbeit wird die Wirkung von Zyklonen auf das Meereis und insbesondere den Eistransport sowohl anhand von Beobachtungsdaten aus den beiden FRAMZY-Feldexperimenten (Framstrasenzyklonen) im April 1999 und Marz 2002 als auch anhand von Simulationen mit einem numerischen Meereismodell untersucht. In den Simulationen wird das dynamisch-thermodynamische Meereismodell mit 6-stundlichen EZMW-Analysen (Europaisches Zentrum fur mittelfristige Wettervorhersage) fur die Atmosphare und 6-stundlichen Daten einer MPI-OM-Simulation (Max-Planck-Institute Ocean Model) fur den Ozean angetrieben. Vergleiche zwischen beobachteter und simulierter Variabilitat der Eisdrift und der Lage des Eisrandes zeigen, dass die gewahlte Modellkonfiguration fur die Untersuchung dieser Arbeit geeignet ist. Die sieben beobachteten Zyklonen verusachen in der Framstrase Anderungen der Lage des Eisrandes um bis zu 100 km pro Tag und eine verbreitete Abnahme des Eisbedeckungsgrades um 2 % bis uber 10 %. Die Modellstudien zeigen, dass diese Abnahme nur dann simuliert wird, wenn die Ozeanstromung im Kernbereich der Zyklone stark divergent ist. Bemerkenswert ist der Einfluss der Ozeanstromung auf Divergenz und Scherdeformation der Eisdrift. Durchgefuhrte Sensitivitatsexperimente legen nahe, dass die zum Antrieb verwendete Ozeanstromung aus 6 m Tiefe fur festgestellte Unterschiede zwischen Simulation und Beobachtung hauptverantwortlich ist. Der simulierte Eistransport zeigt eine hohe Variabilitat auf einer Zeitskala von Stunden bis Tagen, wobei die Episoden mit Framstrasenzyklonen lokale Minima des Eistransportes darstellen. Diese Minima werden nicht durch die lokale Wirkung des Zyklonenwindfeldes, sondern primar durch die grosraumige Bodendruckverteilung verursacht. Eine Verschiebung der Gebiete mit groster Zyklonenaktivitat im Europaischen Nordmeer wurde den Eistransport erheblich beeinflussen. The sea ice export from the Arctic is of global importance due to its fresh water which influences the oceanic stratification and, thus, the global thermohaline circulation. This study deals with the effect of cyclones on sea ice and sea ice transport in particular on the basis of observations from two field experiments FRAMZY 1999 and FRAMZY 2002 in April 1999 and March 2002 as well as on the basis of simulations with a numerical sea ice model. The simulations realised by a dynamic-thermodynamic sea ice model are forced with 6-hourly atmospheric ECMWF-analyses (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts) and 6-hourly oceanic data of a MPI-OM-simulation (Max-Planck-Institute Ocean Model). Comparing the observed and simulated variability of the sea ice drift and of the position of the ice edge shows that the chosen configuration of the model is appropriate for the performed studies. The seven observed cyclones change the position of the ice edge up to 100 km per day and cause an extensive decrease of sea ice coverage by 2 % up to more than 10 %. The decrease is only simulated by the model if the ocean current is strongly divergent in the centre of the cyclone. The impact is remarkable of the ocean current on divergence and shear deformation of the ice drift. As shown by sensitivity studies the ocean current at a depth of 6 m -- the sea ice model is forced with -- is mainly responsible for the ascertained differences between simulation and observation. The simulated sea ice transport shows a strong variability on a time scale from hours to days. Local minima occur in the time series of the ice transport during periods with Fram Strait cyclones. These minima are not caused by the local effect of the cyclone's wind field, but mainly by the large-scale pattern of surface pressure. A displacement of the areas of strongest cyclone activity in the Nordic Seas would considerably influence the ice transport.