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Die «Arctic Century Expedition» ist eine schweizerisch-deutsch-russische Expedition mit dem Ziel, die Auswirkungen des Klimawandels auf verschiedene arktische Ökosysteme zu untersuchen. Das multidisziplinäre Projekt vereint 59 Wissenschaftler aus 17 Nationen und 16 Institutionen an Bord des russischen Forschungseisbrechers «Akademik Tryoshnikov» und während 4 Wochen werden in der russischen Arktis Arbeiten über Land-, Meer- und Gletschersysteme durchgeführt und zahlreiche Daten gesammelt. In einem Blog, der im Original auf der Webseite des Swiss Polar Institutes SPI veröffentlicht wird, informieren die Beteiligten über die Arbeit und das Leben in einer der am wenigsten erforschten Regionen der Arktis. PolarJournal veröffentlicht diesen Blog auf Deutsch in Zusammenarbeit mit dem SPI.
Tag 19 — Überwachung des atmosphärischen Wasserkreislaufs in der Kara- und Laptew-See
80.17°N, 96.41°O – Bewölkt, -0.4°C, Windgeschwindigkeit 12 m/s
Der Wasserkreislauf beschreibt den Transport von Wasser auf der Erde. Der atmosphärische Teil des Kreislaufs umfasst die Verdunstung aus dem Ozean und terrestrischen Gewässern, den atmosphärischen Transport, die Bildung von Wolken und die Ablagerung durch Regen und Schneefall. Die sehr dynamischen Wettersituationen über der Kara- und Laptewsee bieten eine natürliche Spielwiese für die Untersuchung vieler Prozesse des atmosphärischen Wasserkreislaufs.
Der Ozean spielt für viele dieser atmosphärischen Prozesse eine Schlüsselrolle. Er ist zum Beispiel die größte Quelle für Wasserdampf, erzeugt Aerosole aus der Gischt und emittiert (Spuren-)Elemente. Der Austausch zwischen Ozean und Atmosphäre und die Bildung von Aerosolen sind jedoch Prozesse, die noch nicht vollständig verstanden sind.
Wasserdampf und Aerosolpartikel sind wichtige Bestandteile für die Bildung von Wolken. Die arktische Wolkendecke beeinflusst das regionale Klima, indem sie zum Beispiel den Ozean vor der Sonne abschirmt. Die Kenntnis der Häufigkeit von Aerosolen und der Art und Weise, wie Wasser in der Atmosphäre transportiert wird, trägt zu unserem Verständnis der arktischen Wolkenbildung bei und bietet Einblicke in die atmosphärischen Quellen und den Kreislauf von (Spuren-)Elementen. Die Regionen der Kara- und Laptewsee sind für die Untersuchung dieser Prozesse besonders interessant, da es dort verschiedene Aerosolquellen gibt, darunter den Ozean, Inseln in hohen geographischen Breiten und den Transport über große Entfernungen von den Kontinenten.
Bei Regen und Schneefall werden Aerosole aus der Atmosphäre ausgewaschen und abgelagert. Sie liefern wichtige Spurenelemente für ozeanische und terrestrische Ökosysteme. Die Aerosolkonzentration und die chemische Zusammensetzung haben auch Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit und die Ernährung, z. B. durch landwirtschaftliche Kulturen.
Das Atmosphärenteam der Arctic Century Expedition untersucht die Zusammenhänge zwischen Aerosolen, Spurenelementen und dem atmosphärischen Wasserkreislauf. Um diese Zusammenhänge zu verstehen, misst das Team während der Expedition kontinuierlich die Eigenschaften des atmosphärischen Wasserdampfs und die Häufigkeit von Aerosolen. An Bord des Schiffes werden auch Meerwasser, Regen, Schnee und Nebel gesammelt, aber Besuche auf Inseln bieten die Möglichkeit, Süßwasser aus Seen und Flüssen sowie noch auf dem Boden liegenden Schnee zu sammeln. Diese Proben werden auf ihre chemische Zusammensetzung hin analysiert und geben Aufschluss über ihre Herkunft und den Weg, auf dem sie ihren Bestimmungsort erreicht haben.
Das Team hat einen speziellen Container an Bord, der mit Messsystemen ausgestattet ist. Dazu gehören zwei Nebelkammern, die die Eigenschaften von wolkenbildenden Aerosolen messen, Laserspektrometer, die Daten über die chemische Zusammensetzung von Luft und Wasserdampf sammeln, und hochauflösende Kameras, die den Zustand des Meeres von der «Akademik Tryoshnikov» aus überwachen. Diese Instrumente führen kontinuierlich Online-Messungen durch, um einen unmittelbaren Einblick in die Verteilung von Wasserdampf und Aerosolen über der Kara- und Laptewsee zu erhalten. Der Container steht auf dem Vorderdeck, um eine Kontamination durch die Schiffsabgase zu vermeiden.
Text & Fotos: © Swiss Polar Institute, CC BY 4.0
Link zum Swiss Polar Institute: https://swisspolar.ch