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Die Route der Polar 5 des AWI führte von Barrow (Alaska) über Inuvik, Resolute Bay, Eureka, Alert (alle Nordkanada), Station Nord (Grönland) bis nach Longyearbyen auf Spitzbergen. Diese Orte waren die Basisstationen für die Messflüge in die menschenleeren arktischen Gebiete. Die Gesamtflugzeit aus Messungen und Reisezeit betrug dabei 130 Stunden. Temperaturen von teilweise unter 30 °C forderten Mensch und Material.
Einer der Schwerpunkte der Expedition waren grossflächige Dickenmessungen des Meereises in der Arktis, bei denen Forscher des Alfred-Wegener-Instituts und der Universität von Alberta eng zusammenarbeiteten. Sie setzten dafür eine vier Meter lange elektromagnetische Eisdickensonde ein, auch EM-Bird genannt. Für die Untersuchungen schleppte die Polar 5 die Sonde an einem 80 Meter langen Seil in 15 Meter Höhe über die Eisoberfläche. Eine vorläufige Auswertung der Messergebnisse zeigt, dass das einjährige Meereis in der Beaufortsee (nördlich von Kanada/Alaska) dieses Jahr etwa 20-30 Zentimeter dünner ist als in den letzten beiden Jahren.
Höhepunkt der Meereisdickenmessungen waren gemeinsame Flüge mit weiteren Polarforschungsflugzeugen unterhalb der Flugbahn des Satelliten CryoSat-2 der europäischen Weltraumagentur ESA. Dieser Satellit vermisst seit Sommer 2010 aus einer Höhe von 700 Kilometern das arktische Meereis. Die koordinierten Messflüge mit Flugzeugen der ESA und der amerikanischen Weltraumagentur NASA dienten der Untersuchung der Genauigkeit von CryoSat-2 Eisdickenmessungen im Frühjahr.
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