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Während der MOSAiC-Expedition erforschten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der ganzen Welt die Prozesse, die sich im Laufe eines Jahres in der Arktis abspielen — von der Atmosphäre über Schnee und Meereis bis hin zum Wasser darunter und seinen Bewohnern. Zu den bis dahin am wenigsten untersuchten Aspekten gehören die Aerosole. Diesen haben sich Forschende von der Colorado State University, der École Polytechnique Fédérale de Lausanne, des Alfred-Wegener-Instituts und anderen über gesamten Verlauf der Expedition angenommen. Ihre Ergebnisse wurden jetzt in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
Die mikroskopisch kleinen Aerosole in der Luft, auch Eiskeimpartikel genannt, regen in den Wolken die Eisbildung an. Das Zusammenspiel von Eisbildung, Wolkenbedeckung und Wärme spielt eine wichtige Rolle für das Klima. Doch gerade in der Arktis sind die aus Mineralstaub, Mikroben oder Meeresgischt bestehenden Aerosole kaum erforscht, obwohl es dort am wichtigsten ist, um mehr über ihre Auswirkungen zu erfahren.
Während der MOSAiC-Expedition, die von September 2019 bis Oktober 2020 durch die Arktis driftete, sammelte das Forscherteam Tausende Proben von Luft, Meereis, Schnee und Schmelzwasser, um genau zu bestimmen, wie die Eisbildung und die Wolken über dem Arktischen Ozean im Laufe der Zeit abnehmen.
Noch nie zuvor wurden eisbildende Partikel in der zentralen Arktis, die weitgehend unbeeinflusst von terrestrischen Aerosolquellen ist, über den gesamten Zyklus von Wachstum und Rückgang des Meereises beobachtet und untersucht. Ihre Ergebnisse zeigen eine starke Saisonabhängigkeit dieser Partikel, mit niedrigen Konzentrationen im Winter und Frühjahr und erhöhten Konzentrationen während der sommerlichen Eisschmelze von lokalen biologischen Prozessen.
«Es ist wichtig, den natürlichen Hintergrund dieser eisbildenden Partikel zu kennen, bevor wir wirklich beurteilen können, wie sich klimabedingte Veränderungen auf die Populationen dieser Aerosole auswirken», erklärt Jessie Creamean, Wissenschaftlerin an der Colorado State University und Hauptautorin der Studie.
Die Forschenden betonen in der Studie, dass das Verständnis der eisbildenden Partikel von grundlegender Bedeutung ist, um die Auswirkungen des Klimawandels auf unseren Planeten zu verstehen, da die Partikel Einfluss auf die Wolken nehmen. Wird Eis zu einer Wolke hinzugefügt, verändert das die Wechselwirkung mit dem Licht und der Wärme der Sonne, sowie der Wärme, die von der Erdoberfläche zurückgestrahlt wird. Zudem ist Eis wichtig für die Entstehung von Niederschlägen.
«Es ist ein wichtiger Prozess, den wir einfach nicht gut verstehen, besonders in der Arktis», so Creamean. «Die Modelle sind einfach nicht in der Lage, diese eisbildenden Partikel oder ihre Auswirkungen auf die Wolken richtig einzuschätzen. Es war also eine wichtige Beobachtung, einen Blick darauf zu werfen, woher diese Dinge kommen und wie sie sich im Laufe eines Jahres verändern.»
Julia Hager, PolarJournal
Link zur Studie: Jessie M. Creamean, Kevin Barry, Thomas C. J. Hill, et al. Annual cycle observations of aerosols capable of ice formation in central Arctic clouds. Nature Communications, 2022; 13 (1) DOI: 10.1038/s41467-022-31182-x