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Freitag, 01.07.2016

Sächsische Expedition ins Eis

Es geht um Meereis, Wasser und die Luft darüber. All dies hat etwas mit unserem Wetter zu tun. Leipziger Forscher gehen auf Expedition in die Arktis.

Von Stephan Schön

Schnelle Erwärmung mit Folgen. Das Polareis der Arktis schmilzt. Das trifft zunächst vor allem die Tiere dort. Doch es wirkt sich auch bei uns aus.
Schnelle Erwärmung mit Folgen. Das Polareis der Arktis schmilzt. Das trifft zunächst vor allem die Tiere dort. Doch es wirkt sich auch bei uns aus.

© Stefan Hendricks

Das Labor ist ein Kasten. Grau-weiß-grau-blau, es könnte farbenfroher sein. Es ist ein Schatz. Zumindest wird der Kasten so behütet. Eine große Tür führt hinein, es gibt keine Fenster. Aber eine Luke, die existiert nur für den Laserstrahl. Es gibt eine Heizung an kalten Wintertagen. Nein, nicht für die dort tätigen Meteorologen, Physiker, Chemiker. Es geht nur darum, dass es der Technik da drinnen gut geht. Den Sensoren und Rechnern. Es ist die Messstation, die mit ins Nordpolar-Eis kommt.

Jetzt endlich soll dieser neue Container ankommen im Leipziger Leibniz-Institut für Troposphärenforschung (Tropos). Die Forscher warten schon darauf. Es ist die mobile Basis für die Luft- und Wolkenforschung. Wetterfest und hochseetauglich. 2017 schippert dieses mobile Labor mit dem deutschen Forschungseisbrecher Polarstern durch die Arktis. An Bord befindet sich dann auch ein Leipziger Wissenschaftlerteam – und die Sächsische Zeitung. Die Wissenschaftsredaktion wird die Forscher auf ihrem langen Weg durch das Eis begleiten und ist dabei fest eingeplant in den Tagesablauf an Bord – tätig als Journalist und als Hilfswissenschaftler. Öfter mal steht dann auch die Eisbärenwache im Dienstplan. Der Wissenschaftliche Fahrtleiter Andreas Macke, Direktor des Tropos, ist sich in diesem Punkt schon mal ziemlich sicher: „Da brauchen wir immer mal jemanden.“ – Weil dieser Job zwingend nötig ist, aber eben leider von der eigentlichen wissenschaftlichen Arbeit abhält.

Seit mehr als einem Jahr schon laufen die Vorbereitungen für diese Arktis-Expedition. Und ein Jahr bleibt den Wissenschaftlern noch. „Das ist nicht so viel Zeit“, sagt Andreas Macke. Was dann 2017 im Nordpolargebiet auf dem Eis und auch darüber erforscht werden soll, ist in seiner Komplexität für die Arktis neu. Genau das mache auch die Schwierigkeit aus, alles aufeinander perfekt abzustimmen, erklärt Manfred Wendisch, Direktor des Instituts für Meteorologie an der Universität Leipzig. Er ist Chef des neuen großen Forschungsbereichs Transregio 172. Die Arktis-Expedition mit der Polarstern gehört dort dazu.

Wasser statt Eis

Zwei Institute und drei Universitäten arbeiten für die nächsten vier Jahre zusammen. Es sind die Unis von Leipzig, Köln und Bremen sowie das Polarforschungsinstitut AWI und die Leipziger Troposphärenforscher vom Tropos. Zwölf Millionen Euro stehen dafür zur Verfügung. Mit Verlängerung könnte dieses Klima-Großprojekt aber durchaus noch bis 2028 fortgesetzt werden. AC³, dahinter verbirgt sich die Forschung zu „Arktischen Klimaveränderungen“. Die Arktis befindet sich bereits mehr als andere Regionen der Erde mitten im Klimawandel, sie ändert sich rasch. Schon jetzt schmilzt das Meereis am Nordpol von einem Minimum zum nächsten. „Es könnte sein, dass in 40 bis 50 Jahren in der Arktis im Sommer gar kein Meereis mehr vorhanden ist“, erklärt Manfred Wendisch. Weniger Eis, das hat Folgen für die Wolkenbildung. Das wiederum hat Rückwirkungen bis hin zu den polaren Luftströmungen, den Jetstreams, die auch unser Wetter mitbestimmen.

Warum aber schmilzt das Eis der Arktis so unerwartet schnell? Was stimmt da in den Klimamodellen nicht? Und vor allem, welche Auswirkungen hat all dies auf das Wetter, die Witterung und das Klima hier bei uns? Das sind einige der zentralen Fragen, über die Manfred Wendisch mit seinen Wissenschaftlern beim Kick-off-Meeting im Kloster Nimbschen bei Leipzig diskutiert. An die 100 Wissenschaftler wollen gemeinsam diese Fragen beantworten. Dazu brauchen sie vor allem eines: Daten von vor Ort.

Vom Eis, aus dem Wasser, von der Luft und aus den Wolken. Alles zeitgleich, alles vom gleichen geografischen Ort. Genau das wird die logistische Herausforderung für diesen Forschungsverbund. „Wir wollen die Wechselwirkungen von Meeresoberfläche, Eis, Atmosphäre und Wolken verstehen“, sagt Wendisch. Auch deshalb sind im kommenden Jahr dann Meteorologen, Klimaforscher, Chemiker, Mikrobiologen, Physiker und Informatiker mit dem deutschen Forschungseisbrecher Polarstern im Nordpolargebiet unterwegs.

Das Alfred-Wegener-Institut (AWI) in Bremerhaven betreibt dieses schwimmende Großlabor. Gut 50 Wissenschaftler, noch einmal so viele Mann Besatzung und die Helikoptercrew fahren bis an die Eiskante jenseits von 82 Grad Nord, berichtet der Wissenschaftliche Fahrtleiter Andreas Macke über die Fahrtplanung. Die Polarstern ist dann einen Monat lang sein Forschungsinstitut im Eis. Es driftet mit dem Eis. Rings um das Schiff werden Eisstationen aufgebaut. Sie arbeiten automatisch und liefern Daten zum Zustand von Eis und Atmosphäre.

Schnüffelstück an Bord

Der neue Seecontainer vom Tropos ist dann an Bord der Polarstern in voller Aktion. Ein zweiter befindet sich hoch oben am Oberdeck des Schiffs mit einem metergroßen Lufteinlass. Dieses gigantische Schnüffelstück soll letztlich, ähnlich wie die Polarflugzeuge vom AWI, die Aerosole und Partikel einfangen. Der Chemikerin Manuela van Pinxteren reicht all das immer noch nicht. Sie fährt daher mit ihrem Team immer wieder im Schlauchboot hinaus. Die eiskalte Flut unter sich, und hoffentlich hin und wieder mal Windstille und Polarsonne darüber. Proben der Wasseroberfläche will sie nehmen. Große Glasplatten taucht sie dafür ins Wasser. Was daran vom Oberflächenfilm des Meeres haften bleibt, wird dann im Labor untersucht, berichtet die Leipziger Forscherin.

Vom AWI-Stützpunkt in Spitzbergen aus machen sich immer wieder zwei Forschungsflugzeuge auf den Weg zur Polarstern. Sie bringen aber keinen Nachschub, sondern sie schaffen noch einmal mehr Messtechnik heran. Sie holen sich direkt aus den unterschiedlichen Flughöhen die Daten. Sie fliegen unter, über und mitten durch die Wolken.

Zu all dem schauen gleich mehrere Satelliten sehr genau auf diese Polarregion herab. Währenddessen schwebt der Ballon vom Tropos über der Polarstern und misst dort, was die Atmosphäre so zu bieten hat. Die Forscher rücken mit einem Großaufgebot an Technik an, um so exakt wie möglich zeitgleich alle nur denkbaren Daten zu sammeln. Das Ganze ist ein gigantisches Puzzle. Wird es korrekt zusammengesetzt, dann bekommen die Wissenschaftler ein Bild von der nordpolaren Wetterküche.

Und während es nun in Sachsen gerade mal sommerlich und warm wird, hoffen die Leipziger Forscher schon jetzt auf einen schönen, also auf einen knackig kalten, stürmischen und rauen Winter. Mit vielen Partikeln, also viel Ruß in der Luft. Zumindest kurzzeitig. Ein Härtetest soll es werden, nein, nicht für die Forscher, sondern für die neue Technik. Dann nämlich, im Januar, muss diese zeigen, ob sie auch wirklich polartauglich ist. Drinnen im Container und draußen dran. Am Boden und in der Luft. Nach dieser einen Generalprobe bleiben nur noch vier Monate, bis die Polarstern mit den Leipziger Wissenschaftlern ablegt. Ihr Ziel: das Polareis.

www.ac3-tr.de