Erfassung der Eisdicke

Die Meereisdicke gehört zu den wichtigsten und zugleich am wenigsten bekannten Klimaindikatoren der Polarregionen.

Die flächendeckende Vermessung der Dicke des Meereises ist essentiell, um den Verlust oder aber auch die Zunahme des Meereises erfassen zu können. Die Meereisdicke gehört zu den wichtigsten und zugleich am wenigsten bekannten Klimaindikatoren der Polarregionen. Den Regionen, die mit Meereis bedeckt sind, kommen deshalb neben den inländischen Gletschergebieten im Rahmen der Erforschung des Klimawandels eine enorme Bedeutung zu.

Eine einfache Methode der Eisdickenmessung besteht darin, in einem definierten Gebiet mehrere Löcher mit einem Durchmesser von ca. 5 cm durch das Eis zu bohren und die Tiefe mit einem Maßband zu messen. Diese Vorgehensweise wird an möglichst vielen Stellen wiederholt, um nicht nur punktuelle Aussagen treffen zu können, sondern für ein größeres Areal. Solche Messungen werden vornehmlich dort durchgeführt, wo lokal hochgenaue Eisdickeninformationen benötigt werden. Dies geschieht z. B. an Forschungsstationen wie auf Spitzbergen sowie während Expeditionen mit dem Forschungsschiff "Polarstern".

Die schnellere und weiträumigere Erfassung der Eisdicke erfolgt mit dem elektromagnetischen Induktionsverfahren, einer geophysikalischen Methode bei der der Unterschied der elektrischen Leitfähigkeit zwischen dem Meerwasser und dem Eis ausgenutzt wird, um die Dicke des Eises zu bestimmen.

Ein solches Instrument kann sowohl auf einem Schlitten über das Meereis gezogen als auch vom Hubschrauber oder Flugzeug aus eingesetzt werden, um größere Gebiete zu vermessen. Seit 2001 verfügt das Alfred-Wegener-Institut über eine eigens entwickelte Hubschrauber-getragene Eletromagnetik (EM)-Eisdickensonde, die mittlerweile auch im Polarforschungsflugzeug "Polar-5" betrieben werden kann. Hiermit lässt sich die Meereisdicke im zentralen Bereich der Arktis, welcher im Frühjahr für Schiffe unzugänglich ist, bestimmen .

Durch satellitengestützte Fernerkundung werden heutzutage die Dicke und die saisonale Ausdehnung des Meereises genau erfasst. Eine hierfür wichtige Satellitenmission ist beispielsweise CryoSat, die von der Europäischen Weltraumagentur (ESA) seit April 2010 realisiert wird. Die Eisdicke wird vom Satelliten aus mit dem Radar erfasst. Dabei sendet ein Radar-Altimeter kurze Impulse aus und misst die Laufzeit der Signale vom Satelliten zum Boden und zurück. Das Radar-Altimeter von Cryosat wurde speziell für die Mission angepasst und erlaubt erstmals die präzise Messung von scharfen Kanten und Abbrüchen, die für die Ermittlung der tatsächlichen Eisdicke wesentlich ist.

Die mit Satelliten erfassten Daten müssen allerdings mit den Feldinformationen und Messungen abgeglichen werden, da beispielsweise die Dichte des Eises nicht homogen ist. Die Satellitendaten werden, um die Gelände- und Eisprobeninformationen entsprechend korrigiert.

Eine Methode, die eine schnelle und weiträumige Messung der Meereisdicke ermöglicht, ist das elektromagnetische (EM) Induktionsverfahren. Ein solches Instrument kann sowohl auf einem Schlitten über das Meereis gezogen als auch mit Helikoptern und Flugzeugen für längere Strecken geflogen werden. Das Video zeigt den Einsatz der Messmethodik an dem Forschungsflugzeug Polar 5. Das Messinstrument (EM-Bird) befindet sich bei Start und Landung in einem Nest unterhalb des Flugzeuges. Über Meereis wird dann das Instrument mittels einer Winde bis auf 20 Meter nach unten gelassen. Weitere Informationen zur Meereisdickenbestimmung mit dem EM-Bird beim AWI.

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