Eis-Karten der Arktis und Antarktis

Aus den Daten der Polargebiete erstellen Wissenschaftler der Uni Bremen mit einem eigens entwickelten Verfahren täglich aktualisierte Meereiskarten, die über die Ausdehnung des Meereises in Arktis und Antarktis Auskunft geben. Dies sind die detailliertesten Karten, die weltweit zur Verfügung stehen. Sie werden von der Schifffahrt und den Wetter- und Eisdiensten zahlreicher Länder genutzt. Für die erfolgreiche Mitarbeit in internationalen Science-Teams wurden Bremer Wissenschaftler vor kurzem ausgezeichnet.

Wichtig für die Schifffahrt: Die Bremer Eiskarte zeigt die Ausdehnung des Eises
Das Meereis der Arktis schmilzt, es geht Jahr für Jahr zurück. Diese Informationen stammen von passiven Mikrowellensensoren, die auf Satelliten die Erde umkreisend seit mehr als drei Jahrzehnten die Pole beobachten. Ihr großer Vorteil: Sie messen unbeeinflusst von Lichtverhältnissen (Polarnacht) und Bewölkung. Aus den Daten beider Polargebiete erstellen Wissenschaftler vom Institut für Umweltphysik (IUP) der Universität Bremen mit einem eigens entwickelten Verfahren täglich aktualisierte Meereiskarten, die über die Ausdehnung des Meereises in Arktis und Antarktis Auskunft geben. Dies sind die detailliertesten Karten, die täglich global zur Verfügung stehen. Sie werden von der Schifffahrt und den Wetter- und Eisdiensten zahlreicher Länder genutzt. Für die Wissenschaft sind sie interessant, weil sie Hinweise auf die globale Klimaentwicklung geben.

Die Arbeiten der Bremer Umweltforscher um Professor Justus Notholt, Dr. Lars Kaleschke und Dr. Georg Heygster – die eng mit dem Alfred Wegener Institut in Bremerhaven kooperieren – finden in der ganzen Welt große Aufmerksamkeit. Georg Heygster beispielsweise ist im vergangenen Jahr von japanisch-amerikanischer Seite für seine erfolgreiche Mitarbeit zweimal mit einem „Group Achievement Award“ ausgezeichnet worden: von der National Areonautics and Space Administration, besser bekannt unter NASA, und deren Forschungszentrum Goddard Space Flight Center. Er gehört nämlich – quasi als europäischer Exot – zu japanisch-amerikanischen Science-Teams, die seit 2002 die Erfahrungen mit der neuesten Generation von Mikrowellensensoren auf den Satelliten ADEOS II und Aqua auswerten. Mit der jetzt erreichten Auflösung von etwa fünf Kilometern der Bilder von den AMSR-Sensoren (Advanced Microwave Scanning Radiometer) kann man Untersuchungen in Angriff nehmen, die früher nicht möglich waren, etwa die genaue Überwachung von eisfreien Gebieten im sonst eisbedeckten Ozean. Für die Schifffahrt ermöglichen die Bilder Aussagen darüber, ob eine Passage in arktischen Gewässern noch eisfrei oder nicht mehr befahrbar ist. Zwar gibt es optische und Radar-Satellitenbilder, die höher aufgelöst sind. Diese stehen jedoch nicht täglich für die gesamte Erdoberfläche zur Verfügung.

Nicht nur die Bremer Eiskarten sind für die Schiffsnavigation äußerst wichtig. Verbesserungen für die Wettervorhersage bringt auch ein weiteres, in der Entwicklung befindliches Verfahren: Die mit AMSR gewonnenen Daten lassen auch Aussagen zur Bewölkung über dem Meereis zu, einschließlich deren Flüssigwassergehalt. Diese Information ist für die Wettervorhersage wichtig, weil sie mit dem Wolkenflüssigwasser über Meereis eine Komponente des globalen Klimasystems erfasst, die bisher nicht global zu messen war.

Das Verfahren wird darüber hinaus dazu dienen, mögliche Klimaänderungen frühzeitig und genau zu beschreiben. Die Folgen für den Klimakreislauf durch globale Erwärmung, Abschmelzen des Meereises und erhöhte Wasserdampfbildung durch die Sonneneinstrahlung sind nämlich noch nicht vorhersehbar. Mögliche Szenarien könnten sein: Durch erhöhte Wolkenbildung werden die Sonnenstrahlen verstärkt reflektiert und der globale Erwärmungseffekt gebremst. Oder: Das veränderte Meereis beeinflusst das globale Wettersystem, indem sich beispielsweise das Entstehen von Tiefdruckgebieten ändert. Fest steht für die Klimaforscher allerdings, dass sich Klimawandlungen zuerst und ausgesprochen deutlich in den polaren Breiten abzeichnen. Denn während Wasser Sonnenstrahlen absorbiert, reflektiert Eis diese.

Mit diesen Aktivitäten sind die Bremer Wissenschaftler gemeinsam mit den Kollegen vom Bremerhavener Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung an europäischen Forschungsaktivitäten beteiligt. Im großen EU/ESA-Programm ICEMON (ICE-Monitoring) werden Arktis und Antarktis mit einer Vielzahl von Satellitensensoren überwacht, um Daten zur Sicherheit der Schifffahrt, aber auch über Klima und Umwelt sowie zum Ressourcen-Management zu erhalten – mit Hilfe des Know-hows der Umweltphysiker von der Universität Bremen.

Weitere Informationen:

Universität Bremen
Institut für Umweltphysik
Prof. Dr. Justus Notholt
Dr. Georg Heygster
Tel. 0421 218 3910
Email: heygster@uni-bremen.de