Polar Patterns - Die Polarmeere aus der Vogelperspektive
Immer anders, immer neu: So lassen sich die Farben und Formen beschreiben, welche Frost, Wind, Wellen, Wasser und Sonne tagtäglich in der Arktis und Antarktis kreieren. Wer ihre Schönheit einfangen möchte, muss wie die AWI-Meereisphysiker abheben. Für sie gehören Messflüge über das Eis zum Pflichtprogramm einer jeden Expedition. Als wissenschaftlicher Standard gilt dabei, dass bei jedem Flug ein bis zwei Fotokameras die Landschaft zu Füßen der Wissenschaftler dokumentieren. Ein senkrecht nach unten gerichteter Fotoapparat ist im Rumpf des Forschungsflugzeuges montiert, ein anderer im Gehäuse des torpedoförmigen Meereisdickensensors "EM-Bird", der in 30 Metern Höhe über das Eis geflogen wird. Auf diese Weise sind in den zurückliegenden Jahren Tausende einzigartige Aufnahmen entstanden. Die schönsten zeigen wir in dieser Galerie.
Auf den Punkt gebracht
Aussagen zur Zukunft der Schifffahrt in der Arktis
Haben Fracht- und Kreuzfahrtschiffe bald freie Fahrt auf dem Arktischen Ozean? Diese Frage wird Meereis-Experten angesichts der abnehmenden Eisfläche in der Arktis immer häufiger gestellt. AWI-Wissenschaftler sind ihr nachgegangen - im Rahmen des großen EU-Forschungsprojektes ACCESS. Hier fassen wir wichtige Erkenntnisse des Projektes zusammen.
Die Ausdehnung und das Volumen des arktischen Meereises haben seit den 1980er Jahren stark abgenommen. Dieser langfristige Trend wird jedoch überlagert von einer großen Jahr-zu-Jahr-Variabilität. Aufgrund seiner verringerten Dicke ist das Meereis heute empfindlicher gegenüber atmosphärischen Schwankungen, zu denen u.a. Stürme oder ungewöhnlich warme Phasen zählen.
Eine Auswertung der in der Arktis am besten funktionierenden Modelle des Weltklimarates lässt bis zum Jahr 2040 einen weiteren Rückgang der sommerlichen Meereisbedeckung und -dicke erwarten. Die Jahr-zu-Jahr-Variabilität bleibt aber hoch, ebenso wie die Bandbreite der Modellprojektionen in den für die Schifffahrt relevanten Bereichen auf den Kontinentalschelfen. Es bleibt zu erwarten, dass trotz des Meereisrückganges enge und flache Passagen auch weiterhin durch Meereis blockiert werden können.
Bereits heute transportieren einige Reedereien Massengut über die gesamte Nordostpassage – und das rentabel im Vergleich zu den längeren Strecken via Suez- oder Panamakanal. Eine Verlängerung der schiffbaren Saison ist langfristig zu erwarten, allerdings fällt eine langfristige Planung aufgrund der Jahr-zu-Jahr-Schwankungen schwer. Die Begleitung von Frachttransporten durch Eisbrecher wird daher auch weiterhin erforderlich sein. Außerdem hängt die Rentabilität sehr von den globalen Märkten ab (z. B. Ölpreis). Eine Zunahme des Tourismus in der Arktis wird erwartet.
Momentan ist der Effekt des arktischen Schiffsverkehrs auf die globale Erwärmung sehr gering. Bei einer Zunahme des Verkehrs kann allerdings die lokale Luftqualität beeinträchtigt werden. Hier ist eine Regulierung der Treibstoffe gefragt.
Der zunehmende Schiffsverkehr wird aufgrund von 'Schallverschmutzung' (Lärm) zum Problem, insbesondere für Meeressäuger. Ungeklärt bleibt außerdem die Frage nach den Folgen der Schadstoffemissionen in die Luft sowie nach Risiken durch Ballastwasser.
Derzeit gibt es keine ausreichenden Sicherheitsvorkehrungen für den Schiffsverkehr auf dem Arktischen Ozean. Eine Erhöhung der Sicherheit erfordert große Investitionen in die Infrastruktur: Dazu zählen ein polumspannendes internationales Not-Rettungssystem (SAR), Notfallpläne für Evakuierungsmaßnahmen, detaillierte Seekarten sowie eine umfassende Wetter- und Eisvorhersage, um nur einige zu nennen.
Die stark veränderliche Meereisbedeckung erfordert zudem eigene Entwicklungen von Rettungssystemen für eisbedeckte Routen (Besatzung, Schiffstourismus).
Ein Problem stellen die großen Lücken bei der Frage dar, was passiert, wenn es in eisbedeckten Gebieten zu einem Ölunfall kommt. Der Stand der Forschung ist hier noch unzureichend – vor allem bei Fragen wie: Wie verhält sich das Öl auf und unter dem Eis? Wie gut lässt sich seine Ausbreitung vorhersagen und wie lässt es sich überhaupt im eisbedeckten Gewässer bekämpfen?
Zur Zeit gibt es keine einheitlichen Regelungen, die vorschreiben, wie in einem solchen Fall in den von jeweils unterschiedlichen Nationen regulierten Gebieten wirksame Rettungs- oder Schutzmaßnahmen eingeleitet werden sollen.
Im Projekt ACCESS haben verschiedene Partner begonnen, eine Reihe wissenschaftlicher Werkzeuge mit Bezug zur arktischen Schifffahrt zu entwickeln. Dazu gehören:
ein System zum Quantitativen Design eines Beobachtungssystems (Quantitative Network Design/ OASys und FastOpt Hamburg)
ein System zur Berechnung von Treibstoffverbrauch und Schadstoffausstoß in der Eisnavigation (ICEROUTE/HSVA Hamburg)
ein Marine Spatial Planning Tool (MSP) - dahinter verbirgt sich ein GIF-basiertes Planungswerkzeug (NERC Southampton)
ein System zum integrierten Ökosystem-basierten Management (BEIJER Stockholm)
Einige der in ACCESS identifizierten wichtigen nächsten Schritte mit Relevanz für arktische Schifffahrt sind:
Monitoring: Modellunterstützer Aufbau eines integrierten 'Arctic Observing System': Ozean, Eis/Schneeauflage, Atmosphäre plus gegebenenfalls Ökosystem-relevante und sozioökonomische Parameter
Forschungsbedarf: Schadstoffverhalten in arktischer Atmosphäre
Forschungsbedarf: Öl in eisbedeckten Gewässern
Forschungsbedarf: Schallverschmutzung in veränderten Eis– und Ozeanbedingungen
Forschungsbedarf: Eisdynamik auf schifffahrtsrelevanten Zeit- und Raumskalen
Forschungsbedarf: weiterhin „cross-sectoral research“
Notwendige neue Fördermaßnahmen für die „neue, noch internationalere Arktis“: Die Möglichkeit zu international finanzierten Projekten (jenseits der EU)
Das Forschungsprojekt ACCESS (Arctic Climate Change, Economy and Society) ist nach vierjähriger Laufzeit im Februar 2015 beendet worden. Zur Zeit werden die Ergebnisse zusammengefasst und ein Synthese-Report vorbereitet. Das Ziel des Projektes lautete, eine wissenschaftliche Grundlage zu schaffen, auf deren Basis politische und wirtschaftliche Entscheidungsträger sowie die Gesellschaft insgesamt die kommenden Veränderungen des Arktischen Ozeans im Zeithorizont bis zum Jahr 2040 so nachhaltig wie möglich gestalten können.
Das Projekt war sektorenübergreifend angelegt und umfasste interdiszipläre Arbeiten in den Bereichen (1) Klimaforschung und Umwelt, (2) Schifffahrt und Tourismus, (3) Fischerei, (4) Öl- und Gasförderung und das Aufdecken von Handlungsoptionen für (5) politische Entscheidungsträger (Governance).
In dem Projekt arbeiteten etwa 100 Forscher und Forscherinnen aus 26 Institutionen und Firmen aus 10 Ländern. Sie kamen aus den Bereichen Natur- und Sozialwissenschaft, Wirtschaftswissenschaft und Technik und pflegten einen engen Kontakt mit diversen sogenannten 'Stakeholdern' aus der Wirtschaft, Wissenschaft und lokalen Bevölkerungsgruppen.
Deutschland war im Projekt ACCESS vertreten durch die Institutionen AWI, DLR, IFW, HSVA und EWI sowie die Firmen OASys-Ocean Atmosphere Research, FastOpt, JSC-Consulting und IMPAC.
AWI-Mitarbeiter waren an der Koordination des Projektes sowie in den wissenschaftlichen Arbeitsbereichen der Klimaprojektion und Eisvorhersage in der Arktis federführend beteiligt. Zudem unterstützte das AWI Luftschadstoffmessungen und die Meereis-Fernerkundung durch den Satelliten CryoSat2. Der Forschungseisbrecher Polarstern sowie das Forschungsflugzeug Polar 5 spielten als Forschungsplattformen auch für AWI-externe Teams des Projektes eine wichtige Rolle.
