Arktische Hitzewellen
Innerhalb der letzten 25 Jahre wurde ein spektakulärer Anstieg der bodennahen Lufttemperatur in der Arktis beobachtet, welcher 2-3 mal stärker ist im Vergleich zur globalen Erwärmung. Dieses Phänomen wird als „Arktische Verstärkung“ bezeichnet. Die erhöhte Erwärmung in der Arktis geht einher mit dramatischen Veränderungen von weiteren Klimaparametern, z.B. hat sich das arktische Meereseis erheblich zurückgezogen. Allerdings können numerische Klimamodelle diesen Rückgang noch nicht korrekt reproduzieren. Es ist daher zwingend erforderlich, die Ursachen dieser und weiterer Unstimmigkeiten in den Modellen zu identifizieren und die Beschreibung der arktischen Klimaentwicklung durch die numerischen Modelle zu verbessern.
Zu diesem Zweck wurde 2016 im Rahmen eines von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Sonderforschungsbereiches „TR 172“ eine Serie von aufwendigen Beobachtungsmissionen in der Arktis gestartet. Dabei werden das Forschungsschiff Polarstern des Alfred-Wegener-Instituts (AWI), sowie mehrere Forschungsflugzeuge eingesetzt.
Satellitenbeobachtungen, bodengebundene Messungen sowie eine Kaskade von Klimamodellen tragen ebenfalls zu diesen Aktivitäten wesentlich bei. Koordiniert werden diese Vorhaben im sogenannten „Year of Polar Prediction“, welches ab Mai 2017 anläuft. Der Höhepunkt dieser Anstrengungen zur Aufklärung der gekoppelten Ursachen der Arktischen Verstärkung wird für 2019/2020 geplant. Dabei wird ein aufwendiges, internationales Feldexperiment durchgeführt (MOSAiC, The Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate) wobei die Polarstern im Arktischen Ozean eingefroren wird und dann mit dem Meereis für ein Jahr driftet. Begleitet wird dieses Unternehmen von einer Vielzahl weiterer Beobachtungen mit anderen Forschungsplattformen. Das AWI hat die Federführung für MOSAiC, insbesondere für die aufwendige logistische Planung. Der TR 172 liefert einen wesentlichen deutschen Beitrag zur wissenschaftlichen Planung und Datenauswertung.
Prof. Dr. Manfred Wendisch hat an der Humboldt-Universität Berlin Meteorologie studiert. Nach seiner Promotion an der Universität Leipzig hat er am Leipziger Institut für Troposphärenforschung gearbeitet, mit zwischenzeitlichen längeren Gastaufenthalten inden USA und China. Seit 2006 ist er Professor für Meteorologie, zuerst in Mainz und ab 2009 in Leipzig. Seine Forschungsinteressen umfassen atmosphärische Wolken sowie das Arktischen Klimasystem, wozu er einen Sonderforschungsbereich als dessen Sprecher leitet.
Während MOSAiC werden Schlüsselprozesse untersucht, welche wesentlich zur Arktischen Verstärkung beitragen können. Insbesondere werden Probleme bei der Beschreibung von Energieflüssen, Effekte von Wolken sowie mögliche Fernwirkungen der Klimaänderungen in der Arktis auf das Wetter in mittleren Breiten diskutiert.
Tiefe (weniger als 3 km Höhe) Wolken spielen eine besondere Rolle im Arktischen Klimasystem. Im Gegensatz zu den mittleren Breiten wirken tiefe Wolken in der Arktis hauptsächlich erwärmend auf die untere Atmosphäre. Das liegt an den konkreten Umgebungsbedingungen in der Arktis. Dazu gehören ein oftmals tiefer Sonnenstand, das zeitweise Fehlen von Sonneneinstrahlung (Polarnacht), eine gewöhnlich hohe Bodenreflexion durch Schnee und Eis, sowie gewöhnlich sehr niedrige atmosphärische Grenzschichthöhen. Diese besonderen Verhältnisse bedingen in der Regel eine Verstärkung der globalen Erwärmung in der Arktis. Weiterhin existieren in der Arktis sehr häufig Mischphasenwolken, die gleichzeitig flüssige Wolkentropfen und Eiskristalle enthalten, und ebenfalls zu einer zusätzlichen Erwärmung beitragen. Während MOSAiC wird das Zusammenspiel dieser Faktoren mit weiteren Klimaparametern (Meereseisbedeckung, Wasserdampf, Aerosolpartikeln) untersucht.
Die hier veröffentlichten Inhalte und Meinungen der Autoren entsprechen nicht notwendigerweise der Meinung des Wissenschaftsjahres 2016*17 – Meere und Ozeane.
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