MehrZu:
Luftfahrt
Eisstrukturen und Eisbärenspuren auf einer arktischen Eisscholle:
Eiss­truk­tu­ren und Eis­bä­ren­spu­ren auf ei­ner ark­ti­schen Eis­schol­le:
Bild 1/6, Quelle: StandardQuelle

Eisstrukturen und Eisbärenspuren auf einer arktischen Eisscholle:

Das Luft­bild der Ka­me­ra MACS-Po­lar aus ei­ner Flug­hö­he von 100 Me­tern über Grund in der Fram­stra­ße zwi­schen Grön­land und Spitz­ber­gen zeigt mit ei­ner Auf­lö­sung von 2 Zen­ti­me­ter pro Pi­xel deut­lich die Spu­ren von Eis­bä­ren. Zu­dem ist die Rau­ig­keit und Struk­tur des Ei­ses zu er­ken­nen, die be­son­ders in­ter­essant für die Ana­ly­se des Mee­rei­ses sind.
Forschungsflugzeug Polar 6 am Flughafen Longyearbyen, Spitzbergen
For­schungs­flug­zeug Po­lar 6 am Flug­ha­fen Lon­gyear­by­en, Spitz­ber­gen
Bild 2/6, Quelle: StandardQuelle

Forschungsflugzeug Polar 6 am Flughafen Longyearbyen, Spitzbergen

Das elek­tro­ma­gne­ti­sche Mess­sys­tem EM-Bird des AWI misst bei ei­nem Tief­flug von 15 Me­ter Hö­he die Di­cke des Mee­rei­ses.
Am Arbeitsplatz in der Polar 6
Am Ar­beits­platz in der Po­lar 6
Bild 3/6, Quelle: Alfred-Wegener-Institut / Esther Horvath (CC-BY 4.0)

Am Arbeitsplatz in der Polar 6

Jörg Brauch­le vom DLR-In­sti­tut für Op­ti­sche Sen­sor­sys­te­me wäh­rend ei­nes Flu­ges über der Ark­tis an Bord der Po­lar 6.
Messung Treibeis
Mes­sung Treib­eis
Bild 4/6, Quelle: StandardQuelle

Messung Treibeis

Hoch­auf­ge­lös­ter Ka­me­ra­blick auf das ark­ti­sche Treib­eis: Das Luft­bild der Ka­me­ra MACS-Po­lar aus 100 Me­ter Flug­hö­he zeigt das ark­ti­sche Treib­eis mit ei­ner Auf­lö­sung von 2 Zen­ti­me­ter pro Pi­xel. Ein­ge­zeich­net ist die Ver­mes­sung ei­ner Eis­schol­le mit ei­ner Län­ge von 15,1 Me­ter.
Sensorik am Forschungsflugzeug Polar 5
Sen­so­rik am For­schungs­flug­zeug Po­lar 5
Bild 5/6, Quelle: StandardQuelle

Sensorik am Forschungsflugzeug Polar 5

At­mo­sphä­ren­for­schen­de des DLR un­ter­su­chen mit Hil­fe der Po­lar 5 die bis­her un­ter­schätz­te Kli­ma­wir­kung von Wol­ken über dem Ark­ti­schen Oze­an.
MOSAiC: Arktische Wolke
Ark­ti­sche Wol­ke
Bild 6/6, Quelle: StandardQuelle

Arktische Wolke

Wol­ken tra­gen maß­geb­lich zur ra­san­ten Er­wär­mung der Ark­tis bei.
  • Hochaufgelöste Kamerabeobachtungen der Arktis aus der Luft schließen Lücke zwischen der sehr aufwendigen detaillierten Erkundung am Boden und den großflächigen, aber geringer auflösenden Fernerkundungsdaten aus dem Weltall.
  • DLR-Atmosphärenforscher untersuchen zudem die arktischen Wolken, die maßgeblich zur Erwärmung der Polarregion beitragen.
  • Das vom DLR entwickelte Kamerasystem MACS soll Aufnahmen im nah-infraroten sowie im thermalen Infrarotspektrum möglich machen.
  • Im Rahmen der MOSAiC-Expedition erforschen Wissenschaftler aus 20 Nationen die Arktis im Jahresverlauf.
  • Schwerpunkte: Luftfahrt, Raumfahrt, Klimawandel, Globaler Wandel, Erdbeobachtung.

Aktuell finden erstmals seit den Einschränkungen durch die Corona-Pandemie wieder Flüge der Forschungsflugzeuge Polar 5 und Polar 6 vom Flughafen Longyearbyen auf Spitzbergen in die zentrale Arktis statt. Beide Maschinen fliegen im Rahmen der MOSAiC-Expedition unter Leitung des Alfred-Wegener-Instituts Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) zur Untersuchung von Atmosphäre und Meereis. Mit an Bord: die hochauflösende Luftbildkamera MACS (Modular Aerial Camera System) sowie Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR). Besonders interessiert die Forschenden, wie sich die Dicke des untersuchten Meereises entwickelt und wie die Veränderungen der Eisflächen besser sichtbar gemacht werden können. Die zudem beteiligten DLR-Atmosphärenforscher wollen herausfinden, auf welche Weise sich Wolken über dem Arktischen Ozean bilden.

Vom Mount Everest in die Arktis

Bereits eine frühere Version des Kamerasystems MACS hat am Mount Everest im Himalya Aufnahmen von Eis und Schnee unter extremen Umweltbedingungen in 3D und hoher Detailtiefe geliefert. "Diese Erfahrungen haben wir genutzt, um nun ein weiterentwickeltes Kamerainstrument zur Fernerkundung polarer Regionen zu entwickeln, das neben einem Kanal für sichtbares Licht auch über einen Kanal für das nah-infrarote Licht sowie für thermales Infrarot verfügt", berichtet Jörg Brauchle vom Berliner DLR-Institut für Optische Sensorsysteme, der mit an Bord der Polar 6 fliegt. "Damit schließen wir eine Lücke zwischen der sehr aufwendigen detaillierten Erkundung am Boden und den großflächigen, aber geringer auflösenden Fernerkundungsdaten aus dem Weltall", so Brauchle weiter.

Drei spektrale Kanäle im Vergleich
Drei spektrale Kanäle im Vergleich
Das Bild zeigt eine Eisfläche als Farbbild, in nah-infrarotem und thermal-infrarotem Spektrum (v.l.n.r.). Aus der Kombination verschiedener Kanäle lassen sich u.a. Schmelztümpel oder überfrierende Risse bestimmen.
Quelle: StandardQuelle

Die MACS-Aufnahmen aus der Luft ermöglichen es, automatisch den Eis-Bedeckungsgrad auf dem Wasser sehr hochaufgelöst zu bestimmen. Zudem helfen die optischen Aufnahmen den Forschern Rauigkeiten von Eis und Schnee abzuleiten, um beides besser charakterisieren und klassifizieren zu können sowie Prozesse im Meereis besser zu verstehen. Die nah-infraroten Aufnahmen dienen zur automatischen Detektion von Wasser und Eisschollen, die thermalinfraroten Bilder lassen Temperaturunterschiede zwischen Eis und Umgebung sowie überfrierende Risse besser erkennen. Durch die hohe Aufnahmerate von vier Bildern pro Sekunde ist es möglich, auch bei tiefen Flügen von nur 100 Metern über Grund lückenlos alles aufzunehmen, was sich unter dem Flugzeug befindet. Es können Details von bis zu zwei Zentimetern Größe erkannt werden.

Bild einer Eisfläche im thermalen Infrarot (TIR)
Bild einer Eisfläche im thermalen Infrarot (TIR)
Die Thermalkamera löst bis zu 40 Zentimeter große Details auf und zeigt Risse, welche Aufschluss über die Dynamik der Eisfläche geben. Aufgenommen 84°Nord, 6°Ost.
Quelle: StandardQuelle

Seit den ersten Flügen Anfang September konnten mit MACS mehr als 300.000 Bilder aufgenommen werden. "Selbst bei den derzeit sehr geringen Temperaturunterschieden zwischen Wasser und Eis sind deutliche thermale Signaturen erkennbar", unterstreicht Brauchle. "Wenn die Kamera auf einer der kommenden Winterexpeditionen eingesetzt wird, sind noch größere Temperaturunterschiede zu erwarten, die der leistungsfähige Thermalsensor dokumentieren wird." Insgesamt helfen die detaillierten Eis-Daten bei der Verbesserung von Klimamodellen und dienen als Trainingsgrundlage für neue KI-Methoden, mit deren Hilfe die große Anzahl an Bildern ausgewertet werden sollen. Neben der Dokumentation der Oberflächeneigenschaften des Meereises kommt für die Meereisdickenmessung an Bord der Polar 6 ein elektromagnetisches Messsystem (EM-Bird) des AWI zum Einsatz, welches vom Flugzeug in 15 Metern Höhe über die Eisoberfläche geschleppt wird.

Tropfengrößenverteilung und Analyse von Eiskristallformen für die Wolkenforschung

Während Polar 6 das Meereis des Arktischen Ozeans vermisst, konzentriert sich die Crew der Polar 5 auf die Untersuchung der Atmosphäre und der Wolken über dem Arktischen Ozean. Von vorhergehenden Untersuchungen weiß man, dass Wolken maßgeblich zur rasanten Erwärmung der Arktis beitragen. Moderne Atmosphärenmodelle aber unterschätzen bislang den Einfluss der Wolken und simulieren ihn noch zu unpräzise. Aus diesem Grund vermisst das Team aus Forschenden des AWI, des DLR sowie der Universitäten Leipzig, Bremen, Köln, Mainz und Clermont Auvergne die Luftmassen großräumig über dem Arktischen Ozean und untersucht im Detail alle für die Wolkenbildung relevanten Faktoren. "An Bord von Polar 5 messen wir mikrophysikalische Wolkeneigenschaften wie Tropfengrößenverteilung, Phase, Eis- und Flüssigwassergehalt sowie die Eiskristallformen", erklärt Valerian Hahn vom DLR-Institut für Physik der Atmosphäre. "Ein weiteres Hauptaugenmerk liegt auf arktischen Mischphasenwolken", ergänzt Manuel Moser desselben Instituts. Die Forschenden folgen bei ihren Messungen in der arktischen Luft unter anderem auch der Route, die zuvor der Forschungseisbrecher Polarstern im Rahmen der MOSAiC-Kampagne genommen hat.

Über MOSAiC

Während der MOSAiC-Expedition erforschen Wissenschaftler aus 20 Nationen die Arktis im Jahresverlauf. Von Herbst 2019 bis Herbst 2020 driftet der deutsche Eisbrecher Polarstern dazu eingefroren im Eis durch das Nordpolarmeer. MOSAiC wird unter Leitung des Alfred-Wegener-Instituts Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI) realisiert. Damit dieses einzigartige Projekt gelingt und möglichst wertvolle Daten gewonnen werden, arbeiten über 80 Institute in einem Forschungskonsortium zusammen. Das Budget der Expedition beträgt über 140 Millionen Euro.

Neuigkeiten direkt aus der Arktis gibt es über die MOSAiC-Kanäle auf Twitter und Instagram über die Hashtags #MOSAiCexpedition, #Arctic und #icedrift

Weitere Informationen zur Expedition auf: https://mosaic-expedition.org/

In der MOSAiC-Web-App können die Driftroute der Polarstern und die Ereignisse vor Ort zudem live verfolgt werden: https://follow.mosaic-expedition.org/

Das DLR ist zudem mit Messtechnik für Navigationssignale auf der Polarsternim Rahmen der MOSAiC-Kampagne vertreten.

Kontakt
  • Falk Dambowsky
    Pres­se­re­dak­ti­on
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)

    Me­dia|Re­la­ti­ons
    Telefon +49 2203 601-3959
    Linder Höhe
    51147 Köln
    Kontaktieren
  • Jörg Brauchle
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
    In­sti­tut für Op­ti­sche Sen­sor­sys­te­me
    Rutherfordstraße 2
    12489 Berlin-Adlershof
    Kontaktieren
  • Valerian Hahn
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
    In­sti­tut für Phy­sik der At­mo­sphä­re
    Wol­ken­phy­sik
    Münchener Straße 20
    82234 Weßling
    Kontaktieren
  • Manuel Moser
    Deut­sches Zen­trum für Luft- und Raum­fahrt (DLR)
    In­sti­tut für Phy­sik der At­mo­sphä­re
    Wol­ken­phy­sik
    Münchener Straße 20
    82234 Weßling
    Kontaktieren
  • Sebastian Grote
    Al­fred-We­ge­ner-In­sti­tut (AWI)
    Kom­mu­ni­ka­ti­on und Me­di­en
    Telefon +49 471 4831-2006

    Kontaktieren
Neueste Nachrichten

Cookies erleichtern die Bereitstellung unserer Dienste. Mit der Nutzung unserer Dienste erklären Sie sich damit einverstanden, dass wir Cookies verwenden. Weitere Informationen zum Datenschutz erhalten Sie über den folgenden Link: Datenschutz

Hauptmenu