Antarktis-Expedition überprüft CryoSat-Daten in Down Under

Mit Motorschlitten und Winkelreflektor in der Antarktis.
9 Dezember 2011

Nächste Woche ist es 100 Jahre her, dass Roald Amundsen den Südpol erreicht hat. Ein Team von Wissenschaftlern trotzte in diesen Tagen der Antarktis, um Daten der CryoSat-Mission der ESA zu überprüfen. Man kann sich kaum vorstellen, was diese ersten furchtlosen Forscher über die heutigen Fortschritte der Polarforschung gedacht hätten.

Die abgeschiedene und unermessliche Weite der Antarktis, in der Kapitän Robert Scott und seine Mannschaft vor all diesen Jahren in ihrem verhängnisvollen Rennen einen tragischen Tod fanden, ist zweifellos die unwirtlichste Umgebung auf der Erde.

Auf der einen Seite sind die Polarregionen gelinde gesagt eine Herausforderung für das menschliche Überleben, auf der anderen Seite sind sie sehr empfindlich gegenüber klimatischen Veränderungen. Das Polareis spielt eine entscheidende Rolle bei der Regulierung des Klimas und des Meeresspiegels.

CryoSat.

Während die Auswirkungen des Klimawandels gerade in den Polarregionen immer sichtbarer werden, sammelt die CryoSat-Mission Daten über die Dicke von Land- und Meereis. Diese Informationen werden benötigt, um exakt zu verstehen, wie die Eismassen auf den Klimawandel reagieren und um vorhersagen zu können, was passiert, wenn dieser Trend anhält.

Um sicherzugehen, dass die Daten des CryoSat so genau wie möglich sind, organisiert die ESA zahlreiche Forschungskampagnen in der Arktis und Antarktis. Dabei werden Messungen aus der Luft und auch direkt auf dem Eis vorgenommen und die erfassten Daten mit denen verglichen, die CryoSat aus der Erdumlaufbahn erfasst.

Polar-6 research aircraft
Das Polar-6-Forschungsflugzeug.

Ein Team australischer und deutscher Wissenschaftler von der Universität Tasmanien, der Australian Antarctic Division und dem Alfred Wegener Institut hat soeben die erste Etappe einer solchen Messkampagne beendet.

Die Kampagne wurde in der Ostantarktis um den Law Dome und den Totten-Gletscher durchgeführt. Der Law Dome ist relativ stabil, hat aber steile Abhänge. Dagegen verändert sich der Totten-Gletscher relativ schnell - beides also ideale Orte für die Überprüfung der CryoSat-Daten.

CryoSat trägt einen Höhenmesser der neuen Generation namens SIRAL. Er vermisst hochpräzise die Oberflächentopographie des Polareises, sogar an den Kanten der Eisschicht, die aufgrund der steilen Abhänge aus dem All schwer zu beobachten sind.

Instruments inside the Polar-6
Die Instrumente in der Polar-6.

Bei den Messungen wird auch das Forschungsflugzeug Polar-6 eingesetzt. Es trägt das ASIRAS-Radar, welches das SIRAL des CryoSat imitiert. Zum Vergleich werden auch Referenzmessungen am Boden durchgeführt.

„Mit den Motorschlitten hat das Team Bodendaten entlang mehr als 250 Kilometer Transekte gesammelt“, sagt Christopher Watson von der Universität von Tasmanien. „Die Motorschlitten sind mit einem GPS-System ausgerüstet, das die Oberflächentopographie des Eises aufzeichnet. Die gewonnenen Daten werden später mit den Messungen aus dem Flugzeug und vom Satelliten verglichen.“

Sampling snow and ice
Die Forscher nehmen Eis- und Schneeproben.

„Mit dem Experiment wird untersucht, welchen Einfluss die physikalischen Eigenschaften der oberen Schnee- und Eisschicht auf das Radarsignal ausüben, das CryoSat aussendet und wieder empfängt“, erklärt Veit Helm vom Alfred Wegener Institut.

„Je nachdem, wie zum Beispiel die Korngröße des Schnees beschaffen ist, wie stark er sich verdichtet hat oder wie er geschichtet ist, kann das Radarsignal tiefer oder weniger tief eindringen und wird dementsprechend unterschiedlich reflektiert. Ignorieren wir diese Faktoren bei der Datenauswertung, kann es schnell zu Fehlinterpretationen kommen und wir erhalten ungenauere Karten von der sich ändernden Oberfläche der Antarktis.“

ASIRAS data
ASIRAS-Daten.

Malcolm Davidson, ESA-Manager für die CryoSat Validierung, sagt: „Die erste Kampagne in der Ostantarktis musste wegen schlechten Wetterbedingungen aufgegeben werden. Ein Erfolg der Aktivitäten dieses Jahr ist daher besonders wichtig und sehr willkommen - für die ESA und für die Wissenschaftler, die diesen herausfordernden Außeneinsatz durchführen. Dies bietet auch eine willkommene Gelegenheit, das Alfred Wegener Institut, die Universität Tasmanien und die Australian Antarctic Division zusammenzubringen, mit deren Hilfe wir die bestmöglichen Daten erhalten, um das sich verändernde Polareis aus dem All zu verstehen.“

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