私たちはどのような使命について話しているのですか？
127年前、ノルウェーの探検家フリチョフ・ナンセンが出発した。
ミッションのアイデアは、ノルウェーの極地探検家の歴史的な旅を再現することでした。
名前モザイク(北極気候研究のための学際漂流観測所) は、この遠征の複雑さと多様性を反映しています。
実際、MOSAiCは一年中最初のものです地域の気候システムを研究する中央北極圏への遠征。総予算が1億4000万ユーロを超えるこのプロジェクトは、アルフレッドウェゲナー研究所とヘルムホルツ極地海洋研究センター（AWI）が主導する主要な極地研究機関の国際コンソーシアムによって開発されました。
ミッションは何を研究しましたか？
Polarsternは極北で1年を過ごしました。 ちなみに、この時間のほとんどは彼のエンジンがオフにされていました。その結果、彼は単に海の氷の上を漂うことができました。これにより、データ収集がより正確になり、ミッション自体がより持続可能になりました。
では、科学者たちは何を知りたかったのでしょうか? 彼らが懸念していたのは北極の気候だけではなく、専門家は北極がどのように変化しているかを正確に理解しようとしていました。
国際的な専門家が 5 つの主要な関心分野について調査を実施しました。さまざまな科学研究室で勉強しました大気、海、海氷 そしてエコシステム 北極。
雰囲気
私たちの地球上の他のどこにも影響はありません気候変動は北極圏ほど大きくはなく、明白ではありません。これらの影響を理解することが、MOSAiC遠征中に行われる測定の主な目標です。測定は、氷の表面から高度35kmの成層圏の上層まで実施されました。
ソース
研究者は特に注意を払っています氷と海洋の表面における小規模な局所的なプロセス、北極の雲の特徴。また、さまざまな種類の雲が太陽光にどのような影響を与え、独自の熱放射を放出するかについても説明します。専門家らはまた、北極圏での降雪についても調査し、雪が最初に雲の中でどのように形成されるのか、そしてその過程が地域の大気中の小さなエアロゾル粒子や水滴によってどのように影響を受けるのかを調査した。
小さいときはいつでも亀裂、大量の熱と水蒸気が大気中に深く浸透し、それを加熱します。そして気候変動のおかげで、これらの亀裂ははるかに頻繁に形成されています。さらに、亀裂を通って逃げる水蒸気は雲の形成を引き起こし、それが今度は北極圏の熱収支を劇的に変化させます。それらが加温効果または冷却効果を持っているかどうかは、それぞれの雲の高さと特性に依存します-それは科学者が見つけようとしていたことです。さらに、彼らはこれらの雲が主に氷の結晶で構成されているのか、それとも中央北極圏の低温にもかかわらず、液体の水滴で構成されているのかについて興味を持っていましたか？
海洋
過去数十年にわたり、研究者たちは彼らは北極海を繰り返し研究し、たとえばさまざまな深さの水温や海流などを研究してきました。しかし、この調査活動は主に、夏季に砕氷船または短い調査飛行で地域を時折訪問することで構成されていました。したがって、データのほとんどは、わずか数か月 (夏) の間に収集されたものです。 MOSAiC の遠征中、科学者たちは流氷上に構築された分散ネットワークを使用して、年間を通じて広範囲の物理パラメーターを初めて追跡することができました。
中心的な研究課題の1つ、これは、海の氷がどのように進化するかをよりよく理解するために、MOSAiCによって提供されました。海洋学者の仕事は、特に水の上層の海の循環に焦点を合わせてきました。つまり、北極圏に大量の水を出し入れする海流の大規模な循環についてです。
氷
気候変動は北極圏を変革しています海の氷。今日では、数メートルの厚さの従来のマルチシーズンパックアイスよりも薄く、若く、ドリフトしやすいです。しかし、氷は海と大気の間のはっきりと見える障壁ではありません。また、両方で行われるさまざまなプロセスにも大きな影響を与えます。
さらに、海の氷はと相互作用します北極の生態系;および北極の有機体によって生成される物質。次に、それらは地域のシステム全体の生物地球化学的プロセスを制御します。これらの複雑な相互接続に照らして、重要な問題が発生します。氷の変化を考えると、北極圏の気候はどのように変化し、これは地球の他の部分の気候にどのように影響しますか？
ソース
したがって、中心となる海氷北極圏の気候と生態系の要素は、MOSAiC遠征の主要な研究分野の1つになっています。研究者は初めて、季節ごとの氷の変化を継続的に監視することができました。
科学者が尋ねた主な質問は次のとおりです
- 氷の尾根や水路を氷の形で梱包するのはいつですか？大気中の海流と風はどのように氷の漂流を引き起こしますか？
- 地域および地域の交流はどのように変化しているか雪と海の氷の厚さと特性を変えるときのエネルギー？それぞれの季節の変化は、全体的な年間バランスにどのように影響しますか？そして、これらのプロセスと変更は、衛星とモデル研究でどのように見えますか？
- より良くするためにどのようなステップを踏む必要があるか海の氷の状態を理解し、最終的にはより良い予測をしますか？これらの研究は、海洋学者の発見を直接組み合わせており、大気チームが実施する研究の基礎として機能します。
生態系
北極海の中央部 -地球上で最も極端な生息地のひとつ。数か月間完全な暗闇が続き、水温は氷点下で、一年の大半は海氷が続くこの地域には、独特の自然条件が数多くあります。人間の観点からはそれらはすべて極端に見えますが、北極海には何千種もの小さな植物 (微細藻類) や動物が生息しています。彼らは水中や海底だけでなく、水柱（プランクトン）の海氷内または海氷に付着して生息しています。
過去数十年にわたって達成されていますが北極圏の生態系の研究における重要な進歩、その機能の理解は、MOSAiC科学者の重要な貢献であり続けています。生物学者による一年中のサンプリングと実験的研究は、フードウェブ全体とそのメンバーの重要性についてのユニークな理解を提供してきました。
独特の生態系をより深く理解するためにこの地域では、MOSAiC の生物学者がさまざまな機器を使用して氷と水のサンプルを採取しました。食物網の相互作用と環境変化への反応を研究するために多くの実験が行われてきました。
北極圏の生態系を理解する北極海は夏の海の氷の喪失と水温の上昇により劇的な環境変化を経験しているため、重要です。 MOSAiCの研究は、北極圏の海洋生物研究の次の数十年を形作る上でのマイルストーンです。さらに、その結果は、気候変動に関する戦略的決定を行う際に、社会を正しい方向に導くことができます。
何を知りましたか？
RVPolarsternに乗ってそして隣の海の氷の上で彼は、いわゆるアイスキャンプで、北極圏の共同気候システムの重要な側面に特化した大規模な研究センターを設立しました。
遠征隊のリーダーであるマーカス・レックス教授は、人類に重要な警告を発して戻ってきました。 「海の氷は死にかけている」と彼は警告した。
「この地域は危機に瀕しています。アルフレッドウェゲナー研究所の科学者は、ブレマーヘブンでの記者会見で、「北極自体でさえ、数メートルの厚さであるはずの地域でも、氷がどのように消えるのかを目撃することができました。この氷はもうありません」と述べました。 ..。
ソース
夏には、研究者は個人的に確信していましたミッションリーダーのマーカス・レックスが言う、この地域の氷に対する地球温暖化の劇的な影響は、「気候変動の中心」と考えられています。
「私たちは広い範囲のオープンウォーターを見ることができました、大規模な溶解によって作成された穴で埋め尽くされた氷に囲まれた、ほぼ極に到達します」とレックスは説明します。誰もが聞くべき彼の主な結論：「北極の氷は途方もない速度で消えつつある」。研究者の観察は、2020年に北極海の氷が2012年以来記録上2番目に低い夏の最小値に達したことを示す米国の衛星からの画像によって裏付けられました。
ミッションサンプルの分析
MOSAICと呼ばれるPolarsternミッション、気候変動が地域と世界に与える影響を評価するために、大気、海、海の氷、生態系に関するデータを収集するために合計389日を費やしました。海氷の研究を行うために、船の周囲最大40kmの半径内に4つの観測ポストが設置されました。
研究者は氷の下から水サンプルを収集します極地の夜に、植物やバクテリアのプランクトンを研究し、極端な条件で海洋生態系がどのように機能するかをよりよく理解します。 1億4000万ユーロ（1億6500万ドル）の遠征でも、1,000を超える氷のサンプルが上陸しました。
北極オデッセイが来ている今最終的には、現場で取得または記録されたサンプルとデータの分析に関する本格的な作業が開始されます。分析プロセスには最大2年かかります。主な目標は、20年、50年、または100年後にどのような熱波、大雨、または嵐が発生するかを予測するモデルを開発することです。
「気候モデルを構築するには、6月から9月までPolarsternに搭乗していたコロラド大学の女性研究者であるRadiansKalmerは、AFPとのインタビューで説明しました。チームはドローンを使用して温度、湿度、圧力、風速を測定し、地域の状況の画像を作成しました。これは「正確な気候モデルを作成するのに非常に役立ちます」と彼女は言いました。
ミッションの難しさ
船がトロムソを出発した瞬間から、ノルウェー、2019年9月20日、チームは数か月間完全に暗くなり、気温が-39.5セルシウスまで下がるのを監視しました。さらに、ミッション参加者は約20匹のシロクマに気づきました。このような広大な研究分野と長年の観察では無視できます。
春には、パンデミックのためにミッションはほとんど中断されましたコロナウイルス。しかし、COVID-19は遠征を一時的に中断しただけで、参加者が病気になったという事実のためではありませんでした。制限により、船は科学者の次のシフトに行くために、ある時点で氷を離れることを余儀なくされました。他の船や航空機は参加者を直接Polarsternに連れて行くことになっていたが、国際的な旅行制限により、今年の初めと半ばにはほとんど不可能だった。
遠征中、数百人20か国の研究者が、氷と共に風のルートを移動し、本質的に氷河を漂流するドイツの船に乗って時間を過ごしました。旅自体は大きなロジスティックの挑戦でした。乗組員への給餌の問題に注意することも重要です。最初の3か月間、船の貨物は14,000個の卵、2,000リットルの牛乳、200kgのスウェーデン人で構成されていました。
しかし、船のシェフであるスヴェン・シュナイダーは、ミッションにおける彼の役割の重要性を過小評価していませんでした。 「私の仕事は、真っ暗闇の中で暮らす100人のモラルを維持することでした」と彼はドイツの週刊誌DieZeitとのインタビューで語った。
北極圏は人類にとってどのような未来を持っていますか？
遠征隊のリーダーであるマーカス教授は、MOSAiCプロジェクトは大成功であると説明しました。
彼は、大量のデータとサンプルが現在は研究者が所有しており、正確なシミュレーションを作成します。科学者はそれを使用して将来の気候変動を予測します。これははるかに信頼性が高くなります。
彼によると、MOSAiCの科学者たちは、複雑な時計の内部の仕組みをなんとか見せることができました。
「私たちはさまざまな要素に至るまですべての要素を検討しましたこの北極系のネジ。そして今、私たちはこれまで以上に全体の動きをよりよく理解しています。そして、おそらく私たちはこの北極圏のシステムをコンピューターモデルで再現できるでしょう」と彼はBBCの記者団に語った。
浮かぶ氷は3.74のすぐ下の領域に後退しました百万平方km（144万平方マイル）。この最小値が破られたのは、パックアイスの面積が341万平方キロメートルに縮小した2012年だけでした。
下降傾向は、9月の平均で10年間で約13％です。
「これは北極圏の温暖化を反映しています」と結論付けていますレックス教授。 「氷は消えつつあり、数十年以内に氷のない北極圏ができれば、世界中の気候に深刻な影響を与えるでしょう。」
ミッションはどうでしたか？
1年間、Polarstern船は歴史上最大の北極圏研究遠征の中心であり、巨大な北極圏の氷の迷路の中で1年のサイクルを過ごします。アルフレッドウェゲナー研究所の旗艦である研究船は、その使命を完了し、ドイツと国際的な極地研究の両方の象徴となっています。
当初は 1982 年に就役されましたポーラスターンは、世界で最も近代的で多用途な極地調査船の 1 つであり続けています。 1999 年から 2001 年にかけて、船は完全に改装され、現在は最新の設備と技術が装備されています。
年間約50,000航海マイルを旅してきましたが、Polarsternは科学的研究を実施し、Neumayer StationIIIなどのAlfredWegenerInstituteの研究ステーションの予備を補充しました。南極にある研究所で、一年中サービスを提供しています。 2019年まで、Polarsternは約320万kmに相当する170万海マイル以上をカバーしていました。
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タンデムポーラースターンとMOSAiC
信頼できるPolarsternとその経験豊富な製品であってもチームにとって、MOSAiC 遠征は深刻な課題を突き付けられました。この船がこのような大規模な任務の遠征の中心となることができたのは、特別な技術的詳細のおかげです。 Polarstern は、流氷地帯、つまり成長と融解の 2 年以上のサイクルにわたって存在してきた少なくとも厚さ 3 m の海氷で活動できるだけではありません。広大な氷原の形で、主に北極盆地で観察されます。簡単に言えば、複数年の氷です。
二重壁の鋼鉄船体と 20,000 馬力を備えたポーラースターンは、体当たりで厚い氷の層も容易に突破します。
長期運用に対応北極圏の冬の気温が–50°Cまで下がると、Polarsternは極海の氷の中での冬にも耐えることができます。しかし、約100人の研究者、技術者、MOSAiCの乗組員が働いて生活している船内では、まったく寒くはありません。
また、Polarsternにはさまざまなものがありました車両-ヘリコプター、スノーモービル、ピステンブリーズなど。これにより、研究者は中央観測所だけでなく、遠隔分散ネットワークでもデータを測定および収集することができました。最先端のオンボードコンピュータシステムにより、収集されたすべての科学データの信頼性の高い定期的な記録、保存、および送信が保証されました。
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