Over welke missie hebben we het?
127 лет назад норвежский исследователь и исследователь Фритьоф Нансен отправился
Het idee van de missie was om de historische reis van de Noorse poolreiziger na te bootsen.
Название Mozaïek (Междисциплинарная дрейфующая обсерватория для изучения климата Арктики) отражает сложность и разнообразие этой экспедиции.
MOSAiC is in feite de eerste jaarrondexpeditie naar het centrale noordpoolgebied om het klimaatsysteem van de regio te bestuderen. Het project, met een totaal budget van meer dan 140 miljoen euro, is ontwikkeld door een internationaal consortium van vooraanstaande poolonderzoeksinstituten onder leiding van het Alfred Wegener Instituut en het Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI).
Wat heeft de missie bestudeerd?
De Polarstern bracht een jaar door in het poolnoorden.Overigens waren zijn motoren meestal uitgeschakeld. Daardoor kon hij gewoon op het zeeijs drijven. Dit maakte het verzamelen van gegevens nauwkeuriger en de missie zelf duurzamer.
Итак, что же то хотели выяснить ученые? Их волновал не только климат Арктики, эксперты стремились понять, как именно он меняется.
Международные эксперты проводили исследования в 5 основных интересующих областях. В различных научных лабораториях изучались атмосфера, океан, морской лед Enэкосистема Arctisch.
Atmosfeer
Gevolgen nergens anders op onze planeetklimaatveranderingen zijn niet zo groot en duidelijk als in het noordpoolgebied. Het begrijpen van deze effecten is het belangrijkste doel van de metingen die tijdens de MOSAiC-expeditie zullen worden uitgevoerd. De metingen zijn uitgevoerd vanaf het ijsoppervlak tot de bovenste lagen van de stratosfeer op een hoogte van 35 km.
Bron
Исследователи уделили особое внимание очень мелкомасштабным локальным процессам на поверхности льда и океана, характеристикам арктических облаков. А также тому, как различные типы облаков влияют на солнечный свет и испускают собственное тепловое излучение. Эксперты также исследовали снегопады в Арктике: как в облаках сначала образуется снег и как на процесс влияют мельчайшие аэрозольные частицы и капли в в атмосфере региона.
Altijd een kleinebarst, een grote hoeveelheid warmte en waterdamp dringt diep in de atmosfeer en verwarmt deze. En dankzij klimaatverandering ontstaan deze scheuren veel vaker. Bovendien veroorzaakt waterdamp die door scheuren ontsnapt de vorming van wolken, die op hun beurt de thermische balans van het noordpoolgebied drastisch veranderen. Of ze een verwarmend of verkoelend effect hebben, hangt af van de hoogte en kenmerken van de respectieve wolk - dat is wat de wetenschappers probeerden te achterhalen. Bovendien vroegen ze zich af of deze wolken voornamelijk waren samengesteld uit ijskristallen of, ondanks de lage temperaturen in het centrale noordpoolgebied, vloeibare waterdruppels?
Oceaan
За последние несколько десятилетий исследователи неоднократно изучали Северный Ледовитый океан и, например, температуру воды или течения на разных глубинах. Тем не менее, эта исследовательская работа в основном заключалась в редких посещениях регионах на ледоколах или коротких исследовательских полетах в летние месяцы. Соответственно, большая часть данных была собрана всего за несколько (летних) месяцев. Во время экспедиции MOSAiC ученые впервые смогли отследить широкий спектр физических параметров в течение всего года с помощью созданной на льдине распределенной сети.
Een van de centrale onderzoekstaken,die werd geleverd door MOSAiC, om een beter begrip te geven van hoe zee-ijs evolueert. Het werk van oceanografen heeft zich vooral gericht op de circulatie van de oceaan in de bovenste waterlagen. Namelijk op de grootschalige circulatie van zeestromingen, die enorme hoeveelheden water in en uit het noordpoolgebied transporteren.
Ijs
De klimaatverandering verandert het Noordpoolgebiedzee-ijs. Tegenwoordig is het dunner, jonger en vatbaarder voor drift dan het traditionele meerseizoen-pakijs van enkele meters dik. Maar ijs is niet alleen een duidelijk zichtbare barrière tussen de oceaan en de atmosfeer; het heeft ook een grote invloed op de verschillende processen die in beide plaatsvinden.
Bovendien heeft zee-ijs interactie metarctisch ecosysteem en stoffen geproduceerd door arctische organismen. Ze controleren op hun beurt biogeochemische processen in het hele systeem van de regio. In het licht van deze complexe onderlinge verbindingen rijst een cruciale vraag: hoe verandert het klimaat in het noordpoolgebied, gezien de veranderingen in ijs, en hoe zal dit het klimaat in andere delen van de aarde beïnvloeden?
Источник
Dienovereenkomstig staat zee-ijs centraaleen element van het klimaat en het ecosysteem van de Noordpool werd een van de belangrijkste onderzoeksgebieden van de MOSAiC-expeditie. Voor het eerst konden onderzoekers de veranderingen in ijs gedurende elk seizoen continu volgen.
Dit zijn de belangrijkste vragen die wetenschappers hebben gesteld
- Wanneer pakken ijsruggen of kanalen in ijsvorm? Hoe veroorzaken zeestromingen en winden in de atmosfeer ijsdrift?
- Hoe lokale en regionale uitwisselingen veranderenenergie bij het veranderen van de dikte en eigenschappen van sneeuw en zeeijs? Welke invloed hebben veranderingen in de respectievelijke seizoenen op het totale jaarlijkse saldo? En hoe zien deze processen en veranderingen eruit op satellieten en in modelstudies?
- Welke stappen moeten worden genomen om te verbeterende toestand van zee-ijs begrijpen en uiteindelijk betere voorspellingen doen? Deze studies combineren de bevindingen van oceanografen direct en dienen op hun beurt als basis voor het onderzoek van het atmosferische team.
ecosysteem
Центральная часть Северного Ледовитого океана — одно из самых экстремальных мест обитания на Земле. Месяцы полной темноты, температура воды ниже нуля и наличие морского льда большую часть года — это одни из многих уникальных природных условий региона. Хотя с точки зрения человека все они кажутся экстремальными, Северный Ледовитый океан является домом для тысяч видов крошечных растений (микроводорослей) и животных. Они обитают внутри морского льда или прикреплены к нему в толще воды (планктон), а также в водах и на морском дне.
Hoewel in de afgelopen decennia is bereiktaanzienlijke vooruitgang in de studie van het Arctische ecosysteem, begrip van de werking ervan blijft een belangrijke bijdrage van MOSAiC-wetenschappers. Het hele jaar door bemonstering en experimenteel werk door biologen hebben gezorgd voor een uniek begrip van het hele voedselweb en het belang van zijn leden.
Что бы лучше понять уникальную экосистему региона, биологи MOSAiC брали пробы льда и воды, используя широкий набор инструментов. Было проведено множество экспериментов для изучения взаимодействий пищевых сетей и реакции на изменения окружающей среды.
Inzicht in het Arctische ecosysteem heeft nuvan cruciaal belang omdat de Noordelijke IJszee dramatische veranderingen in het milieu ondergaat met het verlies van zomerijs en stijgende watertemperaturen. MOSAiC-onderzoek is een mijlpaal in het vormgeven van de komende decennia van Arctisch marien biologisch onderzoek. Bovendien kunnen de resultaten de samenleving in de goede richting sturen bij het nemen van strategische beslissingen over klimaatverandering.
Wat ben je te weten gekomen?
Aan boord van de RV Polarstern en op het zeeijs ernaastHij creëerde in het zogenaamde ijskamp grootschalige onderzoekscentra die zich toeleggen op de belangrijkste aspecten van het gezamenlijke Arctische klimaatsysteem.
De leider van de expeditie, professor Markus Rex, is teruggekeerd met een belangrijke waarschuwing aan de mensheid. "Zee-ijs is aan het sterven," waarschuwde hij.
“Deze regio is in gevaar.We konden zien hoe ijs verdwijnt, zelfs in die gebieden waar het enkele meters dik had moeten zijn, zelfs op de Noordpool zelf - dit ijs is er niet meer '', zei een wetenschapper van het Alfred Wegener Instituut tijdens een persconferentie in Bremerhaven. ...
Источник
In de zomer waren onderzoekers persoonlijk overtuigd vande dramatische impact van de opwarming van de aarde op ijs in de regio, die volgens missieleider Marcus Rex wordt beschouwd als het "epicentrum van klimaatverandering".
"We konden grote stukken open water zien,bijna tot aan de paal reikend, omgeven door ijs, dat is bezaaid met gaten die zijn ontstaan door massaal smelten ”, legt Rex uit. Zijn belangrijkste conclusie, die iedereen zou moeten horen: "Arctisch ijs verdwijnt met een enorme snelheid." De waarnemingen van de onderzoekers werden bevestigd door beelden van Amerikaanse satellieten die aantonen dat het Arctische zee-ijs in 2020 het op een na laagste zomerminimum sinds 2012 bereikte.
Analyse van missiemonsters
De Polarstern-missie, genaamd MOSAIC,besteedde in totaal 389 dagen aan het verzamelen van gegevens over de atmosfeer, de oceaan, het zee-ijs en ecosystemen om de impact van klimaatverandering op de regio en de wereld te helpen beoordelen. Voor onderzoek naar het zee-ijs zijn vier observatieposten geïnstalleerd binnen een straal van maximaal 40 km rond het schip.
Onderzoekers verzamelen watermonsters onder het ijstijdens de poolnacht om het plankton van planten en bacteriën te bestuderen en beter te begrijpen hoe het mariene ecosysteem functioneert onder extreme omstandigheden. De expeditie van € 140 miljoen ($ 165 miljoen) bracht ook meer dan 1.000 ijsmonsters aan land.
Nu dat de Arctic Odyssey eraan komtUiteindelijk zal serieus worden begonnen met de analyse van monsters en gegevens die in het veld zijn verkregen of geregistreerd. Het analyseproces duurt maximaal twee jaar. Het belangrijkste doel is om modellen te ontwikkelen die voorspellen wat voor soort hittegolven, zware regenval of stormen er over 20, 50 of 100 jaar zullen zijn.
“Om klimaatmodellen te bouwen, hebben we nodigobservaties ter plaatse, ”verklaarde Radians Kalmer, een vrouwelijke onderzoeker aan de Universiteit van Colorado die van juni tot september aan boord van de Polarstern was, in een interview met AFP. Het team gebruikte drones om temperatuur, vochtigheid, luchtdruk en windsnelheid te meten om een beeld te krijgen van de omstandigheden in de regio, wat "erg handig zou zijn voor het creëren van een nauwkeurig klimaatmodel", zei ze.
Missieproblemen
Vanaf het moment dat het schip vertrok uit Tromsø,Noorwegen, 20 september 2019, keek het team naar maanden van volledige duisternis, temperaturen tot -39,5 graden Celsius. Bovendien zagen de deelnemers aan de missie ongeveer 20 ijsberen. Te verwaarlozen voor zo'n enorm onderzoeksgebied en jarenlange observatie.
In het voorjaar werd de missie bijna verstoord door de pandemiecoronavirus. COVID-19 onderbrak de expeditie echter slechts kort, maar niet vanwege het feit dat de deelnemers ziek werden. De beperkingen dwongen het schip op een gegeven moment het ijs te verlaten om voor de volgende ploeg wetenschappers te gaan. Andere schepen en vliegtuigen moesten de deelnemers rechtstreeks naar Polarstern brengen, maar internationale reisbeperkingen maakten dit begin en midden dit jaar bijna onmogelijk.
Tijdens de expeditie enkele honderdenonderzoekers uit 20 landen brachten tijd door aan boord van een Duits schip dat met ijs langs een windroute reisde en in wezen door gletsjers dreef. De reis zelf was een enorme logistieke uitdaging. Het is ook belangrijk om het probleem van het voeden van de bemanning op te merken. Gedurende de eerste drie maanden bestond de scheepslading uit 14.000 eieren, 2.000 liter melk en 200 kg koolraap.
De scheepskok Sven Schneider verklaarde echter dat hijonderschat het belang van zijn rol in de missie niet. "Het was mijn taak om het moreel van 100 mensen die in totale duisternis leven in stand te houden", zei hij in een interview met het Duitse weekblad Die Zeit.
Welke toekomst heeft de Noordpool voor de mensheid in petto?
De leider van de expeditie, professor Markus, omschreef het MOSAiC-project als een enorm succes.
Hij legde uit dat de massa aan gegevens en monsters datnu eigendom van onderzoekers, zal een nauwkeurige simulatie creëren. Wetenschappers gebruiken het om toekomstige klimaatverandering te voorspellen, die veel betrouwbaarder zal zijn.
Volgens hem zijn de MOSAiC-wetenschappers erin geslaagd om de innerlijke werking van een ingewikkeld horloge te laten zien.
“We hebben alle elementen tot op de verschillende punten afgewogenschroeven van dit arctische systeem. En nu begrijpen we de hele beweging beter dan ooit tevoren. En misschien kunnen we dit Arctische systeem nabootsen op een computermodel, ”zei hij tegen BBC-verslaggevers.
Het drijvende ijs trok zich terug tot een oppervlakte van net geen 3,74miljoen m2 km (1,44 miljoen vierkante mijl). De enige keer dat dit minimum werd overschreden was in 2012, toen het gebied van pakijs kromp tot 3,41 miljoen vierkante kilometer.
De neerwaartse trend is ongeveer 13% over het decennium, gemiddeld voor september.
"Dit weerspiegelt de opwarming in het noordpoolgebied", concludeertProfessor Rex. "Het ijs is aan het verdwijnen, en als we over een paar decennia een ijsvrij noordpoolgebied hebben, zal dat ernstige gevolgen hebben voor het klimaat over de hele wereld."
Hoe is de missie verlopen?
Een jaar lang was het Polarstern-schiphet centrum van de grootste poolexpeditie in de geschiedenis, die een jaar lang doorbrengt in een doolhof van massief poolijs. Het onderzoeksschip, het vlaggenschip van het Alfred Wegener Instituut, heeft zijn missie voltooid en is een symbool geworden van zowel Duits als internationaal poolonderzoek.
Первоначально введенный в эксплуатацию в 1982 году, Polarstern до сих пор остается одним из самых современных и универсальных полярных исследовательских кораблей в мире. В период с 1999 по 2001 год корабль был полностью отремонтирован и теперь оснащен новейшим оборудованием и технологиями.
Na ongeveer 50.000 zeemijlen per jaar te hebben afgelegd,Polarstern deed wetenschappelijk onderzoek en leverde ook onderzoeksstations aan het Alfred Wegener Instituut, zoals Neumayer Station III. Het is een onderzoeksinstituut op Antarctica dat het hele jaar door wordt bediend. Tot 2019 legde Polarstern meer dan 1,7 miljoen zeemijl af, dat is ongeveer 3,2 miljoen km.
CC-licentie
Tandem Polarstern en MOSAiC
Даже для надежного Polarstern и ее опытной команды экспедиция MOSAiC представляла собой серьезную проблему. Только благодаря особым техническим деталям этот корабль мог стать центром экспедиции столь масштабной миссии. Polarstern не только способен работать в зоне паковых льдов — морской лед толщиной не менее 3 м, просуществовавший более 2 годовых циклов нарастания и таяния. В виде обширных ледяных полей наблюдается преимущественно в Арктическом бассейне. Проще говоря, многолетний лед.
Благодаря своему стальному корпусу с двойными стенками и мощностью 20 000 лошадиных сил Polarstern также легко преодолевает толстые слои льда путем тарана.
Uitgerust voor langdurige operatiesMet arctische wintertemperaturen tot –50 ° C is Polarstern ook bestand tegen de winter in het ijs van de poolzeeën. Binnen in het schip, waar ongeveer 100 onderzoekers, technici en MOSAiC-bemanningsleden werken en wonen, is het echter helemaal niet koud.
Ook Polarstern had er verschillendevoertuigen - helikopters, sneeuwscooters, Pistenbullies, enz. Hierdoor konden onderzoekers niet alleen gegevens meten en verzamelen bij het centrale observatorium, maar ook in een op afstand verspreid netwerk. State-of-the-art boordcomputersystemen zorgden voor een betrouwbare en regelmatige registratie, opslag en verzending van alle verzamelde wetenschappelijke gegevens.
Lees ook
Onderzoek: de ecologie van de aarde is de afgelopen 70 jaar drastisch veranderd
Wetenschappers hebben de structuur van de zonnebatterij veranderd en de efficiëntie ervan met 125% verhoogd
Op dag 3 van de ziekte verliezen de meeste COVID-19-patiënten hun reukvermogen en hebben ze vaak een loopneus