Hvilket oppdrag snakker vi om?
For 127 år siden la den norske oppdageren og oppdageren Fridtjof Nansen ut i land
Tanken med oppdraget var å gjenskape den norske reisen til den norske polarutforskeren.
NavnMOSAiC(Interdisciplinary Drifting Observatory for the Study of Arctic Climate) reflekterer kompleksiteten og mangfoldet i denne ekspedisjonen.
Faktisk er MOSAiC første åretekspedisjon til det sentrale Arktis som studerer klimasystemet i regionen. Prosjektet, med et samlet budsjett på over 140 millioner euro, ble utviklet av et internasjonalt konsortium av ledende polarforskningsinstitutter ledet av Alfred Wegener-instituttet og Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI).
Hva studerte misjonen?
Polarstern tilbrakte et år i det polare nord.Forresten, mesteparten av denne tiden var motorene hans slått av. Som et resultat kunne han rett og slett drive på havisen. Dette gjorde datainnsamlingen mer nøyaktig og selve oppdraget mer bærekraftig.
Så hva ville forskerne finne ut? De var ikke bare bekymret for klimaetI Arktis forsøkte eksperter å forstå nøyaktig hvordan det endret seg.
Internasjonale eksperter har forsket på 5 hovedområder av interesse.atmosfære, hav, sjøis Ogøkosystem Arktis.
Atmosfære
Konsekvenser ingen andre steder på planeten vårklimaendringene er ikke så store og åpenbare som i Arktis. Å forstå disse effektene er hovedmålet med målingene som vil bli tatt under MOSAiC-ekspedisjonen. Målingene ble utført fra isoverflaten til de øvre lagene i stratosfæren i en høyde på 35 km.
Kilde
Forskerne var spesielt oppmerksomme på svært småskala lokale prosesser på isen og havoverflaten, og egenskapene til arktiske skyer.Samt hvordan ulike typer skyer påvirker sollysetEksperter studerte også snøfall i Arktis: hvordan snø først dannes i skyer og hvordan prosessen påvirkessmå aerosolpartikler og dråper i atmosfæren i regionen.
Når en litensprekker, en stor mengde varme og vanndamp trenger inn i atmosfæren og varmes opp. Og takket være klimaendringene dannes disse sprekkene mye oftere. Videre forårsaker vanndamp som slipper ut gjennom sprekker dannelse av skyer, som igjen dramatisk endrer den termiske balansen i Arktis. Om de har en oppvarmende eller avkjølende effekt, avhenger av høyden og egenskapene til den respektive skyen - det var det forskerne prøvde å finne ut av. I tillegg lurte de på om disse skyene hovedsakelig var sammensatt av iskrystaller eller, til tross for lave temperaturer i det sentrale Arktis, flytende vanndråper?
hav
I løpet av de siste tiårene har forskere gjentatte ganger studert Polhavet og for eksempel temperaturen på vann eller strømmer på forskjellige dybder.Imidlertid besto dette forskningsarbeidet hovedsakelig av sporadiske besøk til regionene på isbrytere eller korte forskningsflyvninger i sommermånedene.Følgelig ble de fleste dataene samlet inn på bare noen få (sommer) måneder.Under MOSAiC-ekspedisjonen kunne forskere spore et bredt spekter for første gangfysiske parametere gjennom året ved hjelp av et distribuert nettverk opprettet på isflaket .
En av de sentrale forskningsoppgavene,som ble levert av MOSAiC, for å gi en bedre forståelse av hvordan havis utvikler seg. Arbeidet til oseanografer har spesielt vært fokusert på sirkulasjonen av havet i de øvre lagene av vann. Nemlig på den store sirkulasjonen av havstrømmer som fører enorme mengder vann inn og ut av Arktis.
Is
Klimaendringer transformerer Arktishavis. I dag er den tynnere, yngre og mer tilbøyelig til å drive enn tradisjonell flersesongspakkeis som er flere meter tykk. Men is er ikke bare en tydelig synlig barriere mellom havet og atmosfæren; det har også stor innflytelse på de forskjellige prosessene som finner sted i dem begge.
I tillegg samhandler havis medarktisk økosystem, og stoffer produsert av arktiske organismer. De styrer i sin tur biogeokjemiske prosesser i hele regionens system. I lys av disse komplekse sammenkoblingene oppstår et viktig spørsmål: gitt endringene i is, hvordan endrer klimaet i Arktis seg, og hvordan vil dette påvirke klimaet i andre deler av jorden?
Kilde
Følgelig havis som sentralet element i klimaet og økosystemet i Arktis har blitt et av de viktigste forskningsområdene i MOSAiC-ekspedisjonen. For første gang hadde forskerne muligheten til kontinuerlig å overvåke endringer i is i løpet av hver sesong.
Her er de viktigste spørsmålene forskere har stilt
- Når pakker isrygger eller kanaler i isform? Hvordan forårsaker havstrømmer og vind i atmosfæren isdrift?
- Hvordan lokale og regionale børser endrer segenergi når du endrer tykkelsen og egenskapene til snø og havis? Hvordan påvirker endringer i de respektive sesongene den samlede årlige balansen? Og hvordan ser disse prosessene og endringene ut på satellitter og i modellstudier?
- Hvilke skritt må tas for å bli bedreforstå tilstanden til havis og til slutt gi bedre spådommer? Disse studiene kombinerer funnene til oseanografer direkte og tjener som grunnlag for forskningen utført av det atmosfæriske teamet.
økosystem
Den sentrale delen av Polhavet er et av de mest ekstreme stedeneMåneder med totalt mørke, minusgrader og tilstedeværelse av havis det meste av året er noen av regionens mange unike naturforhold.Selv om de alle virker ekstreme fra et menneskelig perspektiv, er Polhavet hjem for tusenvis av arter av små planter (mikroalger) og dyr.De lever inne i havisen eller er festet til den i vannsøylen (plankton), så vel som i vann og på havbunnen.
Selv om de siste tiårene har blitt oppnåddbetydelig fremgang i studiet av det arktiske økosystemet, er forståelse av dets funksjon et viktig bidrag fra MOSAiC-forskere. Hele året prøvetaking og eksperimentelt arbeid av biologer har gitt en unik forståelse av hele matnettet og viktigheten av medlemmene.
For bedre å forstå regionens unike økosystem tok MOSAiC-biologer is- og vannprøver ved hjelp av et bredt spekter avMange eksperimenter har blitt utført for å undersøke samspillet mellom matvev og respons på miljøendringer.
Å forstå det arktiske økosystemet har nåkritisk ettersom Ishavet gjennomgår dramatiske miljøendringer med tap av sommeris og økende vanntemperaturer. MOSAiC-forskning er en milepæl i utformingen av de neste tiårene av arktisk marinbiologisk forskning. I tillegg kan resultatene lede samfunnet i riktig retning når de tar strategiske beslutninger om klimaendringer.
Hva fant du ut?
Om bord på RV Polarstern og på havisen ved siden avhan, i den såkalte isleiren, opprettet store forskningssentre dedikert til sentrale aspekter av det felles arktiske klimasystemet.
Ekspedisjonens leder, professor Markus Rex, har kommet tilbake med en viktig advarsel til menneskeheten. "Sjøisen er i ferd med å dø," advarte han.
“Denne regionen er i fare.Vi var i stand til å være vitne til hvordan is forsvinner selv i områder der den skulle ha vært flere meter tykk, selv på Nordpolen selv - denne isen er ikke lenger der, "sa en forsker fra Alfred Wegener-instituttet under en pressekonferanse i Bremerhaven. ...
Kilde
Om sommeren var forskere personlig overbevist omden dramatiske innvirkningen av global oppvarming på is i regionen, som misjonsleder Marcus Rex sier blir ansett som "episenteret for klimaendringene."
“Vi kunne se brede strekninger med åpent vann,når nesten til stangen, omgitt av is, som er full av hull som er skapt av massiv smelting, ”forklarer Rex. Hans hovedkonklusjon, som er verdt å høre for alle: "Arktisk is forsvinner i en enorm fart." Forskernes observasjoner ble bekreftet av bilder fra amerikanske satellitter som viser at den arktiske havisen i 2020 nådde sitt nest laveste sommernivå på rekord siden 2012.
Analyse av oppdragsprøver
Polarstern-oppdraget, kalt MOSAIC,brukte totalt 389 dager på å samle inn data om atmosfæren, havet, havisen og økosystemene for å vurdere klimaendringens innvirkning på regionen og verden. For å utføre forskning på havisen ble det installert fire observasjonsposter innen en radius på opptil 40 km rundt skipet.
Forskere samler vannprøver under isenpå polarnatten for å studere plankton av planter og bakterier og bedre forstå hvordan det marine økosystemet fungerer under ekstreme forhold. Ekspedisjonen på 140 millioner euro (165 millioner dollar) førte også over 1000 isprøver i land.
Nå som Arctic Odyssey kommer tilTil slutt vil det begynne seriøst arbeid med analyse av prøver og data som er innhentet eller registrert i felt. Analyseprosessen vil ta opptil to år. Hovedmålet er å utvikle modeller som forutsier hva slags hetebølger, kraftig regn eller storm vil være om 20, 50 eller 100 år.
“For å bygge klimamodeller trenger viovervåking på stedet, ”forklarte Radians Kalmer, en kvinnelig forsker ved University of Colorado som var om bord på Polarstern fra juni til september, i et intervju med AFP. Teamet brukte droner for å måle temperatur, fuktighet, trykk og vindhastighet for å skape et bilde av forholdene i regionen, noe som ville være "veldig nyttig for å lage en nøyaktig klimamodell," sa hun.
Misjonsvansker
Fra øyeblikket skipet reiste fra Tromsø,Norge 20. september 2019 observerte teamet lange måneder med totalt mørke, med temperaturer så lave som -39,5 Celsius. I tillegg la misjonsdeltakerne merke til rundt 20 isbjørner. Ubetydelig for et så stort forskningsfelt og mange års observasjon.
På våren ble oppdraget nesten forstyrret på grunn av pandemienkoronavirus. COVID-19 avbrøt imidlertid bare ekspedisjonen kort, men ikke på grunn av at deltakerne ble syke. Restriksjonene tvang skipet til å forlate isen på et eller annet tidspunkt for å gå til neste skift av forskere. Andre skip og fly skulle ta deltakerne direkte til Polarstern, men internasjonale reisebegrensninger gjorde det nesten umulig tidlig og midt i år.
Under ekspedisjonen, flere hundreforskere fra 20 land tilbrakte tid ombord på et tysk skip som reiste med is langs en vindrute og i det vesentlige drev gjennom isbreer. Selve reisen var en stor logistisk utfordring. Det er også viktig å merke seg problemet med å mate mannskapet. I løpet av de første tre månedene besto skipets last av 14 000 egg, 2000 liter melk og 200 kg svenske.
Skipskokken Sven Schneider uttalte imidlertid at hanundervurderte ikke viktigheten av hans rolle i oppdraget. "Jobben min var å opprettholde moralen til 100 mennesker som lever i totalt mørke," sa han i et intervju med den tyske ukentlige Die Zeit.
Hvilken fremtid har Arktis i vente for menneskeheten?
Ekspedisjonens leder, professor Markus, beskrev MOSAiC-prosjektet som en kjempesuksess.
Han forklarte at massen av data og prøver somnå eid av forskere, vil lage en nøyaktig simulering. Forskere bruker den til å forutsi fremtidige klimaendringer, som vil være mye mer pålitelige.
Ifølge ham klarte MOSAiC-forskerne å vise det indre arbeidet til en intrikat klokke.
“Vi har vurdert alle elementene ned til de forskjelligeskruene i dette arktiske systemet. Og nå forstår vi hele bevegelsen bedre enn noen gang før. Og kanskje kan vi gjenskape dette arktiske systemet på en datamodell, ”sa han til BBC-journalister.
Den flytende isen trakk seg tilbake til et område på i underkant av 3,74millioner kvm km (1,44 millioner kvadrat miles). Den eneste gangen dette minimumet ble brutt, var i 2012, da området med pakkeis krympet til 3,41 millioner kvadratkilometer.
Den nedadgående trenden er omtrent 13% i løpet av tiåret, i gjennomsnitt i september.
"Dette reflekterer oppvarmingen i Arktis," avslutterProfessor Rex. "Isen forsvinner, og hvis vi har et isfritt Arktis om noen tiår, vil det ha en alvorlig innvirkning på klimaet rundt om i verden."
Hvordan gikk oppdraget?
I ett år var Polarstern-skipetsentrum av den største arktiske forskningsekspedisjonen i historien, og tilbrakte et helårs syklus i en labyrint av massiv arktisk is. Forskningsfartøyet, flaggskipet til Alfred Wegener Institute, har fullført sitt oppdrag og har blitt et symbol på både tysk og internasjonal polarforskning.
Opprinnelig bestilt i 1982, er Polarstern fortsatter fortsatt et av de mest moderne og allsidige polarforskningsskipene i verden.Mellom 1999 og 2001 ble skipet fullstendig overhalt og er nå utstyrt med det nyeste utstyret og teknologien.
Etter å ha reist rundt 50.000 sjømil i året,Polarstern har foretatt vitenskapelig forskning og har også fylt opp aksjene med forskningsstasjoner ved Alfred Wegener-instituttet som Neumayer Station III. Det er et forskningsinstitutt i Antarktis, betjent hele året. Fram til 2019 tilbaketok Polarstern over 1,7 millioner nautiske mil, som er omtrent 3,2 millioner km.
CC lisens
Tandem Polarstern og MOSAiC
Selv for den pålitelige Polarstern og dens erfarneteam, presenterte MOSAiC-ekspedisjonen en alvorlig utfordring. Bare takket være spesielle tekniske detaljer kunne dette skipet bli sentrum for en ekspedisjon av et så storstilt oppdrag. Polarstern er ikke bare i stand til å arbeide i pakkeissonen - havis med en tykkelse på minst 3 m, som har eksistert i mer enn 2 årlige sykluser med vekst og smelting. I form av omfattende isfelt observeres den hovedsakelig i det arktiske bassenget. Enkelt sagt, flerårig is.
Med sitt dobbeltveggede stålskrog og 20 000 hestekrefter bryter Polarstern også enkelt gjennom tykke islag ved å ramle.
Utstyrt for langsiktig driftmed arktiske vintertemperaturer ned til –50 ° C, er Polarstern også i stand til å tåle vinteren i isen på polarhavet. Det indre av skipet, hvor omtrent 100 forskere, teknikere og MOSAiC-mannskap jobber og bor, er imidlertid ikke kaldt i det hele tatt.
Også Polarstern hadde forskjelligekjøretøyer - helikoptre, snøscootere, Pistenbullies osv. Dette tillot forskere å måle og samle inn data ikke bare ved det sentrale observatoriet, men også i et distribuert distribuert nettverk. Toppmoderne datasystemer ombord sørget for pålitelig og regelmessig registrering, lagring og overføring av all innsamlet vitenskapelig data.
Les også
Forskning: Jordens økologi har endret seg dramatisk de siste 70 årene
Forskere har endret strukturen på solbatteriet og økt effektiviteten med 125%
På sykdomsdag 3 mister de fleste COVID-19 pasienter luktesansen og lider ofte av en rennende nese