Luftproben aus der Arktis zeigen, wie schnell sich die Erde erwärmt

Während sich der Klimawandel überall auf der Erde auswirkt, spürt der Polarkreis diese Auswirkungen am stärksten in Form von Gletscherschmelze, Permafrost-Auftauen und Meereisrückgang.

Zu den Hauptakteuren des Klimawandels gehören die Wolken, die die Erdoberfläche bedecken, und die mikroskopisch kleinen, in der Luft befindlichen Aerosole, sogenannte Eiskeimbildungspartikel, die die Bildung von Eis in diesen Wolken auslösen. Dieser Tanz aus Eiskeimbildung, Wolkendecke und Hitze spielt eine wichtige Rolle im Klima. Aber diese überaus wichtigen eisbildenden Aerosole, die Mineralstaub, Mikroben oder Meeresgischt sein können, wurden in der Arktis kaum untersucht – wo sie am meisten untersucht werden müssen – weil dort wenig über ihre Wirkung bekannt ist, und nicht Viele Wissenschaftler wagen sich so weit nach Norden.

Wissenschaftler der Colorado State University taten dies jedoch. Im Jahr 2019 stieg ein unerschrockenes Team, darunter die Atmosphärenforscherin Jessie Creamean, an Bord eines Schiffes, segelte nach Norden, sammelte Tausende von Luft-, Meerwasser-, Meereis-, Schnee- und Schmelzwasserproben und brachte die physikalischen Beweise nach Hause, die erforderlich sind, um genau zu bestimmen, wie Eiskeimbildung und Wolken entstehen Ebbe und Flut im Arktischen Ozean im Laufe der Zeit.

Creamean und sein Team begaben sich im Rahmen der MOSAiC-Expedition an Bord eines deutschen Eisbrechers namens Polarstern in die gefrorene Arktis. Das Ziel der CSU-Forscher war es, nie zuvor gesehene Beobachtungen von eisbildenden Partikeln in der zentralen Arktis zu melden, abseits von landgestützten Orten, die von terrestrischen Aerosolquellen beeinflusst werden. MOSAiC war eine große, internationale Expedition, die arktische wissenschaftliche Forschungsprojekte aus der ganzen Welt beherbergte.

In einem Open-Access-Papier, veröffentlicht in Naturkommunikation, Creamean und Kollegen berichten über ihre direkten Beobachtungen von größenaufgelösten Eiskeimbildungspartikeln in der zentralen Arktis, die den gesamten Wachstums- und Abnahmezyklus des Meereises umfassen. Ihre Ergebnisse zeigen eine starke Saisonabhängigkeit dieser Partikel mit geringeren Konzentrationen im Winter und Frühling und erhöhten Konzentrationen während der Sommerschmelze aufgrund lokaler Biologie. Niemand hat diese Zyklen zuvor in dieser Region direkt beobachtet.

„Es ist wichtig, den natürlichen Hintergrund dieser eisbildenden Partikel zu kennen, bevor wir wirklich einschätzen können, wie sich klimatische Veränderungen auf die Populationen dieser Aerosole auswirken“, erklärte Creamean, eine erfahrene Besucherin des Arktischen Ozeans, deren Forschung sie mehrmals dorthin geführt hat die nördlichsten Ausläufer des Planeten. Zu dem Team, das an der Analyse der während der MOSAiC-Expedition gesammelten Proben arbeitete und das Papier schrieb, gehörten die CSU-Atmosphärenwissenschaftler Kevin Barry, Tom Hill und Paul DeMott.

Das Verständnis solcher eisbildenden Partikel ist von grundlegender Bedeutung für das Verständnis der Auswirkungen des Klimawandels auf den Planeten aufgrund ihrer Auswirkungen auf die Wolken. Das Hinzufügen von Eis zu einer Wolke ändert, wie sie mit Licht und Wärme von der Sonne und Wärme, die von der Erdoberfläche zurückprallt, interagiert. Und Eis ist wichtig, um Niederschläge zu starten.

„Es ist ein wichtiger Prozess, den wir einfach nicht gut verstehen, besonders in der Arktis“, sagte Creamean. „Die Modelle machen es einfach nicht richtig, wenn es darum geht, diese eisbildenden Partikel oder ihre Wolkeneffekte abzuschätzen. Das war also eine große Beobachtung – um zu sehen, woher diese Dinge kommen und wie sie sich im Laufe der Zeit verändern.“ im Laufe eines Jahres.“