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Warum das dünne Eis zum Risiko werden kann, erklärt Prof. Dr. Lars Kaleschke vom Centrum für Erdsystemforschung und Nachhaltigkeit der Universität Hamburg (CEN): „Wind und Meeresströmungen schieben die vergleichsweise dünne Eisdecke zusammen. Wo es vorher gut voran ging, türmen sich plötzlich hohe Presseis-Rücken und schließen Schiffe und Mannschaften ein.“

Gleichzeitig ist die exakte Bestimmung der Eisdecke schwierig. Zwar liefern Satelliten Informationen, bisher aber nur über Eisdicken ab einem Meter. „Das saisonale Eis, das sich jährlich neu bildet und sich im Zuge des Klimawandels massiv verändert, ist jedoch meist dünner“, berichtet Kaleschke. „Die globale Erwärmung wirkt sich auf die Menge des Eises in der Fläche, aber auch auf die Dicke aus.“

Daten-Kombination von Satellit und Hubschrauber

Gemeinsam mit den Kollegen vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI), gelang es Kaleschke erstmals, mithilfe des SMOS-Satelliten der European Space Agency (ESA), Eisdicken unter einem Meter zu bestimmen.

Wie exakt das Verfahren ist, konnte anhand von Messungen an Bord der „Lance“ überprüft werden: Mittels elektromagnetischer Wellen wurde während der gesamten Fahrt die Dicke des durchquerten Eises vermessen und mit den SMOS-(Soil Moisture and Ocean Salinity)-Daten verglichen. Gleichzeitig wurde abseits des Schiffes mit dem Bordhelikopter ein weiterer elektromagnetischer Sensor geschleppt. Und in größerer Höhe sowie mit größerer Geschwindigkeit erweiterte das Forschungsflugzeug Polar 5 das Messgebiet.

Erfolgreiche Navigation

Während der gesamten Expedition navigierte die „Lance“ zudem mithilfe eines neuartigen Eis-Vorhersagesystems, das der Schifffahrt künftig eine sichere Passage durch polare Regionen ermöglichen soll. Grundlage ist ein von der Universität Hamburg entwickeltes Rechenmodell. Zweimal täglich liefern die Wissenschaftler damit Angaben zur Ausdehnung, Dicke und Bewegung des Eises an die Hamburgische Schiffbau-Versuchsanstalt (HSVA). Von dort aus wurden die Daten an die Lance übermittelt – zusammen mit einer individualisierten Routenempfehlung. Auch in diesem Punkt verlief die Fahrt als Praxistest erfolgreich: Die Vorhersage führte das Schiff nicht nur sicher durch das schwierige Meeresgebiet, die vorhergesagte Fahrtzeit entlang der vorgeschlagenen Routen stimmte durchweg sehr genau.

Große Kooperation

An den Kampagnen IRO-2 (Ice-Routing Optimization) und SMOSIce beteiligen sich neben der Hamburgischen Schiffbau-Versuchsanstalt, die das Verbundprojekt koordiniert, die Universitäten Hamburg und Bremen, das Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung, die Ocean Atmosphere Systems GmbH, die FastOpt GmbH, das National Space Institute der Technical University of Denmark, das Norwegian Polar Institute, das Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie, die Joachim Schwarz Consulting und die European Space Agency (ESA).