MOSAiC 1 CiASOM - Verwendung von stabilen Wasserisotopen für ein besseres Verständnis des arktischen Wasserkreislaufs

Abstract

Das MOSAiC Drift-Experiment bot die einzigartige Möglichkeit, die wichtigsten hydrologischen Prozesse in der zentralen Arktis über ein ganzes Jahr hinweg zu untersuchen und dabei erstmalig auch den arktischen Winter zu erfassen. Im Vorhaben CiASOM wurden hierfür stabilen Wasserisotope als Klima- und Umweltparameter für die Untersuchung des heutigen Wasserkreislaufs verwendet. Dazu wurden die Beiträge der einzelnen Komponenten des hydrologischen Kreislaufs in der Umgebung der FS Polarstern untersucht, um Austauschprozesse zwischen Ozean, Meereis und Atmosphäre quantitativ zu erfassen. Der Einsatz eines CRDS-Spektrometers ermöglichte zudem, die isotopische Zusammensetzung des atmosphärischen Wasserdampfs während der gesamten MOSAiC Expedition kontinuierlich zu messen. Sämtliche Messdaten wurden zur Charakterisierung der arktischen Feuchtesignatur genutzt. Eine quantitative Erfassung der Kopplung von Klima- und Isotopensignalen erfolgt dabei über Modellstudien, welche die Simulation der Feuchtetransporte mit Hilfe eines Lagrangeschen Transport- und Dispersionsmodells als auch Klimasimulationen mit dem Atmosphären-Modell ECHAM6 mit expliziter Isotopendiagnostik umfassten. Die Datensätze des CiASOMProjekts aus der zentralen Arktis wurden ferner mit Isotopen-Datensätzen kontinentaler Stationen, welche im gleichen Zeitraum isotopische Änderungen im Wasserdampf und Niederschlag gemessen hatten, verglichen und gemeinsam analysiert.