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Schiffsmessungen von Oberflächenflüssen über Eisrinnen in der winterlichen Arktis

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Heide, A. B. , Lüpkes, C. and Hartmann, J. (2004): Schiffsmessungen von Oberflächenflüssen über Eisrinnen in der winterlichen Arktis , DACH-Meteorologentagung 2004, 6.-10. Sept. 2004, Karlsruhe, Deutschland. .
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Im arktischen Winterhalbjahr erfolgt der wesentliche Teil des Wärmetransportes von der Oberfläche in die Atmosphäre über sog. Eisrinnen. Zu dieser Jahreszeit ist der Temperaturunterschied zwischen Eisoberfläche und Wasseroberfläche besonders hoch, so dass sich starke Konvektion entwickeln kann, die sich in die über dem Meereis schwach stabil geschichtete atmosphärische Grenzschicht ausbreitet. Im März und April 2003 wurde mit FS Polarstern ein winterliches Rinnenexperiment in der Arktis durchgeführt. Ziel der Messkampagne war es, den Einfluss von Rinnen auf die oberflächenahen Flüsse von Wärme und Impuls zu quantifizieren. Ferner sollte die Abhängigkeit der Flüsse von der Dicke des neu gebildeten Eises bestimmt werden. Zur Flussmessung wurde ein am Bugkran des Schiffes montierter Mast eingesetzt, an dem in fünf Höhen Ultraschallanemometer angebracht waren. Es wird ein Fallbeispiel aus dem Gebiet der Barentsee präsentiert, bei dem die oberflächennahen Flüsse während einer langsamen Drift über eine mit Neueis bedeckte 1 km breite Eisrinne gemessen wurden. Der Einfluss der Rinne ist in den Ergebnissen deutlich durch einen Anstieg der Schubspannungsgeschwindigkeit und des vertikalen Wärmeflusses sichtbar. Noch mehrere hundert Meter im Lee der Rinne wurden über dem Meereis aufwärts gerichtete Wärmeflüsse gemessen, was einen Transport der Konvektion über das Eis belegt. Nach Zerstörung des Neueises wurde über derselben, nun eisfreien Strecke erneut gemessen. Über offenem Wasser wurden ca. 30% höhere Wärmeflüsse ermittelt als über dünnem Eis. Die Studie zeigt damit, dass zur Abschätzung der Energiebilanz des polaren Ozeans die Kenntnis der Ausdehnung dünner Eisflächen wichtig ist.

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