Forskare från mer än ett dussin nationer förberedde sig på fredagen för att lansera den största och mest komplexa expeditionen som någonsin gjorts i centrala Arktis – en årslång resa genom isen som de hoppas kommer att förbättra de vetenskapliga modellerna som underbygger vår förståelse av klimatförändringar.

Expeditionen på 140 miljoner euro (158 miljoner dollar) kommer att se forskare från 19 länder inklusive Tyskland, Förenta staterna, Storbritannien, Frankrike, Ryssland och Kina arbetar tillsammans i en av de mest ogästvänliga regionerna på planeten.

"Arktis är epicentrum för globala klimatförändringar, " sa Markus Rex från Tysklands Alfred Wegener Institute for Polar and Ocean Research, som ska leda expeditionen. "Samtidigt är Arktis den region på planeten där vi förstår klimatsystemet minst."

Fullpackad med vetenskaplig utrustning, den tyska isbrytaren RV Polarstern kommer att lämna hamnen i Tromsö i Nordnorge tillsammans med ett ryskt fartyg för att leta efter ett lagom stort flak att ankra på och sätta upp bas.

När dagarna blir kortare och havet fryser runt det, Polarstern kommer sakta att driva iväg på egen hand mot Nordpolen medan roterande team av dussintals forskare spenderar två månader vardera med att bedriva forskning på isen.

Stefanie Arndt, en havsisfysiker som har förberett sig för expeditionen i nio år, sade mörkret kommer att vara den största utmaningen.

"Alla oroar sig för kylan men den psykologiska aspekten av att inte se någonting och veta att det finns isbjörnar där ute är något som inte bör underskattas, " berättade hon för Associated Press i en telefonintervju.

Forskare involverade i Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate, eller MOSAiC för kort, har genomgått vapenutbildning. Lägret kommer också att säkras av ett stängsel och fyrverkerier för att skrämma bort rovdjur.

Arndt, som kommer att gå med i uppdraget i mitten av februari, sade att den unika fördelen med MOSAiC jämfört med andra expeditioner är det faktum att forskare kommer att kunna observera processer i Arktis över en hel säsongscykel.

"Det som är särskilt intressant är övergången från vinter till vår, " Hon sa, en tid då isen normalt är för tjock för att fartyg ska kunna nå centrala Arktis.

Registrerar förändringar i densiteten, storlek och typ av snö kommer att hjälpa forskare att bättre förstå energiflödena i Arktis.

"Till exempel, hur mycket ljus snön reflekterar tillbaka till atmosfären, hur mycket det absorberar och hur mycket ljus som når det övre havet, ", sa Arndt. "Detta har stora konsekvenser för ekosystemet."

Energi från ljus påverkar algertillväxt och havstemperaturer, vilket i sin tur påverkar hur mycket havsis som smälter underifrån.

Att förstå dessa och andra komplexa processer som förekommer i Arktis är avgörande för de allt mer sofistikerade datormodeller som forskare använder för att förutsäga väder och klimat. Experter tror att varje störning av Arktis känsliga cykel av frysning och tining kommer att märkas längre söderut, även om det fortfarande inte är klart hur.

"Arktis förändras ganska dramatiskt just nu och det är något vi behöver komma in på, " sa Matthew Shupe, en atmosfärsforskare vid University of Colorado som kommer att delta i expeditionen.

De senaste förändringarna i jetströmmen – en luftström som cirklar och isolerar Arktis som en gigantisk termos – har tillåtit värme, fuktiga vindar från låga breddgrader för att röra sig norrut. På samma gång, kyliga blåsningar av arktisk luft – de fruktade polarvirvlarna – har fört med sig djupfrysningsförhållanden till det kontinentala USA och Europa.

"Mycket av detta just nu är ett hett ämne, " sa Shupe.

Oron för den globala uppvärmningen har spridit sig långt utanför forskarvärlden de senaste åren. Expeditionen startar samma dag som globala klimatprotester och inför ett FN:s klimattoppmöte i New York nästa vecka.

Rex, expeditionschefen, sa att samarbetet mellan forskare från många olika länder står i kontrast till det geostrategiska knuffande som stormakter har börjat ägna sig åt som Arktis, med dess outnyttjade rikedomar, börjar öppna upp för utforskning.

Han uttryckte det faktum att Tyskland, hittills en andra ligaspelare i Arktis, leder expeditionen ner till landets tekniska och logistiska kompetens.

"Vi gör det för att vi kan, och ingen annan kan göra det, sa Rex.

Anja Karliczek, den tyske vetenskapsministern, sade att Tyskland som en stor industrination måste ta en del av ansvaret för att ta itu med klimatförändringarna, och finansieringen av hälften av expeditionens kostnader låg i landets intresse.

Till skillnad från Ryssland, Kina och Sverige, som också kommer att skicka isbrytare för att förse expeditionen, USA kommer inte att bidra med ett fartyg.

"Ett USA-flaggat fartyg skulle ha varit ett trevligt komplement till MOSAiC, ", sa Shupe. "Å andra sidan tycker jag att USA gör extraordinära bidrag, " han sa, med hänvisning till vetenskapligt och ekonomiskt stöd från amerikanska institutioner som National Science Foundation, energidepartementet, National Oceanic and Atmospheric Administration, och NASA.

© 2019 Associated Press. Alla rättigheter förbehållna.