Expeditionen Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate (MOSAiC) kommer att ge ett stort bidrag till den arktiska klimatvetenskapen. Med Alfred Wegener Institute i spetsen, Helmholtz Center for Polar and Marine Research (AWI), det är den största polarexpeditionen genom tiderna. Det innebär att den polartyska forskningsisbrytaren tillbringar ett år instängd i havsisen så att forskare från hela världen kan studera Arktis som epicentrum för global uppvärmning och få grundläggande insikter som är nyckeln till att bättre förstå globala klimatförändringar – och ESA bidrar med en rad experiment. Under polarvintern, forskare utsätts för temperaturer så låga som –45°C och det eviga mörkret. Kredit:Alfred-Wegener-Institute/Esther Horvath, CC BY-SA 3.0 IGO
Spara en tanke denna jul för forskare som lurat sig ner på sin Polarstern isbrytare, drivande i det frusna ishavet. Utsatt för temperaturer så låga som –45°C och polarvinterns eviga mörker, de är villiga deltagare i MOSAiC – världens största och längsta polarforskningsexpedition. Trots mörkret, dock, forskarna och besättningen är fortfarande medvetna om vad som händer i närheten. Hur? Med hjälp av radaravbildningssatelliter.
Under loppet av ett år, totalt cirka 600 forskare från 20 länder kommer att delta i olika skeden av Expeditionen Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate (eller MOSAiC).
Efter att ha kommit in i Ishavet i oktober, Polarstern har drivit över centrala Arktis med cirka 7 km per dag med vinden och strömmarna som förväntas bära den nära den geografiska nordpolen innan den lämnar nästa vår eller sommar.
Ombord, forskarna utför flera experiment på havsisen runt fartyget för att bättre förstå klimatförändringarnas inverkan på havsisen och den arktiska miljön. Teamet har nu etablerat hundratals instrument på havsisen som omger fartyget inom ett avstånd av 50 km.
Trots mörkret som för närvarande omsluter fartyget när det driver genom det frusna havet, forskarna och besättningen är inte blinda och förblir medvetna om vad som händer tack vare radaravbildningssatelliter från Europas Copernicus-program, Kanada, Tyskland och Japan.
I september 2019, den tyska forskningsisbrytaren Polarstern har seglat från Tromsø, Norge, att tillbringa ett år med att driva genom Ishavet – fångad i is. Målet med MOSAiC-expeditionen är att ta den närmaste titt någonsin på Arktis som epicentrum för global uppvärmning och att få grundläggande insikter som är nyckeln till att bättre förstå globala klimatförändringar. Hundratals forskare från 20 länder deltar i denna exceptionella strävan. Denna animation visar Polarsterns rutt och drift samt tillväxten av vinterhavsisen. Kredit:MOSAiC-teamet/US National Snow &Ice Data Center för utbredning av havsis
Havsis nära den arktiska expeditionen MOSAiC
Besättningen och forskarna övervakar havsisen och genererar anmärkningsvärda kartor över havsisflaken som omger fartyget. Dessa radarsatelliter korsar Arktis dagligen och bär med sig sin egen belysningskälla, som låter dem tränga igenom det arktiska vintermörkret, kontinuerligt avkänna och kartlägga havsisförhållandena nedan.
Suman Singha, från German Aerospace Centers Remote Sensing Technology Institute, hjälper till att koordinera insamlingen av bilder från olika satelliter och ansvarar för att förmedla den värdefulla informationen vidare till fartyget.
"Denna information behövs mycket på Polarstern, speciellt i början av expeditionen, när utmaningen var att hitta rätt sorts isflak som kunde hysa både Polarstern och utplaceringen av alla vetenskapliga instrument på isen runt isbrytaren, säger Dr Singha.
Radarbild från Japans ALOS-2-satellit av havsisen nära Polarstern isbrytare. Polarstern driver i den arktiska havsisen i ett år för polarforskningsexpeditionen MOSAiC. Under polarvintern, forskarna använder radarsatellitbilder som denna för att övervaka havsisen i det omgivande området. I denna falska färgbild, som förvärvades den 19 november 2019, mörkblå sprickor visar öppna vattenledningar eller tunn is mellan isflaken. De vita filamentliknande strukturerna är typiskt havsisåsar eller annan deformerad havsis. Kredit:JAXA
"Här använde vi högupplösta radarbilder från den tyska TerraSAR-X-satelliten för att hjälpa till att lokalisera det bästa möjliga flaket, som sedan fått namnet Fästning. Att övervaka flakets säkerhet förblir därför en ständig utmaning."
Även Europas Copernicus Sentinel-1-satelliter bidrar till den internationella kartläggningen, som ger kontinuerlig täckning av platsen i stort område, hjälpa till att följa och förutsäga havsisens ständigt föränderliga drift upp till 300 km bort från fartyget.
Den japanska ALOS-2-satelliten med sin PalSAR-2-sensor använder en mycket längre våglängd än både Copernicus Sentinel-1 och TerraSAR-X för att kartlägga havsisflak och förhållanden nedan.
ESA:s Malcolm Davidson sa:"Våglängd spelar roll när det kommer till radarsatelliter eftersom en viss våglängd i hög grad påverkar informationen från satelliten.
"I Europa är vi mycket intresserade av den ytterligare information som ALOS-2 kan tillhandahålla om havsisförhållanden, speciellt nu när vi utvecklar vår egen långvågsradarsatellit kallad L-band Synthetic Aperture-uppdraget, ROSE-L – som är ett av de sex Copernicus högprioriterade kandidatuppdragen.
Forskarna som deltar i MOSAiC-expeditionen måste inte bara hålla ett öga på den ständigt föränderliga havsisen, men också på besökare. Dessa isbjörnar verkar njuta av att leka med markörflaggor. Med Alfred Wegener Institute i spetsen, Helmholtz Center for Polar and Marine Research MOSAiC är den största fartygsburna polarexpeditionen genom tiderna. Det innebär att den polartyska forskningsisbrytaren tillbringar ett år instängd och driver i havsisen så att forskare från hela världen kan studera Arktis som epicentrum för global uppvärmning och få grundläggande insikter som är nyckeln till att bättre förstå globala klimatförändringar. Kredit:Alfred-Wegener-Institute/Esther Horvath, CC BY-SA 3.0 IGO
Till exempel, Att upptäcka havsisåsar är avgörande för säker navigering i Arktis och dessa är mycket lättare att identifiera med ALOS-2 än med de befintliga europeiska satelliterna."
Medan Polarstern nu driver genom det frusna och mörka havet under de kommande månaderna, radarögonen på himlen kommer att fortsätta att övervaka dess framfart genom Arktis och följa med forskarna genom resten av denna märkliga expedition.
