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«Changing Polar Regions 25th International Congress on Polar Research March 17-22, 2013, Hamburg, Germany German Society for Polar Research Edited by ...»

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Bedingt durch den Klimawandel haben nicht nur die Ausdehnung, das Volumen und die Dicke des Eises in der Arktis stark abgenommen, sondern es hat sich auch das Verhältnis zwischen erstjährigem und mehrjährigem Eis dramatisch verändert. Diese Entwicklung begünstigt nicht nur die Nutzung der nördlichen Seewege, North-WestPassage und Northern-Sea-Route, als kürzester Verbindung von Europa oder NordAmerika nach Ost-Asien, sondern auch die Gewinnung und den Abtransport von Rohstoffen aus der Arktis. Das wirtschaftliche und sichere Befahren der nördlichen Seewege sowie der Abtransport von Rohstoffen aus und die Versorgung von arktischen Häfen mit Gütern auch in Monaten mit leichten Eisverhältnissen erfordert eine verlässliche und sowohl zeitlich als auch örtlich hochaufgelöste Eisvorhersage sowie eine sich hierauf stützende optimierte Routenberatung. Um die Voraussetzungen für eine derartige Dienstleistung zu schaffen, hat sich eine Gruppe aus Forschungseinrichtungen sowie kleinen und mittleren Unternehmen, KMUs, zusammengefunden, um im Forschungsvorhaben IRO-2 die bei ihnen vorhandenen Methoden und Verfahren zur Eisvorhersage und Routenoptimierung zu verfeinern und verbessern. Die geplante Eisvorhersage basiert auf der Verbesserung und Optimierung vorhandener ozeanographischer und meteorologischer Vorhersagemodelle und deren Zusammenführung zu einem übergreifenden Eisvorhersagesystem. Hierbei soll vor allem die flächenhafte Auflösung auf etwa 5x5 km erhöht werden. Der Vorhersagezeitraum soll 3-5 Tage betragen. Als Eingangsdaten für die Modelle werden Satelliten- und In-situ- Daten in einem neu entwickelten Assimilations- und Vorhersageverfahren verwendet. Das vorhandene "Changing Polar Regions" - 25th International Congress on Polar Research 2013 Navigationsmodell wird bezüglich seiner Vorhersagefähigkeit in deformiertem Eis, Presseisrücken und Packeis, verbessert, die Routenberatung wird weiter optimiert und auf aktuelle Datenauswertung umgestellt. Die Resultate der Eisvorhersage sowie der Routenvorschlag werden dem Anwender in nutzerfreundlichen StandardFormaten zur Verfügung gestellt. Im dritten Jahr des Forschungsprojektes wird dieses gekoppelte operationelle Eisvorhersage- und Eisnavigationssystem mit all seinen Komponenten auf Funktionalität und Praxistauglichkeit getestet. Auf der Basis der Testergebnisse soll dann untersucht werden, inwieweit die in diesem Verbundvorhaben entwickelte Eis-Routen-Optimierung und Eisvorhersage den Transport auf den nördlichen Seewegen sicherheitstechnisch und wirtschaftlich verbessert hat. Weiter soll geprüft werden, ob das entwickelte System bereits Marktreife erreicht hat, um es über eine zu gründende Verwertungsgesellschaft zu vermarkten, oder ob weitere Entwicklungsschritte vor der Markeinführung notwendig sind. Das Projekt IRO-2 (http://iro-2.de/index.html) wird durch das Bundeswirtschaftsministerium für Wirtschaft und Technologie von Oktober 2011 bis September 2014 im Rahmen des BMWi-Förderprogramms “Schifffahrt und Meerestechnik für das 21. Jahrhundert” gefördert.

"Changing Polar Regions" - 25th International Congress on Polar Research 2013 PFALZMUSEUM UNTERWEGS – MIT COOLEN KLASSEN DER OUTREACH DER LEHRERBEGLEITUNG ANT-XXVIII / 2

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Im Rahmen des Projekts „Coole Klassen“ begleitete ich Polarstern im Winter 2011/12. Das Projekt wird in einem Vortrag dieser Polartagung vorgestellt.

Nachweislich mindestens 20 Schulen haben sich aktiv beteiligt, mit mindestens 45 Lehrkräften in den Fächern: Naturwissenschaften, Biologie, Erdkunde, Mathematik, Ethik, Deutsch 10 Klassen waren im Zusammenhang mit der Expedition im Museum 7 Klassen habe ich im Zusammenhang mit der Expedition besucht, 2 davon mit Fernsehteams.

Bis zwei Monate nach der Expedition gab es 17431 Klicks auf den Blog.

Die Blogeinträge sind als Broschüre beim Museum erhältlich.

Lehrerfortbildungen führten interessierte Lehrkräfte in die Thematik und die Forschungsvorhaben ein, ermöglichten die Entwicklung von Begleitprojekten und dienten dem Informationsaustausch. 3 Lehrerfortbildungen (insgesamt 4 Tage) in Rheinland-Pfalz erreichten 40 Lehrkräfte, 1 Lehrerfortbildung (Workshop) in Kiel und 1 Vortrag mit Workshop beim MNU Bundeskongress in Hamburg (März 2013) fanden bisher statt.

Zahlreiche Zeitungsbeiträge erschienen in der regionalen und auch der überregionalen Presse. 6 Hörfunk- und 7 Fernsehbeiträge entstanden in unmittelbarem Zusammenhang zur Expedition.

135 Gäste besuchten 2 öffentliche Vorträge über die Expedition im Museum, ca 60 Zuhörer gab es bei 2 weiteren öffentlichen Vorträgen.

Ca 100 Gäste waren es bei einem Themenabend für Eltern an einer Schule, weitere ca 100 Gäste sahen meine Präsentationen bei einem Tag der offenen Tür.

In der Folge der Expedition entstand am Pfalzmuseum eine interaktive Sonderausstellung „Polarforschung zum Anfassen“, die ich konzeptionell, inhaltlich und organisatorisch planen durfte. Die Ausstellung wurde vom 4.11.2012 bis 17.2.2013 gezeigt und von ca. 4000 Personen besucht.

Aus der Ausstellung erwächst eine „Mobile Museumskiste Polarforschung“, die von Schulen in Rheinland-Pfalz mit fachkundiger Begleitung (!) angefordert werden kann.

Die Erfahrungen dieser Expedition fließen direkt ein in die aktuelle rheinlandpfälzische Lehrplanentwicklung für die naturwissenschaftlichen Fächer in der Sekundarstufe I.





In Arbeit ist ein Themenheft „Polarforschung“ in Zusammenarbeit mit einem Schulbuchverlag.

"Changing Polar Regions" - 25th International Congress on Polar Research 2013 SPANNENDER UNTERRICHT LIVE AUS DEM EWIGEN EIS – LEHRERBEGLEITUNG POLARSTERN ANT-XXVIII / 2 (2011/12

KAPSTADT- NEUMAYER- KAPSTADT)

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Endlich ist es soweit: Seit den Anfängen der modernen deutschen Forschung in der Antarktis Anfang der 80er Jahre begeistere ich mich für diese Region, möchte sie gern selbst erleben und wünsche mir, solche Erfahrungen für meinen Beruf nutzen zu können. Im IPY nehme ich Kontakt auf zu Dr. Lehmann, dem Lehrerkoordinator des Projekts Coole Klassen. Ich besuche ein Arbeitstreffen in Karlsruhe, nutze ein Besuchsangebot auf Polarstern und nehme an der internationalen Polartagung 2010 in Obergurgl teil. Zufällig verschlägt es mich parallel mit einem Teil meiner LehrerStelle an das Pfalzmuseum für Naturkunde in Bad Dürkheim, das eng verknüpft ist mit dem Pfälzer Georg von Neumayer und daher eine lange Tradition an Angeboten zu polaren Themen hat. Im Rahmen eines Projektes „schule@museum“ erarbeite ich im Tandem mit der örtlichen Realschule einen Hörführer, neudeutsch Audioguide, zu unseren polaren Exponaten.

Ich entwickle ein Konzept für eine mögliche Lehrerbegleitung auf Polarstern und: Die Bewerbung ist erfolgreich!

Um viele Lehrkräfte einzubinden, plane ich vorab eine Lehrerfortbildung, bei der der Fundus des Museums und der Audioguide genutzt werden und bei der der wissenschaftliche Fahrtleiter „meines“ Expeditionsabschnittes die vorgesehenen Forschungsprojekte vorstellt. Es entsteht die Idee, an Schulen im Foyer eine wachsende Stellwand aufzustellen, an der jeweils die neuesten Informationen vom Schiff ausgehängt werden. Schüler geben mir Fragen und Aufträge mit auf den Weg.

Täglich liefere ich einen Blogeintrag zu den Forschungsaktivitäten und dem Leben an Bord, bei dem auch bestimmte, vorher vereinbarte Informationen enthalten sind.

Lehrkräfte können eigene Projekte entwickeln, je nach Unterrichtsfach, Klassenstufe und ihrer Situation und sich an der Stellwand bedienen. Die meisten Lehrkräfte gehen die Thematik mit 5. oder 6. Klassen an. Sie legen großen Wert auf die authentische Situation und möchten sehr gern mit Polarstern telefonieren. Schließlich räumt das AWI diese Möglichkeit ein. Es entstehen Plakate, Ausstellungen, Forschertagebücher und Modelle, die an etlichen Schulen für Mitschüler, Eltern und die Öffentlichkeit präsentiert werden. Vor und nach der Expedition besuche ich Schulklassen und betreue Schulklassen im Museum. Wir befassen uns mit den Gegebenheiten in der Antarktis, mit der Geschichte der Erforschung, mit Lebewesen und mit aktuellen Forschungen. Und natürlich stelle ich „meine“ Expeditionserlebnisse vor.

Im Nachgang nutze ich meine Erfahrungen im Bereich Lehrerfortbildung, in der Lehrplanarbeit und in der Zusammenarbeit mit Verlagen. Die Öffentlichkeit zu "Changing Polar Regions" - 25th International Congress on Polar Research 2013 erreichen gelingt über die Anbindung an das Museum sehr zwanglos. Es gibt öffentliche Vorträge und ein überraschend großes Interesse der Medien in allen Phasen der Expedition.

Im weiteren Verlauf kann ich für das Museum eine Sonderausstellung konzipieren und umsetzen. Sie stellt im Kern 6 aktuelle Forschungsprojekte vor und ist stark interaktiv und experimentell ausgerichtet. Darüber hinaus ermöglicht sie eine Vorstellung von dem Leben als Forscher und von den wichtigsten deutschen Forschungseinrichtungen.

Eine Zusammenfassung des „Outreach“ in Zahlen wird im Rahmen der Posterausstellung dargestellt.

"Changing Polar Regions" - 25th International Congress on Polar Research 2013 SUBGLACIAL LAKES AT THE ONSET OF RECOVERY GLACIER,

ANTARCTICA

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More than 360 subglacial lakes are suggested to exist below the Antarctica ice sheet.

Subglacial lakes are suggested to be responsible for the initiation of an ice stream, either by changing the ice sheets basal thermal regime or by introducing water into the path of the ice stream through periodic drainage events (Bell et al., 2007). One of the least explored territories on Earth is the Recovery Glacier, East Antarctica including the Recovery subglacial lake area. No other ice stream expands further into the East Antarctic ice sheet like the Recovery Glacier (Langley et al., 2011). The Alfred-Wegener-Institut Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung performed in 2010/2011 a radio echo sounding survey across the upper, larger lakes with the research aircraft Polar 5. In the season 2012/13 and 2013/14 a campaign will survey large parts of the Recovery drainage basin. Radar features identifying subglacial lakes contain specified radar reflection properties. Thus subglacial lakes are characterized by flat and extremely smooth ice-surfaces above the lakes and bright basal reflectors and are as well confined by upstream troughs deeper in the ice surface and downstream ice-surface ridges (Langley et al., 2011). The bed reflectivity derived by bed returned power (reflection coefficient), considering the attenuation rate in ice, as well as a measurement for specular of interfaces or the basal hydraulic head, are basic parameters to determine for data analysis of radio echo sounding data above subglacial lake (Carter et al., 2007, Oswald & Gogineni, 2008). We present an analysis of a profile and a comparison with the findings of Langley et al.

(2011).

"Changing Polar Regions" - 25th International Congress on Polar Research 2013 WEST-ANTARCTIC ICE SHELVES: WHERE DOES THE ENERGY

COME FROM FOR BASAL MELTING?

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Recently the West Antarctic Ice Sheet (WAIS) is reported to lose mass at an elevated rate. The sensitivity of the marine WAIS to external forces has been proposed earlier as well as its significance for global sea level rise. The important role of ocean water and its capability of transporting Circumpolar Deep Water (CDW) at a temperature of +3°C above freezing point has been reported by Hellmer et al. 1998. The question is, if this is the only source of heat, which can accelerate basal melting of the West Antarctic glaciers. Geothermal heat flow is often observed to be increased in tectonic active regions and the Amundsen Sea Embayment (ASE) is a region, where major faults are expected. Even recent volcanism has been reported some 130 km west of the Pine Island Bay.

During RV Polarstern expedition ANT XXVI/3 (January - May 2010) into the WAIS area we carried out 29 measurements to determine geothermal heat flow in the marine part of the bay. Due to the favorable ice conditions, many areas could be assessed, which have been ice covered in previous years. As the bottom water temperature and changes of it have major impact on sea floor temperature and the stability of sub bottom temperature gradients, a thorough understanding of the oceanography of the area is necessary. A detailed survey of the water column by CTD transects was observed within Pine Island Bay area during that season (2010).

The temperature measurements were planned to test first of all the probability of heat flow determinations in this relatively shallow shelf area and second to proof any of the hypotheses on elevated heat flow.

Summing up the results of heat flow measurements, we could observe a vigorous activity of bottom currents and warm water inflow but only normal to slightly elevated values of geothermal heat flow. Geothermal energy does not make the difference.

"Changing Polar Regions" - 25th International Congress on Polar Research 2013 PHYTOPLANKTON PRODUCTIVITY IN THE LAKES OF THE

BUNGER HILLS, ANTARCTICA

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