Volle Kraft voraus- oder doch nicht?

Schon seit Heiligabend steckt das russische Forschungsschiff "Akademik Schokalski" im antarktischen Packeis fest. Wie entsteht diese Form des Meereises und was sind seine Besonderheiten? Darüber soll es im heutigen Thema des Tages gehen.

Packeis

Packeis ist eine Form von Meereis, die nicht mit der Küste verbunden
ist, sondern von Wind und Wellen bewegt wird. Dabei muss eine
zusammenhängende Eisdecke von etwa 80% vorhanden sein, damit man vom
Packeis spricht.
Im September 2013 betrug die Fläche der Meereisbedeckung in der
Arktis etwa 5 Mio. qkm, in der Antarktis 20 Mio. qkm.

Wenn die Wassertemperatur unter -1,8 °C sinkt, bilden sich kleine
Eiskristalle im mm-Bereich (das Salz bewirkt eine
Gefrierpunktserniedrigung verglichen mit reinem Wasser, das bei 0°C
gefriert). Diese Eiskristalle formen sogenanntes Frazil-Eis, das
durch Turbulenz in die obersten Wasserschichten gemischt wird.
Sinkt die Temperatur weiter, wird das Oberflächenwasser zu
"Eisschlamm" (engl.: slush ice) und die turbulente Mischung wird
durch die verbundenen Eiskristalle gedämpft. Sobald der feste Anteil
des Eisschlammes etwa 30-40% beträgt, spricht man von
"Pfannkucheneis" (engl.: pancake ice), das bereits einige Meter groß
sein kann.
Wenn diese einzelnen "Pfannkuchen" schließlich zusammenfrieren,
entsteht eine geschlossene, feste Meereisdecke.
Weiteres Wachstum erfolgt hauptsächlich durch Gefrieren des Wassers
an die untere Eisdecke.

Beim Gefrieren von Salzwasser ist interessant, dass nur die
Wassermoleküle gefrieren. Die Salzkristalle hingegen sammeln sich in
flüssigen Sole-Tropfen (engl.: brine). Einige dieser Soletropfen
werden in Taschen zwischen den Eiskristallen eingeschlossen. Steigt
die Temperatur, so schmilzt das Eis um die Soletaschen, woraufhin
sich diese auflösen.

Eisbrecher sind normalerweise so gebaut, dass sie im Vergleich zu
normalen Schiffen durch ihre besondere Rumpfkonstruktion und das
Aufgleiten auf das Eis dieses brechen. Soll eine Fahrrinne gebildet
werden, stößt der Eisbrecher seitlich Pressluft ins Wasser, sodass
die Fahrrinne vom Eis für einige Zeit freigehalten wird. Wenn
allerdings durch Wind und Strömungen Eisschollen übereinander
geschoben werden, entstehen sogenannte Presseisrücken. Diese
meterhohen Eisformationen können ein großes Hindernis für die
Schifffahrt darstellen, was vermutlich auch der "Akademik Schokalski"
und dem chinesischen Eisbrecher "Snow Dragon", das bei einer
Rettungsaktion des russischen Schiffes ebenfalls stecken blieb, zum
Verhängnis wurde...

Dipl.-Met. Magdalena Bertelmann
Deutscher Wetterdienst
Vorhersage- und Beratungszentrale
Offenbach, den 07.01.2014

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Bild: James Stringer