Achterberg, Eric P. , Hopwood, Mark J. , Bogner, Boie, Wilstermann, Carmen, Schreiber, Lennart, Jin, Xuewei, Huang, Xin, Cloete, Ryan, Burmester, Anne, Frankholz, Lisa, Trudonowska, Emilia, Camin, Capucine, Patteri Vijayan, Apsara, Brinkmann, Inda, Esposito, Mario, Zimmermann, Heike, Guo, Yuping, Marin Arias, Camila, Stryj, Malte, Streuff, Katharina Teresa, Taenzer, Lukas and Oliver, Hilde (2024) Investigating connectivity between Arctic freshwater outflow, Atlantic biogeochemistry and AMOC, Cruise No. MSM130, July 9 - August 14 2024, Reykjavik (Iceland) - Reykjavik (Iceland) ; POLAR BEAST. . Maria S. Merian-Berichte, MSM130 . Begutachterpanel Forschungsschiffe, Bonn, 65 pp. DOI 10.48433/cr_msm130.

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Abstract

Cruise MSM130 on MARIA S. MERIAN took place in the high latitude North Atlantic Ocean, in
the waters on the eastern side of Greenland. The cruise took place in the period July 9 to August
14, 2024. The high latitude North Atlantic and Arctic Oceans are visibly affected by anthropogenic
climate change through ocean warming, freshening, acidification, increased cryosphere and river
discharge, and rapid acceleration of sea ice loss. The changing dynamics at polar ice-ocean-
atmosphere interfaces have far-reaching implications for the Earth’s climate on diverse timescales
through feedbacks on atmospheric circulation, oceanic mixing, circulation and carbon
sequestration, and greenhouse gas sources and sinks. The overall goals of the POLAR BEAST
cruise are achieved through observations and modelling, and are: (i) to investigate the role of Arctic
sea ice loss as a driver of global change, (ii) to quantify chemical and physical processes at the ice-
ocean-atmosphere interface that may constitute poorly-characterized climatic feedbacks in the
Earth system. We investigated the key physical, chemical and biological factors determining
salinity distribution, ocean productivity, greenhouse gas exchange and sediment carbon
concentrations. The cruise sailed along the East Greenland coast and into fjord systems to capture
land-ocean exchange, gradients in salinity, primary production and historical carbon export (from
cores), with observations of water column biogeochemistry, ocean physics, in combination with
satellite observations. Our improved understanding will be used to improve model projections of
Arctic and low latitude systems under future climate scenarios.

Zusammenfassung

Die Fahrt MSM130 der MARIA S. MERIAN fand in den hohen Breiten des Nordatlantiks, in den
Gewässern östlich von Grönland statt. Die Fahrt fand im Zeitraum vom 9. Juli bis 14. August 2024
statt. Der Nord Atlantik auf hohen Breitengraden und der Arktische Ozean sind sichtbar vom
anthropogenen Klimawandel betroffen, der durch Erwärmung der Ozeane, Erfrischung,
Versauerung, erhöhte Kryosphäre und Flussabflüsse sowie eine rasche Beschleunigung des
Meereisverlusts verursacht wird. Die sich verändernde Dynamik an den polaren Grenzflächen
zwischen Eis, Ozean und Atmosphäre hat weit reichende Auswirkungen auf das Erdklima auf
verschiedenen Zeitskalen durch Rückkopplungen auf die atmosphärische Zirkulation, ozeanische
Vermischung, Zirkulation und Kohlenstoffbindung sowie Treibhausgasquellen und -senken. Die
Gesamtziele der Fahrt POLAR BEAST werden durch Beobachtungen und Modellierung erreicht:
(i) die Rolle des arktischen Meereisverlusts als treibende Kraft des globalen Wandels zu
untersuchen, (ii) chemische und physikalische Prozesse an der Schnittstelle Eis-Ozean-
Atmosphäre zu quantifizieren, die möglicherweise schlecht charakterisierte klimatische
Rückkopplungen im Erdsystem darstellen. Wir untersuchten die wichtigsten physikalischen,
chemischen und biologischen Faktoren, die die Verteilung des Salzgehalts, die Produktivität der
Ozeane, den Austausch von Sedimentkohlenstoff und Treibhausgasen bestimmen. Die Fahrt führte
entlang der ostgrönländischen Küste und in die Fjordsysteme, um den Land-Ozean-Austausch, die
Gradienten des Salzgehalts, die Primärproduktion und den historischen Kohlenstoffexport (aus
Kernen) zu erfassen, mit Beobachtungen der Biogeochemie der Wassersäule, der Ozeanphysik,
und Satellitenbeobachtungen. Unser verbessertes Verständnis wird genutzt werden, um
Modellprojektionen von arktischen und niedrigbreiten Systemen unter zukünftigen
Klimaszenarien zu verbessern.

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