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The main part of the Arctic Ocean intermediate layer is the Atlantic water (AW) that enters in the Arctic Ocean through Fram Strait and the Barentz Sea as a relatively warm (with temperatures above zero) and salty flow. The flow of this warm water along the continental slope of the Arctic Basin is the major heat source affecting Siberian Arctic. The heat exchange of AW with the cold and fresh shelf waters forms the relatively warmer water masses at the outer shelves. Large-scale atmospheric interactions can further drive these masses into the shelf area, increasing the temperature of the bottom layer inshore. Offshore winds associated with cyclonic atmospheric circulation over the Western Arctic seems to be the most probable factor pushing these waters onto the shelves. A combination of considerable increase of AW heat content during last decade of the Arctic and the recent large-scale wind pattern shift over the Arctic should result in significant changes to the rate of Atlantic water heat release. It would strongly affect all components of the Arctic climate system including the shelf regions in the near future. Data from more than 6500 summer and almost 3000 winter oceanographic stations over the Laptev shelf since 1950 were analyzed in order to correlate the bottom shelf water temperature and salinity response to the large-scale atmospheric regime. This has revealed pronounced differences of bottom water properties associated with the AW expansion into the shelves. These differences are directly connected to the wind-forcing direction and mostly inclined to submarine river paleovalley troughs in the region. In addition the correlation of sea level pressures and water flows over the Laptev Sea continental slope was estimated based on last years mooring stations data.

Das Otto-Schmidt-Labor für Polar- und Meeresforschung (OSL) hat sich in der Pilot- und Ausbauphase zu einem funktionierenden Forschungslabor entwickelt. Es dient der Koordination und Weiterentwicklung von bilateralen Forschungsvorhaben im Bereich der Meeres- und Polarforschung und fungiert als Schnittstelle im Netzwerk der russischen und deutschen Institute. Vorrangig widmet es sich der Qualifizierung junger Nachwuchswissenschaftler mit einem Stipendienprogramm. Das OSL soll sich mittelfristig zur Koordinationsstelle für die deutsch-russische Forschungszusammenarbeit auf dem Gebiet der Polar- und Meeresforschung entwickeln. Der beantragte Aufgabenstellung wurde unter Einhaltung des Kosten- und Zeitplans erfolgreich durchgeführt.

DAAD-Programm: Export deutscher Studienangebote - Abschlussbericht. Kooperative Fakultät für angewandte Polar- und Meereswissenschaften an der Staatlichen Universität St. Petersburg. Masterstudiengang POMOR, Förderzeitraum: 01.01.2001 bis 31.10.2004.

Sediment dynamics on the Laptev Sea shelf (Siberian Arctic), which is ice-covered for about 9 months a year, were studied for a I-year period. Two oceanographic bottom-mooring stations equipped with an Acoustic Doppler Current Profiler (ADCP) and a Conductivity Temperature Depth meter (CTD) were deployed on the eastern Laptev Sea shelf between August 1998 and September 1999. Thus, for the first time information on current, suspended particulate matter (SPM), and bottom temperature variations were provided throughout one seasonal cycle for a Siberian shelf sea. The data set indicates that during and shortly after the river-ice breakup (June-early July) sediment transport is dominated by riverine input and transport onto the eastern Laptev Sea shelf within the surface layer beneath the fast ice. Under ice-free conditions (mid-July to September), SPM is mainly trapped on the eastern Laptev Sea shelf SPM discharged by the Lena River is transported within the surface layer to the mid-shelf where it sinks through the water column into the bottom nepheloid layer only to be carried back onto the inner shelf again together with newly resuspended bottom material. On the inner shelf the material is partly transported back into the surface layer by turbid mixing and carried out onto the mid-shelf again. During freeze-up (October), SPM in the surface layer on the inner shelf is incorporated into newly formed ice and transported with the ice over the continental margin into the deep Arctic Ocean. Beneath the ice cover (November to June-July) SPM slowly sinks and sediment transport is of minor importance on the inner shelf. However, beneath the polynya, bottom material is resuspended during storm events and transported onto the inner shelf where it temporarily settles. The study suggests a quasi-estuarine sediment circulation on the eastern Laptev Sea shelf, especially during ice-free conditions, and sediment export dominated by ice rather than bottom transport

Based on hydrological data from 1979 to 1999 the average long-term salinity of the flaw polynya in the Eastern Laptev Sea is estimated. A new method to evaluate ice production based on hydrological rather than sea-ice observations is proposed. Average annual ice production in the polynya ranges between 3 and 4 m. The probability of convective mixing penetrating down to the seafloor is highest in the regions of the flaw polynya, but does not exceed 20% in the Eastern and 70% in the Western Laptev Sea. Conductivity-temperature-depth (CTD) measurements and observations of currents carried out in April-May 1999 allowed us to investigate the surface circulation along the margins of the Laptev Sea flaw polynya. The convective nature of the surface currents, with velocities measured as high as 62 cm/s, is discussed. Currents are most likely part of circulation cells, which arise as a result of brine rejection due to intensive ice formation in the polynya. It is shown that the spatial alignment of sea ice crystals in the marginal part of the polynya is most likely a consequence of the quasi-stationary cellular circulation

The interaction between river water and landfast sea ice was investigated through synthetic aperture radar (SAR) remote sensing, ice-growth modeling, and ground-based ice-core and hydrographic studies in the Laptev Sea, Siberian Arctic, in 1996/1997 and 1998/1999. Ice-core data in conjunction with ice-growth and SAR backscatter modeling demonstrated that the contrasts in dielectric and microstructural properties between freshwater/brackish (salinity < 1 parts per thousand) and sea ice allow a mapping of the distribution of freshwater and brackish ice as influenced by Lena River discharge. This brackish zone (surface water salinities < 5) extended over 2000-3000 km(2) inshore of the 10-m isobath and exhibited distinct SAR backscatter coefficients and image texture. In the nearshore zone, bottomfast ice growth could be identified and tracked over the growth season. Occupying up to 250 km(2) along the Lena Delta, bottomfast ice was not as widespread as previously hypothesized, possibly due to ice being thinner by 10-20% relative to the signatures of any ice long-term mean. In SAR and ERS-2 scatterometer data, Laptev Sea landfast ice exhibits the lowest backscatter si a type in the Arctic Ocean, due to the lack of major deformation features. Stable-isotope data show that the landfast ice is composed of about 62% of river water, locking up 24% of the total annual Lena and Yana discharge. From ice-growth/isotopic-fractionation modeling and ice-core analysis, time series of surface water salinity have been derived, indicating freshening of under-ice waters during winter and north-/northeastward spreading of the river plume with under-ice spreading rates of 1.0-2.7 cm s(-1). A river freshwater budget for the inner Laptev shelf indicates flushing times of a year or more with cross-shelf export of 627 km(3) during the winter of 1998/1999. Based on these findings, the southeastern Laptev Sea can be considered an open, seasonally frozen estuary. This system contrasts with North

1. Why study the Arctic? 2. The Siberian shelf seas as sensitive “environmental recorder” 3. Outlook

Das Otto-Schmidt-Labor für Polar- und Meeresforschung (OSL) hat sich in der Pilotphase zu einem funktionierenden Forschungslabor zwischen Russland und Deutschland entwickelt. Es dient der Koordination und Weiterentwicklung von bilateralen Forschungsvorhaben im Bereich der Meeres- und Polarforschung und fungiert als Schnittstelle im Netzwerk der russischen und deutschen Institute. Vorrangig widmet es sich der Qualifizierung junger Nachwuchswissenschaftler mit einem Stipendiatenprogramm. Das OSL soll sich mittelfristig zur Koordinationsstelle für die deutsch-russische Forschungszusammenarbeit auf dem Gebiet der Polar- und Meeresforschung entwickeln. Der beantragte Aufgabenstellung wurde unter Einhaltung des Zeitplans erfolgreich durchgeführt.

BMBF-Verbundvorhaben: 03G0569. Förderzeitraum 1.1.2001 bis 31.8.2002 Trotz mehrjähriger internationaler Bemühungen ist unser Wissen über die Prozesse, die das System Arktis antreiben und in der Vergangenheit angetrieben haben, begrenzt. Deshalb wurden im Rahmen des Verbundvorhabens “System Laptev-See 2000" und der anschließenden Synthesephase natürliche Hintergründe, Auswirkungen und Rückkopplungsmechanismen von kurzfristigen Klimaveränderungen in der sibirischen Arktis untersucht. Im Verbundvorhaben wurden seit 1998 drei Land- und vier Schiffsexpeditionen in die ostsibirische Arktis, drei internationale Arbeitstreffen in Russland und Deutschland sowie ein ständiger Austausch von WissenschaftlerInnen durchgeführt. Ziel der Synthesephase war es, gemeinsam mit dem Otto-Schmidt-Labor für Polar und Meeresforschung den einzigartigen Proben- und Datensatz aus der Laptev-See und dem sibirischen Hinterland optimal auszuwerten und für Publikationen vorzubereiten. Außerdem sollte ein Konzept für ein auf Umwelt- und Paläoklimaaspekte fokussierendes Nachfolgeprojekt erarbeitet werden. Das Verbundvorhaben wurde erfolgreich abgeschlossen, d.h. alle Teilziele wurden erreicht. Dies zeigt sich vor allem in der Vielzahl der Veröffentlichungen in internationalen Fachzeitschriften. Von besonderer Bedeutung war dabei die enge Zusammenarbeit mit dem Otto-Schmidt-Labor für Polar und Meeresforschung. Zusammenfassend führten die Arbeiten zu einem wesentlich verbesserten Verständnis der Umwelt eines der sensibelsten Lebensräume dieser Erde und zu einer weiteren Vertiefung der bilateralen Zusammenarbeit im Bereich der Polar- und Meeresforschung. Mittelfristig sind die wissenschaftlichen Ergebnisse eine erste und damit besonders wichtige Planungsgrundlage für die weitere Entwicklung und Nutzung der sibirischen Arktis.