CICERO - Senter for klimaforskning
EN
Meny
Forskningsområder
ismåling på svalbard. en strømmåler henger på ca. to meters dybde og måler nedover i polbassenget som er mellom 4000 og 1000 meter dypt. foto: Lars Henrik Smedsrud

ismåling på svalbard. en strømmåler henger på ca. to meters dybde og måler nedover i polbassenget som er mellom 4000 og 1000 meter dypt. foto: Lars Henrik Smedsrud

Ny selvforsterkende prosess for sjøisen

Klima - Et magasin om klimaforskning fra CICERO

Publisert 01.03.2016

Sjøisen i Arktis er blitt tynnere, og med det har det oppstått en ny selvforsterkende effekt. Økt påvirkning av varmt, atlantisk vann gir redusert isdekke nord for Svalbard.

Det kan høres selvsagt ut, at varmt vann får is til å smelte. Men så enkelt er det ikke. Tidligere har det varme atlantiske vannet som strømmer inn i Arktis i forlengelsen av Golfstrømmen, hatt liten kontakt med overflata og isen. Et ferskvannslag under den tykke sjøisen hindret blanding av det varme underliggende vannet.

Men de siste årene har situasjonen i Arktis endret seg. I årene 2011–2014 har det vært uvanlig store isfrie områder midtvinters nord for Svalbard. Mange forskere jobber med å finne ut hvorfor det er så store endringer i sjøisen. En gruppe russiske forskere sammen med forskere fra Bjerknessenteret har nylig undersøkt et område nord for Svalbard og Franz Josefs land, nærmere bestemt mellom 80-83oN and 15-60oE, for å finne ut av årsaksrekkefølger rundt innstrømming og oppblanding av varmt vann, og smelting av sjøisen.

Mer salt gir mer blanding

Fra før kjenner vi is-albedo tilbakekoblingen som en selvforsterkende prosess rundt smelting av sjøisen: Høyere temperatur gir mer smelting, som gir mindre refleksjon av solstråling fra isdekket og dermed mer varme til havet og igjen høyere temperatur.

– Hypotesen vi tok utgangspunkt i er en ny selvforsterkende tilbakekobling. Den går ut på at reduksjonen i tykkelsen av den arktiske sjøisen i dette området i utgangspunktet gir større vekst hver vinter. Denne isveksten utløser mer salt, og gir dermed større oppblanding av varmt atlantisk vann, som ligger under blandingslaget, og vanligvis ikke kommer i kontakt med isen, sier Lars Henrik Smedsrud, en av forskerne i studien.

Smedsrud er professor i polar oseanografi ved UiB og Bjerknessenteret.

Lars Henrik Smedsrud, professor i polar oseanografi ved UiB og Bjerknessenteret er en av arbeidspakkelederne i N-ICE 2015 og er en av medforfatterne i den nye studien. Målet er å forstå hvordan den nye tynne sjøisen i Arktis påvirker varmeoverføring, isdynamikk og økosystemer ved iskanten, samt lokalt og regionalt klima. Studien og toktet dekker det samme området nord for Svalbard i Nansenbassenget. Foto: Ingrid Onarheim

Lars Henrik Smedsrud, professor i polar oseanografi ved UiB og Bjerknessenteret er en av arbeidspakkelederne i N-ICE 2015 og er en av medforfatterne i den nye studien. Målet er å forstå hvordan den nye tynne sjøisen i Arktis påvirker varmeoverføring, isdynamikk og økosystemer ved iskanten, samt lokalt og regionalt klima. Studien og toktet dekker det samme området nord for Svalbard i Nansenbassenget. Foto: Ingrid Onarheim

Det øverste laget i havet kalles blandingslaget. Her finner vi samme salt og temperatur et stykke nedover på grunn av vindblanding og/eller det vi kaller termohalin konveksjon.

Termohalin konveksjon er en blandingsprosess som kan skje når vannet i overflata blir tyngre, enten på grunn av avkjøling eller at det blir saltere ved fordampning eller isdannelse. Når vi har lite is om sommeren, kommer mer solstråling ned i blandingslaget. Sjøisen som dannes følgende vinter er derfor tynnere.

– Vi vet at den tynnere isen blir lettere presset sammen og derfor er mer mobil. Det gjør igjen at det lettere dannes råker i isen. Når slike åpninger i isdekket dannes over det atlantiske vannet, vil det føre til effektiv isvekst om vinteren, som utløser mer salt og gjør vannet i blandingslaget tyngre. Slik får vi denne oppblandingen av varmt vann som vi kaller termohalin konveksjon. Oppblandingen reduserer ismengden, enten ved å holde istykkelsen lav eller ved å hindre isdannelsen fullstendig, sier Anne Britt Sandø, forsker ved Havforskningsinstituttet og Bjerknessenteret.

Slik så det ut da Lars Henrik Smedsrud fløy over Whalers Bay nord for Svalbard i fjor.

Hvorfor skjer det?

I den nye undersøkelsen har forskerne undersøkt flere stadier i denne årsaksrekkefølgen i det utvalgte området. Statistiske analyser av observasjoner og bruk av en numerisk modell sannsynliggjør at det er disse hendelsene som virkelig kan forklare reduksjonene i isdekket nordøst for Svalbard vinterstid.

Tradisjonelt har dette isdekket vært et hinder for direkte kontakt mellom hav og atmosfære, og tilhørende varmetap. Konveksjon og storstilt oppblanding av det varme atlantiske vannet har dermed ikke vært mulig. Det nye i undersøkelsen er at forskerne har vist at det reduserte isdekket har muliggjort nettopp dette.

Forskningsskipet Lance var frosset fast og drev fire ganger sørvestover med sjøisen like nord for Svalbard i perioden forskningskampanjen Norwegian Young Sea Ice Cruise (N-ICE 2105) pågikk fra 1. januar til 1. august 2015. Driften skjedde i området 80–83 ° Nord og 5-25° Øst.

Forskningsskipet Lance var frosset fast og drev fire ganger sørvestover med sjøisen like nord for Svalbard i perioden forskningskampanjen Norwegian Young Sea Ice Cruise (N-ICE 2105) pågikk fra 1. januar til 1. august 2015. Driften skjedde i området 80–83 ° Nord og 5-25° Øst. Foto: Lars Henrik Smedsrud

– I dag er virkelig situasjonen slik i det området vi har undersøkt at tynnere is blir mer presset sammen og slipper mer sol inn på sommeren. Dette gir mindre is på sommeren og mindre ferskvann i overflatelaget. I tillegg gir det mindre is om høsten. Vannet fryser i utgangspunktet mer på vinteren, men mer frysing gjør at det utløses salt, og det blir konveksjon som igjen gjør at atlantisk varme kommer opp. Isen forblir tynn, selv om det fryser mer enn det gjorde før, sier Smedsrud.

Forskerne har altså funnet en ny, selvforsterkende prosess mellom redusert sommerisutbredelse og økt innflytelse av varme fra havet. Denne prosessen har tidligere ikke vært antatt å virke inne i Polhavet, men i dette arbeidet beskriver forskerne nettopp at tynnere is og varmere atlantisk vann er med på å forklare pågående endringer i Arktis.

 

Fakta:

  • Den nye studien er et norsk-russisk samarbeid som kom i stand i forbindelse med fjorårets store forskningskampanje på sjøisen, Norwegian Young Sea Ice Cruise (N-ICE 2105).
  • Artikkelen er publisert på nett, og trykkes i løpet av våren i Journal of Physical Oceanography.

 

Referanser