Gå til hovedinnhold

The Bjerknes Centre is a collaboration on climate research, between the University of Bergen, Uni Research, the Institute of Marine Research, Nansen Environmental and Remote Sensing Centre.

4000 roboter overvåker verdenshavene

Kenneth Turøy setter ut en ARGO-bøye fra forskningsskipet Johan Hjorth. Foto: Magnar Hagebø

4000 roboter overvåker verdenshavene

De jobber fem år lange skift og dykker ned til 2000 meters dyp. Argo-robotene er gull verdt for å varsle El Niño, monsuner og annet ekstremvær.

Først publisert i Bergens Tidende søndag 3. januar 2016

Kjell Arne Mork
Kjell Arne Mork, dr. scient. i fysisk oseanografi ved Havforskningsinstituttet og Bjerknessenteret

De 4000 sylinderformede robotene dupper, dykker og strever for å skaffe til veie data om blant annet temperatur, saltholdighet og havstrømmer. Før batteriene er oppbrukt, rekker hver robot et skift på fire-fem år og mellom 150 og 200 dykk til 2000 meters dyp.

Hver måned leverer Argo-bøyene mer enn 10.000 profiler med informasjon om havområdene, og klimasentre over hele verden bruker disse dataene til å forstå i detalj hvordan havet påvirker klimaet. I tillegg kan de integreres i klimamodeller som gir bedre varsling av El Niño, monsuner og annet ekstremvær.

Fra lang tid ...

I mer enn 100 år har vi overvåket havklimaet fra skip. Men den tradisjonelle innsamlingsmetoden er dyr og tar mye tid. Det trengs forskningsskip, avansert instrumentering og erfarent teknisk personale, og det er begrenset hvor mye data vi rekker å samle inn. For eksempel får vi gjort relativt få målinger langt fra land. I tillegg påvirker vær og sjøis datainnsamlingen. Det fører til færre observasjoner om vinteren, og det går lang tid før dataene er tilgjengelige for brukerne. De siste tiårene har vi brukt satellittmålinger, men de måler bare tilstanden på havoverflaten.

ARGO float
Oppbygningen av en ARGO-bøye.

... til sanntid

I 1999 startet det internasjonale Argo-programmet - en systematisk, globalt koordinert og i nær sanntid overvåking av havklimaet. Målsetningen var et globalt rutenett med 3000 roboter. I tillegg skulle dataene være tilgjengelige i løpet av noen timer.

På den tiden var teknologien kommet såpass langt at dette var en kostnadseffektiv mulighet. Roboten som ble valgt, var Argo-bøyen som er en selvstyrt, sylinderformet undervannsbøye. Bøyen er 20 cm i diameter, ca. 30 kg tung og litt over en meter lang.

Parkerer på 1000 meter

Argo-bøyen flyter fritt med strømmen i et valgt dyp som er kalt parkeringsdyp; vanligvis på 1000 meter. Bøyen er batteridrevet og programmert slik at den synker ned til 2000 meters dyp hver tiende dag og deretter stiger til overflaten. Under oppstigningen måler den temperatur, saltholdighet og trykk. Vel oppe i overflaten sender den dataene og posisjon til land via satellitt. Så synker den tilbake til parkeringsdypet, og etter ti dager gjentas samme prosedyre. Slik kan bøyen fortsette i fire- fem år (cirka 150- 200 sykluser).

Alle Argo-data blir samlet i to globale databaser i Frankrike og USA, og er fritt tilgjengelig innen 24 timer.

Endrer egen oppdrift

Argo-bøyen har samme oppdrift som de omkringliggende vannmassene, og kan stige opp og ned ved å endre sin egen oppdrift. Det skjer ved at olje blir pumpet fra eller til et indre kammer og inn eller ut i en blære. Slik øker eller avtar bøyens volum. Siden massen er den samme, endres tettheten, og bøyen blir lettere eller tyngre enn vannet omkring.

Målet om 3000 aktive Argo-bøyer ble nådd i 2007, og i dag er det nesten 4000 aktive bøyer i verdenshavene. Over 30 land har bidratt med utsetting. USA er klart den største aktøren, og har i dag litt over 2000 aktive bøyer. Frankrike er største i Europa med 356 aktive bøyer.

Havforskningsinstituttet har satt ut over 20 Argo-bøyer siden 2002. Ni bøyer er fortsatt aktive, de fleste driver i Norskehavet.

ARGO floats in the world oceans sept. 2015
Kartet viser aktive ARGO-bøyer i verdenshavene, fordelt på land. USA er den største nasjonen med over 2000 bøyer. Siden 2002 har Havforskningsinstituttet satt ut over 20 bøyer. 

Supereffektiv

Årlig sender bøyene ca. 140.000 temperatur- og saltholdighetsprofiler, og i løpet av 15 år har de samlet inn mer enn 1,2 millioner profiler. Det er mer enn dobbelt så mange som fartøyene har rukket å samle inn på 100 år med den tradisjonelle metoden.

I tillegg gir Argo-dataene en mer jevn horisontal og sesongmessig fordeling av målingene og betydelig flere målinger midt i de store havområdene. I Sørishavet samler Argo-bøyene nå inn flere vintermålinger på ett år enn summen av alle tidligere vintermålinger (100 år).

Venter til isen er borte

Fremtidens roboter går enda dypere og jobber smartere. De kan utstyres med såkalte biogeokjemiske sensorer som måler oksygen, lys, klorofyll, nitrat og pH (surhet). Dermed kan vi studere hvordan klimaendringene påvirker biologiske og kjemiske prosesser som karbonsyklusen i havet og havforsuring.

Det er også utviklet algoritmer, basert på temperatur- og saltholdighetsmålinger fra bøyene, som gjør at de ikke stiger til en islagt overflate, men blir værende under isen til den er borte. Vi har fått roboter som kan gjøre målinger ned til 6000 meters dyp. De skal utforske dyphavene og gi oss bedre anslag av oppvarmingen her.

Undervannsfly

I overvåkingen og forskningen brukes det også bøyer som er utstyrt med vinger (glidere), slik at de blir som et undervannsseilfly. Dermed seiler bøyen også i horisontal retning ved at den glir på skrått nedover eller oppover alt etter hvor den er i syklusen. Det gjør at bøyen selv kan endre posisjon.