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.

Et varmere og våtere arktis

BALANSEN FORSKYVES. Skjematisk oversikt over prosessene som bestemmer massebalansen til en iskappe. En isbre, iskappe eller isdekke er prisgitt forholdet mellom akkumulasjon av snø om vinteren og tap av is i form av smelting om sommeren og kalving av isfjel, dersom isen rekker ned til havet eller i en innsjø. Dette forholdet bestemmer høyden til likevektslinjen, linjen rundt isdekket der akkumulasjon og avsmelting er i likevekt.
Kilde: NASA, wikimedia commons https://en.wikipedia.org/wiki/File:Mass_balance_atmospheric_circulation.png

Et varmere og våtere arktis

Arktis er tørt. Men fremtidens Arktis kan ligne mer på Vestlandet enn på en polar ørken.

Endringene i Arktis gjelder ikke bare temperatur. Hydroklimaet, vannklimaet, vil også endres, noe som kan ha stor innvirkning på natur og samfunn både i og utenfor Arktis.

Over store deler av Arktis faller det svært lite nedbør og i noen områder er det like tørt som i Sahara. Dette kan midlertid endre seg etter hvert som sjøisdekket blir redusert og som en konsekvens av økt fuktighetstransport i atmosfæren i et varmere klima. En studie basert på satellittobservasjoner viser at temperatur og luftfuktighet øker markant i områder der sjøisen har forsvunnet om sommeren. Dette kommer av at åpent hav avgir mye mer varme og fuktighet til atmosfæren enn når samme område er dekket av sjøis. Siden vanndamp er en effektiv drivhusgass vil høyere luftfuktighet sammen med økt skydekke ytterligere forsterke oppvarmingen i Arktis. Nedbørsobservasjoner viser også at nedbøren øker over store deler av Arktis. 

Stor naturlig variasjon i Arktis

Det eneste vi vet sikkert om variasjoner i arktisk hydroklima er det vi kan lese ut av tidsseriene som går omtrent hundre år tilbake i tid. For eksempel på Svalbard viser nedbørsmålingene at variasjonene er relativt små.

Klimamodeller indikerer at det noen steder i Arktis kan bli opptil 50 % våtere enn i dag i løpet av de neste hundre årene. Spørsmålet er om disse modelleksperimentene gir et realistisk bilde av hva vi kan vente oss i fremtiden. Hva om vi i et varmere klima får en varig endring i de atmosfæriske sirkulasjonsmønstrene slik vi har sett særlig i slutten av forrige istid og i begynnelsen av den mellom istiden vi er inne i nå. Mer detaljert informasjon om fortidsklimaet er derfor av stor betydning i Arktis.

En metode som kan gi oss mer eksakt viten er rekonstruksjoner av breer i Arktis. Dette kan gjøres ved å datere morenerygger eller ved å ta sedimentkjerner i innsjøer som mottar smeltevann fra breer. Isbreene responderer på klimatiske endringer over noen år, dvs. de filtrerer ut år-til-år variabilitet og responderer på summen av vinternedbør og sommertemperatur.

I prosjektet Shifting Climate States of the Polar Regions (SHIFTS) ved Universitetet i Bergen og Bjerknessenteret for klimaforskning er det blitt gjennomført spektakulære feltarbeid både i Arktis og i Antarktis for å rekonstruere breer med høy tidsoppløsning. Det vi ser i disse rekonstruksjonene er at det har vært store variasjoner i brestørrelse særlig de siste 2000 år og at disse variasjonene ikke kan forklares med temperaturendringer alene. Sammenstillinger av tidsseriene viser at de nedbørsmønstrene vi ser fra FastlandsNorge kalkulert ut fra bre-rekonstruksjoner de siste to tusen årene også gjør seg gjeldende i Arktis. Det tyder på at det nord-atlantiske klimaet i perioder påvirker nedbørsmønstrene i Arktis. Disse klimasvingningene som skjedde før mennesket begynte å påvirke klimaet med utslipp av CO2 kan forklares med storskala endringer i atmosfære-sirkulasjon som i noen tilfeller har koplinger til endringer på lavere breddegrader rundt ekvator. Klimarekonstruksjonene over tusener av år viser at tidsseriene med instrumentelle data, ca. hundre år tilbake i tid, ikke får frem hele spennet hva en kan forvente av naturlig klimavariabilitet. Rekonstruksjoner av fortidsklima med høy presisjon er derfor svært verdifulle for å forstå fremtidens nedbørsmønstre i Arktis, der de naturlige svingningene vil virke sammen med økt konsentrasjon av CO2 i atmosfæren. I en tid med økende aktivitet og oppbygging av infrastruktur i nordområdene er det svært viktig å ta høyde for at fremtidens Arktis kan ligne mer på Vestlandet enn på en polar ørken. 

Akselererende smelting

Et varmere Arktis smelter også is på land. Det er estimert at smelting av isbreer, isdekker og iskapper i Arktis bidro til omtrent 1,3 mm (40 %) av den totale årlige havnivåstigningen på 3,1 mm i mellom 2003 og 2008.

Hvor mye en isbre eller et isdekke bidrar til global havnivåstigning avhenger av massebalansen. Det vil si balansen mellom hvor mye snø den mottar om vinteren og hvor mye som smelter om sommeren (se figuren). En snørik vinter kan oppveie for en varm sommer slik at massebalansen forblir nøytral. Smelter det mindre is på isbreen om sommeren enn det den mottar som snø om vinteren, blir massebalansen positiv og isbreen vokser. Mer nedbør i form av snø (det er fortsatt kaldt i Arktis om vinteren) vil derfor til enn viss grad motvirke massetap fra større sommeravsmelting fra isbreer og iskapper.

Det er imidlertid tvilsomt om økt nedbør i det lange løp vil være nok til å motvirke smelting forårsaket av den raske oppvarmingen i Arktis. Selv om nedbørsmengden i Arktis har økt i de siste tiårene har massebalansen på isbreer og isdekkene blitt stadig mer negativ.

Om det blir mer eller mindre snøfall er særlig viktig for isdekket på Nord-Grønland. NordGrønland er en polar ørken der det årlig kommer mindre enn 20 cm (vannekvivalenter) nedbør. Tørt klima og lav akkumulasjon av snø gjør at denne delen av isdekket er svært ømfintlig i et varmere klima. En varm sommer kan her potensielt smelte mange års snøfall og dermed forårsake en sterk negativ massebalanse. Over tid vil negativ massebalanse føre til at isdekket blir tynnere. Siden temperaturen er høyere i lavere luftlag, fører en lavere isoverflate til at en større del av isdekket smelter om sommeren. Dette fenomenet, som blir kalt massebalanse-ishøydemekanismen, virker som en ond sirkel der negativ massebalanse i et isdekke over tid fører til reduksjon av ishøyden noe som bidrar til ytterligere negativ massebalanse.

Isdekkemodelleringer gjort ved Bjerknessenteret har avdekket at deler av isdekket på Grønland kan være særlig ømfintlig for endringer i temperatur og nedbør. I denne modellen gjorde massebalanseishøyde-mekanismen seg gjeldende og for- årsaket at isdekket i de nordøstlige delene av Grønland smeltet helt vekk. Klimaet i Arktis var i den modellerte tidsperioden varmere enn i dag pga. mer solinnstråling på sommeren, men er sannsynligvis likevel sammenlignbart med klimaet vi kan forvente mot slutten av dette århundret (IPCC AR5). Isdekket på de sørlige delene av Grønland smeltet imidlertid ikke i denne modellen, her motvirket økt snøfall massetap som en følge av høyere temperatur.

Avgjørende for dagens isdekke på Grønland er om massebalanse-ishøyde-mekanismen vil slå inn i fremtidens klima, eller om økt nedbør som en følge av redusert sjøisdekke og/eller endret atmosfærisk sirkulasjon vil være tilstrekkelig til å redde Grønlandsisen i et varmere Arktis. Les mer om pågående forskning i Ice2Ice prosjektet som har som mål å finne hvilken betydning sjøisdekket i Arktis har for isdekket på Grønland.

 

Kilder: Born, A. and Nisancioglu, K. H.: Melting of Northern Greenland during the last interglaciation, The Cryosphere, 6, 1239-1250, doi:10.5194/tc-6-1239-2012, 2012. | Boisvert, L. N., and J. C. Stroeve (2015), The Arctic is becoming warmer and wetter as revealed by the Atmospheric Infrared Sounder, Geophys. Res. Lett., 42, 4439–4446, doi:10.1002/2015GL063775. | AMAP, 2012. Arctic Climate Issues 2011: Changes in Arctic Snow, Water, Ice and Permafrost. SWIPA 2011 | Overview Report. | Min, S.-K., Zhang, X., Zwiers, F., 2008, Human-Induced Arctic Moistening. Science 320, 518-520, DOI: 10.1126/science.1153468. | IPCC AR5