Bjerknessenterets mål er å forstå klima
til nytte for samfunnet.

Faktasider

5 results

Atmosfæriske elver

Atmosfæriske elver Anonymous (ikke bekreftet) tir, 01/11/2022 - 10:16 Atmosfæriske elver Når vinden transporterer store mengder vanndamp mot Norge, blir det vått. Atmosfæriske elver er forbundet med ekstremnedbør i hele landet.

Noen av de mest ekstreme nedbørhendelsene i Norge har inntruffet i forbindelse med atmosfæriske elver. Både i det våteste døgnet registrert, i Kvinnherad i Sunnhordland i 1940, og det nest våteste, i samme område i 2005, strømmet slike elver av vanndamp nordøstover over Atlanterhavet mot Norge.

På Vestlandet kan fire av fem ekstremnedbørhendelser knyttes til atmosfæriske elver. Ellers i landet gjelder det rundt halvparten.

Kart med atmosfærisk elv over Nord-Atanteren
Om morgenen 26. november 1940 målte værobservatøren i Indre Matre i Kvinnherad 229,6 millimeter nedbør i en regnmåler som var rent over. Dette er den høyeste døgnnedbøren som er registrert i Norge. Kartet viser vanndamptransport i atmosfæren dette døgnet. Mellom lavtrykk over Nord-Atlanteren og Norskehavet og et høytrykk over Mellom-Europa, transporterte sterk vind vanndamp i et konsentrert belte, slik vi forbinder med atmosfæriske elver. Værdata: 20th Century Reanalysis. Ill.: Ellen Viste 

Hva er atmosfæriske elver?

Atmosfæriske elver kalles det fordi de minner om elver i atmosfæren. Elvene er smale bånd der vinden frakter store mengder fuktig luft. Man kan se dem på værkart som viser transport av vanndamp gjennom atmosfæren.

Til enhver tid finnes det tre til fem atmosfæriske elver på hver halvkule, og hver av dem kan frakte like mye vann som en av landjordens største elver.

Atmosfæriske elver er ikke selvstendige fenomener, men opptrer på grunn av vinden rundt lavtrykk. Når ett eller flere lavtrykk over Atlanterhavet setter opp en uavbrutt luftstrøm nordover, følger det med store mengder vanndamp. De atmosfæriske elvene er altså ikke faste strukturer, men oppstår og dør ut sammen med lavtrykkene de er knyttet til.

Ved munningen av de atmosfæriske elvene, blir det vått. Vannet som fordamper fra havet eller fra vått land, drives med vinden gjennom atmosfæren og kondenserer til skyer og regn når luften stiger og avkjøles. I den atmosfæriske elven foregår dette nesten hele tiden, men når den treffer fjell, som i Norge, forsterkes oppstigningen. Da blir regn- eller snøværet ekstra kraftig.

Animasjonen under viser vanndamptransport i atmosfæren i september–november 2014. De lange båndene er atmosfæriske elver. Den 27–29. oktober kan du se den atmosfæriske elven som var med på å forårsake stormflom i Odda og andre steder på Vestlandet. Du kan lese mer om animasjonen her, og den ligger også på Vimeo

Ikke egentlig elver

Sammenligningen med vanlige elver kan også være misvisende. Elvene i atmosfæren frakter vanndamp, ikke flytende vann. De ligger heller ikke på samme sted hele tiden, og hver for seg er fenomenene kortvarige. Atmosfæriske elver oppstår og dør ut sammen med værsystemene de er en del av.

En annen viktig forskjell er at bare en liten del av vanndampen følger den atmosfæriske elven fra begynnelse til slutt. I en atmosfærisk elv plukkes vanndamp opp langs hele ruten og skilles ut der det regner.

Værkartene kan gi inntrykk av at atmosfæriske elver står for langtransport av fuktighet, men forskning de siste årene har vist at det bare gjelder en liten del. Selv om noe av vanndampen som treffer Norge i en atmosfærisk elv kan komme helt fra tropene, er nærere havområder en langt større kilde.

Akkurat hvor mye av regnvannet som kommer langt sørfra er ikke kjent, men i enkelttilfeller har forskerne kunnet spore 20–30 prosent til tropiske eller subtropiske havområder.

Atmosfæriske elver forårsaker ekstremnedbør i Norge

Ulike deler av landet påvirkes i ulik grad av atmosfæriske elver. På Vestlandet kan oppunder 80 prosent av de mest ekstreme nedbørhendelsene knyttes til atmosfæriske elver. Ved kysten lengre nord gjelder det nesten 60 prosent og i innlandet rundt 40 prosent.

Norgeskart
Betydningen av atmosfæriske elver for ekstremnedbør i Norge. Kartet til venstre viser prosentandelen av ekstreme nedbørhendelser som kan kobles til atmosfæriske elver. Kartet til høyre viser sesongen der ekstremnedbør i forbindelse med atmosfæriske elver er mest vanlig. SON = september–november, DJF = desember–februar, MAM = mars–mai, JJA = juni–august. Utsnitt fra figur 4 i Michel et al., 2021 under lisens CC-BY.

Hvilken årstid atmosfæriske elver bidrar mest til ekstremnedbør, varierer også. I det meste av landet er fenomenet mest fremtredende om høsten eller vinteren, men i indre deler av Østlandet og i Finnmark, har det størst betydning om sommeren. Dette henger også sammen med når på året de mest ekstreme regnskyllene oppstår.

Kart som viser atmosfæriske elver i ulike deler av Norge
Atmosfæriske elver forbindes med ekstremnedbør i hele landet. Kartene viser fuktighetstransport i atmosfæren, sterkest i rødt, under hendelser med ekstremnedbør i 1979–2018. Merk at dette ikke viser hvor regnvannet kommer fra, men hvor transporten var størst under selve hendelsen. De grå konturene indikerer hvor flest atmosfæriske elver befant seg. Figur 6 i Michel et al., 2021 under lisens CC-BY.

Atmosfæriske elver i resten av verden

Atmosfæriske elver oppstår i vestavindsbeltet på begge halvkuler. I Nord-Amerika har de betydning langs hele vestkysten fra California til Alaska, og spesielt i tørre deler av California, der de kan utgjøre en stor andel av regnet som faller. Selv om atmosfæriske elver forbindes med ekstremvær og skader, demper de også tørke, både der og i Middelhavsregionen.

På den sørlige halvkule er Chile, Argentina og New Zealand utsatt for ekstremnedbør i forbindelse med atmosfæriske elver.

Vil klimaendringer påvirke atmosfæriske elver?

Atmosfæriske elver er ikke et nytt fenomen og ikke noe som har oppstått på grunn av klimaendringer. Det er liten grunn til å tro at det skal bli betydelig mange flere eller færre atmosfæriske elver totalt sett.

Men når lufttemperaturen er høyere, er det mer vanndamp i luften når det dannes skyer og nedbør. Derfor vil atmosfæriske elver kunne føre enda mer vann i en verden med global oppvarming. Når luften er fuktigere, vil elvene også kunne bli bredere og dekke større områder. Dette er imidlertid fremdeles usikkert.

Om klimaendringer vil gjøre at Norge vil bli truffet av flere eller færre atmosfæriske elver i fremtiden, avhenger av om stormbanene over Nord-Atlanteren endres.

Bjerknessenteret forsker på atmosfæriske elver

Bjerknessenterets forskere søker etter kildene til vannet som fraktes til Norge med atmosfæriske elver. De jobber også med å forbedre fremstillingen av fenomenet i værvarslingsmodeller. Dette er viktig for å kunne varsle ekstremnedbør.

Fotograf i regnvær
Foto: Ellen Grong

Referanser

Clio Michel, Asgeir Sorteberg, Sabine Eckhardt, Chris Weijenborg, Andreas Stohl, Massimo Cassiani: Characterization of the atmospheric environment during extreme precipitation events associated with atmospheric rivers in Norway - Seasonal and regional aspects, Weather and Climate Extremes, 34, 2021.

Espinoza, V., Waliser, D. E., Guan, B.,Lavers, D. A., & Ralph, F. M. (2018). Global analysis of climate change projection effects on atmospheric rivers. Geophysical Research Letters, 45, 4299–4308. https://doi.org/10.1029/2017GL076968

Luis Gimeno, Francina Dominguez, Raquel Nieto, Ricardo Trigo, Anita Drumond, Chris J.C. Reason, Andréa S. Taschetto, Alexandre M. Ramos, Ramesh Kumar, José Marengo: Major Mechanisms of Atmospheric Moisture Transport and Their Role in Extreme Precipitation Events. Annual Review of Environment and Resources 2016 41:1, 117-141. 

Newell, R., Newell, N., Zhu, Y., Scott, C., 1992. Tropospheric rivers? - a pilot study. Geophys. Res. Lett. 19, 2401–2404. https://doi.org/10.1029/92GL02916

Breen som klimaindikator

Breen som klimaindikator Anonymous (ikke bekreftet) man, 11/22/2021 - 14:36 Breen som klimaindikator Isbreer er følsomme for klimaforandringer. I slutten av århundret kan mer enn 90 prosent av breene i Norge være borte. Men hva kan isbreer egentlig fortelle oss om klimaet?

Siden siste istid for 11 700 år siden har breene variert i størrelse som en respons på forandringer i klimaet. I hovedsak er det forholdet mellom sommertemperatur og vinternedbør som bestemmer om breen vil vokse frem eller gå tilbake.

Under middelalderen førte varmere somre og lite vinternedbør til at mange breer i Norge var mindre enn i dag.

Denne perioden ble etterfulgt av et kjøligere klima fra om lag 1350 og vi fikk en kraftig vekst av breene, kjent som den lille istiden. På midten av 1700-tallet hadde de fleste breene i Vest-Norge nådd sin største utbredelse siden slutten av siste istid. Årsaken til breveksten under den lille istid en var en kombinasjon av kalde somre og nedbørsrike vintre.

I dagens situasjon venter vi å få mer nedbør, men det snør ikke nok til å kompensere for høyere sommertemperatur. Effekten på de norske breene er likevel mindre enn ellers i verden.

Miniatyrbilder av Briksdalsbreen
På slutten av 1990-tallet dekket Briksdalsbreen hele vannet nedenfor. Senere har breen trukket seg tilbake, og i 2012 delte den seg i to. Nå kan den bare ses øverst i skaret. Foto: Rune Rustøen, Kurt Erik Nesje, Atle Nesje og Andreas Nesje.

Hva er en isbre?

Ifølge den svenske glasiologen Hans Wilhelmsson Ahlmann kan en isbre defineres som en masse av snø og is som i hovedsak ligger på land, og som er, eller har vært, i bevegelse. Isbreer er altså mer eller mindre permanente ansamlinger av is og hard snø som har en tilstrekkelig tykkelse og tyngde til å bevege seg på grunn av sin egen vekt.

Snø må vanligvis ligge i 10–15 år før den omdannes til breis og senere til en isbre.

Breers volumendring og frontvariasjoner

Breers volum kan sees på som et regnskap der inntekten (nedbør i form av snø) og utgiften (smelting på grunn av høy sommertemperatur) bestemmer massebalansen fra år til år, det vil si om breen øker eller minker i volum og masse.

I år med positiv massebalanse akkumulerer breen mer snø, som så omsettes til is, enn volumet som smelter bort om sommeren. Er nedsmeltingen om sommeren større enn tilveksten om vinteren, blir årsbalansen negativ. Når brefronten flytter seg, skyldes det endringer i breens massebalanse.

Kurve som viser utviklingen i Briksdalsbreens front
Kurven viser hvordan Briksdalsbreens front har flyttet seg fra 1899 til 2015. Målingene ble da avsluttet fordi breen hadde minket så mye at det ikke var mulig å måle frontposisjonen. Figur: NVE

Det finnes i hovedsak to typer bredata

  1. Massebalansedata som er basert på målinger.
  2. Frontendringer som fastsettes på bakgrunn av historiske hendelser, morenerygger, kartlav og direkte målinger.

Breers reaksjonstid

Brefronten har en forsinket reaksjon i forhold til klima. Tidsforskjellen gjenspeiler tiden det tar fra effektene av en økning eller minking i breens årlige balanse når breens front. Reaksjonstiden er derfor lengre for større enn for mindre breer, og lengre for polare breer enn temperte breer. Breefrontens reaksjonstid påvirkes blant annet av breunderlagets helning, istykkelse og istemperatur.

Ikke rester av istiden

Forskere ved Bjerknessenteret har studert isbreer i mer enn 30 år og kommet frem til at de fleste isbreene i Norge har vært bortsmeltet minst én gang etter siste istid. Denne perioden var for cirka 8000–6000 år siden. Forskerne har hovedsakelig brukt sedimentkjerner fra innsjøer i nærheten av breene til å rekonstruere brevariasjoner. Breforskning kan hjelpe til å forstå og teste ut klimamodeller.

Golfstrømmen

Golfstrømmen Anonymous (ikke bekreftet) lør, 05/01/2021 - 13:20 Golfstrømmen

Klimavariasjoner og endringer i vår region er sterkt påvirket av varmen som hav og atmosfære bringer med seg fra sørligere breddegrader. Uten Golfstrømmen og vestavindsbeltet  ville Norge vært 10–15 grader kaldere. Global oppvarming kan føre til endringer i havsirkulasjon og Golfstrøm-systemet, for eksempel hvis vesentlige deler av innlandsisen på Grønland smelter.

Hva er Golfstrømmen?

Jorden mottar mer varme fra solen ved ekvator enn ved polene. Denne ubalansen utlignes ved at varme kontinuerlig fraktes fra tropene med storstilte vinder og havstrømmer mot høyere breddegrader. Golfstrømmen er den dominerende aktøren i dette for havets del. Den spiller en nøkkelrolle i vårt milde klima da vestavindsbeltet over Europa i stor grad får sin varme fra Golfstrømmen.

Golfstrømsystemet – fra Mexicogulfen gjennom Nordatlanteren og delvis inn i Norskehavet – avgir sin varme til atmosfæren her i nord. Den varme strømmen i overflaten balanseres av en kaldere returstrøm sydover i Atlanterhavet (se Figur 1). Strømmen sydover skjer både i dypet og i overflaten.

Golfstrømmen
Figur 1. Golfstrømmens forlengelse mot Arktis. Figuren viser hvordan den varme Golfstrømmen gradvis nedkjøles på sin ferd nordover gjennom Nordatlanteren og inn i Norskehavet til den møter isen i Arktis (i grått). Tilbake strømmer kaldt vann både i overflaten og i dypet. Illustrasjon: Marius Årthun, UiB/Bjerknessenteret (temperaturdata fra www.metoffice.gov.uk/hadobs/hadisst/).

Når Golfstrømmen når våre breddegrader, er den blitt så sterkt nedkjølt (og dermed tyngre) at den blandes med vannet under. Den dype returstrømmen består av disse «nyblandede» vannmassene. Blandingen må svare til strømmens styrke, ellers endres systemets likevekt. Varmen som Golfstrømmen avgir i nord får den fra solen i tropiske farvann. Dette varmeopptaket må også være i balanse med strømmens styrke for at systemet ikke skal endres.

Hva skjer hvis Golfstrømmen stopper?

En forrykning av sirkulasjonen er et mulig utfall av dagens menneskeskapte oppvarming. En kollaps av greinen inn i Norskehavet kan for eksempel følge dersom vesentlige deler av innlandsisen på Grønland smelter. Dette enorme ferskvannstilskuddet vil «legge brakk» Norskehavets overflatelag. Det blir med andre ord så mye lettere enn de underliggende vannmassene at omformingen fra overflate til dypvann stopper opp. Ved en kollaps vil det nordeuropeiske klimaet nærme seg det mer enn 5 grader kaldere enn middelklimaet for våre breddegrader.

Klimamodellene viser at styrken på Golfstrømsystemet kan bli svekket med omlag 10–30 % i løpet av dette århundre ved fortsatt global oppvarming. Dette betyr redusert varmetransport fra sør mot nord i havet. Men siden økende lufttemperatur mer enn kompenserer for den reduserte varmetransporten i havet, vil temperaturen øke i Norge selv med en redusert Golfstrøm.

Det er også slik at vi forventer at den østligste greinen av Golfstrømsystemet – den som strømmer inn i Norskehavet like nord for Skottland – vil opprettholdes selv om Golfstrømmen svekkes lenger mot sør. Det er derimot mulig at områdene ved Island og Sør-Grønland vil oppleve mindre temperaturøkning grunnet svekkelse av den vestlige greinen av Golfstrømmen.

Referanser

Intergovernmental Report for Climate Change (IPCC) Fifth Assessment Report, WG1 Climate Change, The Physical Basis, 2013.

Dokken, T.M., m.fl., 2013: Dansgaard-Oeschger cycles: interactions between ocean and sea ice intrinsic to the Nordic Seas, Paleocean., 28, 491-502.

Eldevik, T., m.fl., 2014: A brief history of climate – the northern seas from the Last Glacial Maximum to global warming. Quat. Sci. Rev., 106, 225–246.

Glessmer, M.S., m.fl., 2014: Atlantic origin of observed and modelled freshwater anomalies in the Nordic Seas. Nature Geoscience, 7, 801–805.

Hátún, H., m.fl., 2005: Influence of the Atlantic Subpolar Gyre on the Thermohaline Circulation. Science, 309, 1841–1844.

Onarheim, I.H., m.fl., 2015: Skillful prediction of Barents Sea ice cover. Geophys. Res. Lett., in press.