Grønlandsisen er en av de største bidragsyterne til global havnivåstigning. En av de største usikkerhetene i prognosene for fremtidige bidrag til havnivåstigning er utfordringen i å fremskrive endringer i de hurtigflytende utløpsbreene langs kysten. Spesielt er de dynamiske prosessene der isen møter havet i fjordene lite beskrevet.

Observasjoner fra nyere tid, samt rekonstruksjoner av fortidens endringer i utløpsbreene indikerer at breene kan respondere raskt på endringer i klima.

Avhandlingen bruker detaljerte modeller for å bedre forstå hvordan varme fra Atlanterhavet har påvirket historisk dokumenterte tilbaketrekninger og fremrykninger av Sermeq Kujalleq - den raskest bevegende utløpsbreen på Grønland. Vi bruker målingene av tidligere endringer i breen for å kalibrere modellen.

I tillegg, undersøker vi isfjorden der breen møter havet ved å karakterisere virkningen av smeltingen av isfjell over en sesong, og interaksjonen mellom smeltevann fra isfjellene og smeltevann fra Grønlandsisen. Det meste av smeltevannet fra overflaten av Grønlandsisen finner veien til fjorden under breen som «subglasialt smeltevann». Det subglasiale smeltevannet driver sesongvariasjonen av både fjordsirkulasjonen, smeltingen av brefronten, samt isfjellsmeltingen.

Samlet sett viser avhandlingen at endringer i is-hav-grensesnittet kan utløse både rask tilbaketrekning og rask fremrykning av Sermeq Kujalleq. Subglasialt smeltevann er nøkkeldriveren for dynamikken til breen der den møter havet i fjorden og fordeler varmen fra Atlantisk vann i fjorden opp langs brefronten og isfjellene.

Det atlantiske vannet i fjorden er en viktig varmekilde for smelting av brefronten og isfjellene, mens det subglasiale smeltevannet er kritisk i å fordele varmen i vannsøylen og kontrollerer til en stor grad den dynamiske responsen vi observerer i utløpsbreen Sermeq Kujalleq.

Personalia

Karita Kajanto (f. 1989) har bachelor og mastergrad i teknisk fysikk fra Aalto University School of Science i Finland. Hun har jobbet med doktorgraden i marine isbreer siden 2017 ved Institutt for Geovitenskap, Universitetet i Bergen og Bjerknessenteret for klimaforskning.

Avhandlingen er gjennomført under veiledning av professor Kerim Hestens Nisancioglu (UiB og Bjerknessenteret), førsteamanuensis Hélène Seroussi (Dartmouth College, USA), og Dr. Basile de Fleurian (UiB).

De dype havstrømmene som sirkulerer rundt Antarktis er bare noen grader varme. Men når de treffer isbremmene i det iskalde Antarktis, regnes 1-2 varmegrader som relativt varmt. Vi har lenge hørt om smeltende is i Antarktis, når isen flyter ut fra kontinentet og kalver ut i havet, bidrar dette til havnivåstigning.

I Antarktis er det likevel store forskjeller på de ulike havområdene. Weddellhavet og Rosshavet er noen av de kaldeste havområdene. Her blir det ved kontinentalsokkelen under isbremmene, blir det produsert iskaldt dypvann som strømmer nedover i dypet. Tidligere har bergensforskere påvist verdens kaldeste dypvannstrøm her – en strøm av vann som holder temperaturer helt ned til -2,6 grader.

Andre havområder i Antarktis, som Amundsenhavet og Bellingshausenhavet, er regnet for relativt varme havområder. «Relativt varme» handler om temperaturforskjeller på 2-3 grader, noe som er mye i det iskalde Antarktis.

– At disse havområdene er regnet som varme, skyldes at vi finner mye av det relativt varme dypvannet fra verdenshavene oppe på sokkelen her, sier Elin Darelius, professor i oseanografi ved Geofysisk institutt, UiB og Bjerknessenteret.

Det relativt varme vannet får isbremmene til å smelte underfra, og brekke av som store isfjell.

Gjensyn med gamle måleserier

Elin Darelius har jobbet med målinger og observasjoner av den iskalde dypvannsproduksjonen i Weddellhavet. I 2020 leste hun en forskingsartikkel om en modellstudie i tidsskriftet Science Advanced, noe som umiddelbart virket rart for henne:

Modellene viste at der hvor kaldt, tungt vann strømmer nedover skråningen, så strømmer varmt vann andre veien, opp skråningen og inn på kontinentalsokkelen. Forskerne bak den australske modellstudien med de overraskende resultatene hadde ikke data som kunne vise det som modellen så. Men Darelius og hennes kollegaer har måleserier i Weddellhavet langt tilbake i tid.

Sammen med forskerkollegaer i Bergen, Bremerhaven, Cambridge og Paris, gikk de i gang for å undersøke tidligere måleserier fra Weddellhavet.

– Dataene var der, det var faktisk varmt vann som strømmet den andre veien. I forskningen vår har vi fokusert på den iskalde dypvannsproduksjonen, og har dermed ikke bitt oss merke i disse andre dataene, forteller Darelius.

– Det er ganske overraskende, at det varme vannet faktisk strømmer oppover og ikke langs skråningen som forventet.
 

Nytt funn i Nature Communications

Denne uken publiserte Darelius og forskerkollegaene sine funn fra observasjonene som støtter teorien fra den australske modellstudien fra 2020.

I tillegg til at de gamle måleseriene bidrar til ny kunnskap viser de også et annet poeng rundt arkivering av innsamlede data.

– Gjenbruk ligger jo i tiden, i denne studien har vi hentet fram og brukt alt vi har hatt av tilgjengelige data fra regionen. Dette er et godt eksempel på viktigheten av å gjøre innsamlede data åpent tilgjengelig for alle åpne databaser og arkiv, sier Elin Darelius.

Referanse: 

Darelius, E., Daae, K., Dundas, V. et al. Observational evidence for on-shelf heat transport driven by dense water export in the Weddell Sea. Nat Commun 14, 1022 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-36580-3

Hvorfor er det så mye mikroplast fra sminke på Langhaugen videregående skole?

Elevene på Langhaugen skole i Bergen ble overrasket over resultatet av sin undersøkning av mikroplast på sin skole. Gjennom innspilling av serien Klimavenn, fikk de i oppdrag å samle 1 desiliter sand og grus i sitt nærmiljø. Det viste seg at det var mye mer mikroplast fra sminke på Langhaugen enn gjennomsnittet fra andre skoler i landet.

Undersøkelsen kan du se i episoden «Mikroplast» i tv-serien Klimavenn som ligger på NRK skole. 

Elever på fire videregående skoler på Vestlandet deltar i episodene, der de samler og kategoriserer mikroplast, plast som er drevet inn på strendene med havstrømmene, de er med på fjellet for å se hvordan fjellplantene klarer konkurransen med lavlandsplanter i et varmere klima.

Elevene på Langhaugen skole går i dag i 3. klasse. Klassen kommer til lanseringsvisning av serien i dag på Bergen kino. 

Tv-serien Klimavenn, er støttet av Norges Forskningsråd og Bergen kommune.

I sesong 1 tester fire familier å spise mindre kjøtt, ikke kaste mat, reise mindre og shoppestopp. 

Se begge sesongene og mer informasjon om serien her.

I tredje etasje på Realfagbygget, har John Inge Svendsen flytta ut frå sitt gamle kontor. No deler han kontor, eit par meter nedover i samme gang. Han har blitt emeritus, og må innfinne seg med mindre hylleplass til bøker, hefter, artiklar, permar, alt som samlast opp gjennom eit langt liv i akademia.

– Det er vanskeleg å vite kva som skal kastast. Eg har tatt vare på ein del seminar og hefter som ikkje er like lett å finne att digitalt, seier John Inge Svendsen, professor i kvartærgeologi, no professor emeritus.

Nede i kjellaren har Institutt for geovitskap eit tilsvarande problem. Det er meter på meter med gamle borekjerner.

– Det er lett å seie at me skal kaste dei, men i eit prosjekt i samarbeid med Universitetet i Tromsø, nytta me nye metoder for DNA-analyse på dei gamle kjernene. Då er dei gull verdt likevel, påpeiker Svendsen.

Forsking avhengig av lokal kontakt

Gitt dagens geopolitiske situasjon, er det samarbeidet satt på pause.

– At russlandssamarbeidet no ikkje får fortsetje, er ei katastrofe for miljøforskinga. Det tar lang tid å byggje opp eit slikt samarbeid, seier Svendsen.

John Inge Svendsen og kollega Jan Mangerud byrja å jobbe i Uralfjella alt på midten av 1990-talet, då Sovjet-tida nyleg var over. Mange lokale institusjonar var velvillige til samarbeid med vestlege institusjonar.

– Me er heilt avhengige av fagleg samarbeid med lokale institusjonar for å få til feltarbeid i andre land. Det er svære logistiske operasjonar. Me skal ha tunge ting inn på fjellet. Me treng nokon som kjenner språket og kulturen, seier Svendsen.

Første feltsesong var for tretti år sidan. Deretter har det eine prosjektet avløyst det neste.

– Om ein har eitt prosjekt på tre år, løyser det fint lite. Me treng tid på å løyse forskingsspørsmål, seier Svendsen.

Gjenskaping av Uralfjella før istida

John Inge Svendsen er kvartærgeolog og jobbar med «yngre ting». Medan kvartærgeologar jobbar med dei siste 2,5 millionar åra, jobbar Svendsen mest med dei siste 100 000 åra, etter dei store istidene.

Kjernene han viser til, kjem frå Uralfjella. Forskinga på det eurasiske isdekket frå siste istid vart gjennom forskarkarrieren til eit over tretti år langt samarbeid med russiske institusjonar om Uralfjella.

Her er ein av dei få stadene der det ikkje har vore is som har skrapt vekk sediment og avsetningar – slik det er i Noreg. Svendsen påpeiker at det i Noreg ikkje finst særleg med sediment som er eldre enn 10 000 år.

Gjennom arbeidet i Ural, har John Inge Svendsen saman med ven, kollega og mentor Jan Mangerud definert utstrekninga av isen under siste istid i Russland. Det viser seg at isgrensa gjekk om lag ved Uralfjella, her har det vore folk langt tidlegare enn det mange har trudde før.

Då Svendsen saman med ei rekkje kollegaer i 2004 laga ei ny rekonstruksjon av det Euraiske isdekket, viste forskarane at det nordlege Russland var isfri då isdekket var på sitt største, for omlag 20 000 år sidan.  Forskarverda kallast dette LGM, Last Glacial Maximum, og Svendsens rekonstruksjon inngår i mange globale modellar som eit rammevilkår for LGM-tida.

Neandertalarar i Arktis

I samarbeid med arkeologar, fann Svendsen og Mangerud ut at folk hadde kryssa polarsirkelen på dei russiske slettene for over 40 000 år sidan. Publisert Science i 2011, kunne Svendsen og kollegaene vise at det var neandertalarar fleire tusen kilometer lengre nord enn ein tidlegare hadde kjent til.

– Verdien av samarbeid på tvers av fag kan ikkje overdrivast.  Berre her på instituttet, kan det vere vanskeleg å forstå på tvers av disisplinar som maringeologi og kvartærgeologi. Det same gjeld mellom modellering og oss som jobbar med observasjonar, me har framleis mykje å lære av kvarandre, seier Svendsen.

Som veteran på Bjerknessenteret, kjenner han godt til utfordringa med å få forskarar til å forstå språket mellom dei ulike tradisjonane.

De siste 120 årene har overflatetemperaturen i Nord-Atlanteren svingt opp og ned i perioder på noen tiår. Havet var varmere i 1930–1965 og etter 1995, kaldere i 1900–1930 og 1965–1995. Tilsvarende skift kan spores i været i landene rundt Atlanterhavet.

At temperaturen har gått opp og ned flere ganger, antyder at det finnes naturlige mekanismer som får Atlanterhavet til å svinge. Men fort går det ikke.

Måledataene tilsier at det går seksti til åtti år fra en varmeperiode til den neste. Derfor er måleserien for kort til å avkrefte at det dreier seg om tilfeldige sammenfall eller til å finne årsaken til at temperaturen svinger.

– Skyldes det vulkaner, spør François Counillon. – Solen? Variasjoner i havsirkulasjonen eller bare tilfeldigheter? Vi trenger en lengre periode med data for å skjønne hva som foregår.

Som forsker ved Nansen senter for miljø og fjernmåling, leder Counillon Bjerknessenterets nye satsning på modellering av fortidens klima. Sammen med kolleger vil han bruke en klimamodell til å simulere klimaet på jorden, ikke fremover, men for det siste tusenåret. Tusen år er lenge nok til at man kan utforske svingninger som den i Nord-Atlanteren.

Lange simuleringer av fortidsklimaet finnes fra før. Også materialer fra havbunnen har gitt innsikt i hvordan klimaet har variert. Det nye er at begge typer data skal kobles. Bjerknes-forskerne vil la gamle skjell og koraller styre en klimamodell.

Modeller gir deg hele verden

En klimamodell er en forenklet fremstilling av virkeligheten, en digital klode der geografien og klimaet er mest mulig likt jordens. Man kan sette modellen i gang og se hvordan hav, luft, isbreer og regnskog utvikler seg under gitte forutsetninger.

Sammenlignet med observasjoner, har modeller den fordelen at de gir deg hele verden, også forhold det ikke finnes målinger av. Fysikken i vind og havstrømmer er som i virkeligheten. Derfor kan modellen gi informasjon om havstrømmer i Atlanterhavet for tusen år siden – uten at vikingene senket et eneste måleinstrument i sjøen.

Ulempen med modeller er at de kan komme skjevt ut. Modellen trenger ikke å gjøre noe galt, men små avvik kan vri utviklingen i en annen retning. Historiens gang – også i vær og havstrømmer – var bare ett av flere mulige utfall.

Får ikke trave av gårde

Oftest begynner en klimasimulering bra, med et modellklima som er som i virkeligheten. Men etter å ha kjørt en stund, kan modellen ta en annen retning, som en hest som får gå fritt over et jorde. Det er ingenting i veien med hesten, men innimellom må rytteren sørge for at de kommer frem til rett sted.

– Det er som i et kryss der man kan ta til høyre eller venstre, sier François Counillon. – Vi vil forsikre oss om at modellen alltid velger riktig retning. Historiske data skal fungere som et kompass.

Fordelen med simuleringer av fortiden er at vi vet hva som skjedde. Observasjoner fra gammel tid skal lede modellen inn på rett avkjørsel. Også det er gjort før, men i den nye tusenårssimuleringen skal François Counillon og kollegene stramme tømmene.

Klimamodellen skal aldri få galoppere vilt. Virkelighetens klima skal få den på riktig kurs før den kommer langt.

Metoden kalles dataassimilering og innebærer å samle all tilgjengelig informasjon om klimaet til enhver tid. Det fullstendige bildet brukes til å korrigere modellen før man kjører videre. Slik sikrer man et virkelighetsnært klima gjennom hele det tusenåret simuleringen skal dekke.

Skjell og koraller tøyler modellen

Måledata finnes kun for et hundreår eller to. Fortidens havtemperatur må rekonstrueres. Til dette kan fortidsklimaforskerne bruke stoffer i skjell, i koraller og i fossiler i sedimentene på havbunnen.

Dette er indirekte klimaindikatorer eller såkalte stedfortrederdata – ikke direkte målinger av klimaet, men av egenskaper som ble påvirket av klimaet da organismene levde. Ved å måle dem, kan man utlede om det har vært varmt eller kaldt, tørt eller vått.

Utvalget er begrenset sammenlignet med moderne måledata, men slår man sammen all tilgjengelig informasjon, er grunnlaget godt nok til å holde modellen i tømmene.

En fortid nærmere den virkelige historien

Selv om temperatursvingningen i Nord-Atlanteren bare er observert i et drøyt hundreår, kommer den tydelig frem i simuleringer som allerede er gjort. I klimamodellene knyttes den til variasjoner i den store omveltningssirkulasjonen som Golfstrømmen er en del av.

I den nye tusenårssimuleringen, der skjell og koraller binder modellen til virkeligheten, vil fremstillingen av Nord-Atlanterens klima være mer realistisk enn i tidligere simuleringer.

François Counillon og kollegene vil finne ut om temperaturen i Nord-Atlanteren på lang sikt påvirkes av vulkanutbrudd, av variasjoner i havstrømmer og av hvor mye solstråling jorden og havet mottar. I tillegg vil de utforske hvordan temperatur og havstrømmer i Atlanterhavet samvirker med fenomener som El niño i Stillehavet.

– Med en bedre forståelse av hva som driver variasjonene i havet, håper vi å kunne forbedre klimavarslene for fremtiden, sier François Counillon.

Les mer om fortidsklima.

– Litt glede og litt skuffelse.

Slik oppsummerer professor Vigdis Vandvik den nye naturavtalen som ble banket igjennom på verdens naturtoppmøte i Montreal på søndag. Hun mener det er veldig bra at verden har fått en avtale, selv om den har blitt avslipt i kantene gjennom forhandlingene.

Her kan du laste ned og lese hele naturavtalen

Selv om et av hovedmålene handler om at 30 prosent av hav- og landområder i verden skal være under en form for beskyttelse innen 2030, er Vandvik tydelig på at avtalen likevel ikke kun handler om vern.

– Avtalen handler både om vern og om hvordan vi skal nå målene. Den handler også om hvordan vi i verden skal fordele byrder og goder på en rettferdig måte. Urfolk skal fremdeles få bo i viktige områder, land i sør med regnskog og stort biomangfold skal få lov til å utvikle seg.   

Som i klimatoppmøtene, avslører også forhandlingene i naturtoppmøtet sterke konflikter mellom utviklingsland og industriland rundt vern av naturressurser og økonomisk utvikling.

– Det er stor misnøye fra Afrika. Det må vi ta på alvor i arbeidet framover, sier Vandvik.

Blant de målene som tar for seg løsninger og hvordan man skal klare å nå målene, er det flere punkt som tar opp rettferdig fordeling mellom nord og sør, tar hensyn til urfolk og kvinner. Det er mål som handler om at nasjoner må slutte med subsidier som er skadelige, for eksempel oljeskattepakken for Norges del, eller subsidier til import fra soya fra Brasil.

Ikke minst er det også et punkt om at det skal være åpenhet om finansiering, som skal sikre at støtte til vern, faktisk går til det man betaler for.

I tillegg til målene for 2030 har rammeverket fire samlende hovedpunkt gjeldene for 2050.

Les mer i pressemeldingen fra naturtoppmøtet– FNs biodiversitetskonferanse COP15

For mer om avtalen, bakgrunn og forhandlingene, les også Energi og klima sitt intervju med Vigids Vandvik

Det siste hundreåret har overflatetemperaturen i Nord-Atlanteren svingt opp og ned i perioder på noen tiår. Svingningene er ikke begrenset til havet. Tilsvarende variasjoner er observert i sjøisdekket i Arktis, i havstrømmene og i luften helt opp til stratosfæren, mer enn en mil over overflaten.

I vinterhalvåret på den nordlige halvkule er variasjonene store nok til å gi utslag i den globale temperaturen. Noen tiår blir varmere enn andre.

En pause i global oppvarming i 1950–1970 og tilsvarende økning i 1980–2000 kan knyttes til slike svingninger. Nå er vi igjen inne i en periode der forholdene i Nord-Atlanteren tilsier at det skulle bli kaldere.

– Svingningene kan dempe menneskeskapt oppvarming midlertidig. Men den kan ikke gi oss klimaet fra 1950-, 60- og 70- tallet tilbake, sier Nour-Eddine Omrani.

Sammen med andre forskere fra Bjerknessenteret og Universitetet i Bergen har Omrani publisert en studie av mekanismen bak svingningene i Nord-Atlanteren.

Nå advarer han mot å ta en mindre intens temperaturstigning de kommende årene til inntekt for at den globale oppvarmingen går saktere.

Global oppvarming gjør både varme og kalde faser av svingningen varmere. I kalde faser forsvinner mindre sjøis enn i varme faser, men uansett vil mer sjøis smelte nå enn for femti år siden.

Temperaturen vil stige raskere igjen

– Når den neste varme fasen kommer, vil oppvarmingen starte på et høyere nivå. Det vil føre til at det blir varmere enn noen gang, sier Nour-Eddine Omrani.

Han håper vi vil bruke de kommende årene klokt.

– Den varslede pausen kan gi oss tid til å utarbeide tekniske, politiske og økonomiske løsninger innen global oppvarming og sjøissmelting akselererer igjen.

Svingninger gjør klimaet mer forutsigbart

Omrani og kollegenes nye studie viste at svingningene i Nord-Atlanteren er relativt forutsigbare. Det vil de utnytte.

Svingninger som den i Nord-Atlanteren gjør det mulig å varsle vær og klima for kommende sesonger, år og tiår – lengre enn vanlige værvarsler og kortere enn klimafremskrivninger. Temperaturen i det tropiske Stillehavet, som skifter mellom fenomenene El niño og La niña, er også en slik svingning.

Hvor gode varsler for sesonger og tiår kan bli, avhenger av kunnskap om hva som forårsaker variasjonene, og hvordan de påvirker havet og atmosfæren. Dette er et relativt nytt forskningsfelt, der global oppvarming og variasjoner på kortere tidsskala kombineres.

– Uten global oppvarming ville det neste tiåret minne om det kjølige 1950-, 60- og 70-tallet, sier Nour-Eddine Omrani. – Med klimaendringene på toppen, vil det bli varmere.

Les om bakgrunnen for svingningene i Nord-Atlanteren her.

Referanse

Omrani, NE., Keenlyside, N., Matthes, K., Boljka, L., Zanchettin, D., Jungclaus, J.H., Lubis, S.SH.: Coupled stratosphere-troposphere-Atlantic multidecadal oscillation and its importance for near-future climate projection. npj Clim Atmos Sci 5, 59 (2022). https://doi.org/10.1038/s41612-022-00275-1

Laurdag 13. november vart Voss råka av ein ny storflom. Voss kulturhus vart igjen oversvømt, og det planlagte klimatilpasningsseminaret med 70 deltakarar frå kommunar, fylkeskommunar, forskning og privat sektor måtte finne alternativ stad å vere.

– Flommen sist helg gav ein ekstra dimensjon til arbeidet, seier Elisabeth Angell, forskar i Norce og prosjektleiar for årets Klimathon.

I år var Voss herad med på arrangørsida, med mange deltakande lokalpolitikarar. Med klimaendringane er auka risiko for flom nettopp noko vossingane må bu seg på, og finne gode løysingar på. 

Les også forskarane Øyvind Paasche og Erik Kolstad i ba.no om flaum og klimarisiko: Dette vil skje igjen, snart  

Nyttig nettverk

Klimathon er ein workshop og arbeidsseminar over to dagar, der deltakarar frå ulike sektorar saman løyser problemstillingar rundt klimatilpasning. Deltakarane har ulik erfaring og arbeidsverktøy, og rundt om i kommunane er det ofte små fagmiljø.

Målet er å bryne kunnskap på tvers av fagdisiplinar.

­­­– Det er ulik kapasitet og kompetanse på klimatilpasning rundt om i kommunane. Me ser at dei kommunane som har vore utsett for klimahendingar er meir opptatt av klimatilpasning enn andre, naturleg nok, seier Angell.

Det er i år fjerde gong Klimathon kjem i stand, og med fleire av deltakarane som har delteke tidlegare. Lene Omdahl er rådgjevar innan klimatilpasning i Vestland fylkeskommune. I første runde med Klimathon i 2018, var ho med som deltakar. Sidan har ho vore med som arrangør.

­– Klimathon har blitt ein nettverkstad for oss som jobbar med klimatilpasning. Rundt om i kommunane er det fleire som sit meir eller mindre aleine med dette arbeidet, her får me eit nettverk og fagleg påfyll, seier Omdahl.

Ei viktig side ved Klimathon er nettopp at forskarane også får tilbakemelding frå forvaltning og folk som bruker kunnskapen.

– Sidan starten i 2018 har dialogen og medverkninga mellom forskarane og brukarane blitt langt betre, seier Mathew Stiller-Reeve, som sidan starten har vore med å utvikle klimatilpasningsworkshopen.

Naturbaserte løysingar

Årets tema er naturbaserte løysingar som ein del av klimatilpasningsarbeid. I bakgrunnen ligg den pågåande klimakrisa og naturkrisa med tap av biomangfald. Både FNs klimapanel og det internasjonale naturpanelet gir naturbaserte løysingar ei nøkkerolle for handtering av desse utfordringane.

Naturbaserte løysingar famnar om tiltak der natur og natur-hermande innretningar er med å dempe klimarisiko. Det kan vere elverestaurering, skog som rasvern, bevaring og gjenskaping av natur.  

Regnbed og grøne tak i byar er liknande klimatiltak som er gode måtar å samle opp vatn for å hindre flom og overvatn, men ikkje rekna som eit naturbasert tiltak. I Noreg er naturbaserte løysingar hovedregeken i dei statlege retningslinene for klimatilpasning.

2020 var eit unntaksår, som viser seg som ein knekk i kurva over stigande karbonutslepp.

– Skal ein nå målet på 1,5 grader global oppvarming, må kvart år framover vere som unntaksåret 2020, seier Jörg Schwinger, forskar ved NORCE og Bjerknessenteret.

No er dei globale karbonutsleppa tilbake på ei stigande kurve, med utslepp som er litt over nivået i 2019, altså før COVID 19.

Det viser årets karbonbudsjett som vert presentert under klimatoppmøtet COP27 i Sharm-El-Sheik. Tala i årets karbonbudsjett er produsert av ei lang rekke forskarar, som har brukt observasjonar, statistikk, og modellar i dette arbeidet. Fire forskarar frå Bjerknessenteret har bidratt til årets karbonbudsjett: Are Olsen og Meike Becker frå Universitetet i Bergen og Jörg Schwinger og Ingunn Skjelvan frå NORCE.

• Sjå tal og grafiske presentasjonar hos globalcarbonbudget.org

I karbonbudsjettet er det to hovudkjelder til utslepp:

Fossilt brennstoff – som inkluderer forbrenning av olje, gass, kol og sementproduksjon

Landendringar – som i stor grad handlar om avskoging av regnskog.

I karbonbudsjettet ser ein også på kvar utsleppa blir av. Store delar av karbonutsleppa til atmosfæren blir tatt opp i havet og i vegetasjon på land, og desse sluka har gjort oss menneske ei stor teneste – sidan dei menneskeskapte utsleppa tok til, har dei tatt opp vel halvparten av våre utslepp til atmosfæren.

Datamangel for karbonopptak i havet

– Både data og modellar viser at havet tar opp meir og meir CO₂ etterkvart som utslippa aukar. Dette er i pakt med kjemiske og fysiske lovar. Når utsleppa til atmosfæren aukar, blir havet undermetta og svarer med å ta opp meir CO₂, seier Are Olsen, professor ved Bjerknessenteret og Geofysisk Institutt, Universitetet i Bergen.

Han er ein av forskarane bak årets karbonbudsjett, publisert i Earth System Science Data. Saman med kollegaer ved Bjerknessenteret, NORCE og UiB talfester dei havets karbonopptak. Det årlege opptaket i havet kjem på toppen av den naturlege utvekslinga av CO₂ mellom havet og atmosfæren. For å slå fast nettoopptaket, trengs store mengder data og avanserte modellar.

På Bjerknessenteret jobbar Olsen og ei lang rekke forskarar året rundt med karbonobservasjonar frå havet. Det skjer i det internasjonale målenettverket ICOS (Integrated Carbon Observation System), gjennom modellkøyringar med den norske jordsystemmodellen NorESM og ved å samle alle måledata frå verdshava i det kvalitetssikra dataproduktet SOCAT (Surface Ocean CO₂ Atlas).

Problemet er at trass store mengder data, er det framleis uvisse rundt havets CO2-opptak. Det er sprik i budsjettala mellom modellar og data.

– Sjølv om vi samlar inn mengder med data kvart år, er det store hol i enkelte havområde.

Spesielt i sør manglar det data, og det er her mykje av uvissa oppstår. Dette er eit utfordrende havområde ettersom det er få skip som opererer der og som vi kan installere måleinstrument på, seier Olsen.

Han understrekar samstundes at både modellar og data viser av havet tar opp CO₂ tilsvarende ein fjerdedel av utslippa våre. Akkurat dette er det ingen tvil om.

 Slik vert karbonopptaket i havet målt.

Karbonsluket i havet

Nord-Atlanteren og Dei nordiske hav er godt overvåka. Varme vassmassar som strøymer mot nord blir avkjølt og difor synk overflatevatnet ned i djupet og tar slik med seg store mengder karbon frå overflata. Difor er desse havområda rekna som viktige karbonsluk. Liknande prosessar skjer også i dei sørlege havområda på kloden, men her er det lite målingar.

­– Å auke karbonovervåkinga her bør vere ei prioritert oppgåve i dei kommande åra. Men det må skje samstundes som dei vanlege målingane blir opprettheldt, og slike måleseriar er ikkje noko ein skal ta for gitt. Det er kostbare og omfattande prosessar, seier Olsen.
 

Figur frå det globale karbonbudsjettet 

Gjennom historia har menneska alltid samla seg rundt elver for ferskvatn, mat og transportmoglegheitene dei gir – så flaum har vore ei fare lenge. Ettersom befolkningar auker, aukar også faren for folk og bebyggelse.

Gode førebuingar kan avgrense skadene frå ein flaum, men det krever kunnskap om når dei kjem. Teknologi under utvikling, som maskinlæring, kan halde nøkkelen til pålitelege flaumvarsel. Jenny Hagen studerar denne utviklinga, gjennom kunstig intelligens (KI).

– Maskinlæring er ei undergrein av kunstig intelligens, seier Hagen, stipendiat og maskinlæringsspesialist ved Universitetet i Bergen og Bjerknessenteret.

How is flood prediction done now?

I denne podcasten forklarar ho korleis maskinlæring kan skru opp farten og forbetre flaumvarsel, sjølv i eit klima i endring, ved å late maskinene lære frå historiske data.

How will machine learning change this?

Éin av fordelane med maskinlæring er at desse algoritmene kan gå gjennom tonnevis av data vi menneske aldri vil ha tida eller ressursane til å prosessere.

Google Translate, veneforslag på Facebook, robotar som lærar av å sjå andre bevege seg – alle desse benytter maskinlæringsprinsipp av ein eller anna art. Hagen sitt arbeid fokuserar på ei kopling mellom maskinlæring og storskala atmosfæresirkulasjon – lufttrykk, nedbør, temperatur, vindar, og så vidare – til flaumar i norske vassdrag, som ein del av prosjektet CHEX ved Bjerknessenteret.

– Vi brukar ei enkel analyse med tre tradisjonelle maskinlæringsteknikkar: "random forest", "support-vector machine" og "shallow neural networks", seier Hagen, om dei tre ganske ulike metodane.

– Den viktigaste tingen for ein maskinlæringsmodell er ikkje strukturen, men kvaliteten og kvantiteten på data. Om du dytter søppel inn den eine enden, får du sjølvsagt søppel ut igjen!

Tidlegare studier med maskinlæring på flaumar har sett på lengre tidsskalaer, månadleg, sesongbasert eller årleg. Det nye med dette arbeidet er at det ser på varsel på ein dagsskala. Ho ser på dette som framtida for operasjonelle varsel, og seier det er fleire initativ for å utvikle dette vidare i Noreg og Europa.

Podcasten er produsert av Stephen Outten og Ingjald Pilskog for Bjerknessenteret for klimaforsking. Outten er forskar ved Nansen Environmental and Remote Sensing Center og Bjerknessenteret for klimaforsking. Pilskog er førsteamanuensis ved Høgskulen på Vestlandet og tilknytt Bjerknessenteret. Du finner alle podcastepisodane her, på Podbean, Apple, Spotify, eller kvar enn du finn podcastane dine.

Referanser

Hagen, Jenny Sjåstad; Leblois, Etienne; Lawrence, Deborah; Solomatine, Dimitri; Sorteberg, Asgeir.
Identifying major drivers of daily streamflow from large-scale atmospheric circulation with machine learning. Journal of Hydrology 2021
UiB

Av Åshild Nylund, UiB

Professor Eystein Jansen er valgt som visepresident i Det europeiske forskningsrådet (ERC). Han blir vitenskapelig leder for EUs satsing på grunnforskning innen fagområdene naturvitenskap og teknologi fra 1. januar 2023. Valget ble kunngjort på ERCs nettsider. 

Jansen er professor i klimaforskning ved Instutt for geovitenskap og Bjerknessenteret for klimaforskning. Han blir den første norske forskeren som har dette vervet. Han har vært medlem av ERCs vitenskapelige råd siden 2019. 

Vil jobbe for at verdien av grunnforskningen blir anerkjent

– Det er en stor ære og samtidig en utfordrende jobb å representere ERC og ivareta denne unike institusjonen som er beundret av forskere over hele verden, sier Eystein Jansen.

Det europeiske forskningsrådet regnes som elitedivisjonen for europeisk forskning, med ansvar for grunnforskning i EUs forsknings- og innovasjonsprogram Horisont Europa. ERC har et budsjett på over 16 milliarder euro i perioden 2021-2027.

ERC støtter banebrytende forskning som har gitt viktige bidrag til vitenskapens og samfunnets utvikling. Mange av forskerne som har mottatt nobelpriser de siste årene har tidligere hatt støtte fra ERC, også de norske nobelprisvinnerne. Forskningen har også ført til viktige fremskritt og innovasjoner, bl.a. ved å legge grunnlaget for utviklingen av COVID-vaksiner. 

Hva går vervet som visepresident i ERC ut på?

– Oppgaven min blir å sørge for at banebrytende grunnforskning får sin viktige plass i forskningslandskapet, og at verdien av at de beste og mest nyskapende forskerne får finansiering til å få følge sine beste ideer blir anerkjent. Vi kan ikke løse de store problemene i verden uten grunnforskning, og uten grunnforskning får vi heller ikke god anvendt forskning. ERC har vist verdien av å satse på forskerne, og at dette gir en rad av samfunnsgevinster, både på kort og lang sikt.

Ved siden av å ha ansvar for at europeiske forskere innenfor naturvitenskap og teknologi kan stole på at søknadene deres blir skikkelig behandlet, blir det min oppgave å tale grunnforskningens sak på mange arenaer i Europa. I ERC er det forskerne og deres ideer som står i fokus, og min jobb blir å legge best mulig til rette for dette. Jeg er overbevist om at det også gir mest valuta fra forskningen tilbake til samfunnet, avslutter Jansen.

Rektor: – En unik drivkraft for grunnforskning

Rektor Margareth Hagen gratulerer:
– Professor Eystein Jansen har vært en unik drivkraft for grunnforskning gjennom hele sin karriere ved Universitetet i Bergen og Bjerknessenteret.

At han nå får denne viktige rollen som første norske forsker vil gi ham betydelig innflytelse på europeisk forskning. Det er fantastisk for han, for Universitetet i Bergen, for Bjerknessenteret – ja, for hele Norge, sier hun.

Om Eystein Jansen

Eystein Jansen har en doktorgrad i geovitenskap fra Universitetet i Bergen. Han har vært professor i klimaforskning ved Institutt for geovitenskap, Universitetet i Bergen og Bjerknessenteret for klimaforskning siden 1993. 

Forskningen hans har først og fremst omhandlet betydningen av endringer i havstrømmer for klimaet, og på naturlige klimaendringer i fortid og nåtid. Han har gitt viktige bidrag til vår forståelse av istidens utvikling og av brå klimaendringer.

Jansen grunnla Bjerknessenteret for klimaforskning, et verdensledende senter for klimadynamikk, og ledet senteret som direktør i perioden 2002-2013. Han var hovedforfatter for rapporter fra FNs klimapanel i 2007 og 2013. I 2014-2019 var han leder for det store ERC-finansierte forskningsprosjektet ice2ice om brå klimaendringer. 

Han er for tiden akademisk direktør for Academia Europaea Bergen Knowledge Hub og visedirektør for det tverrfaglige SapienCE-senteret, et Senter for fremragende forskning ved Universitetet i Bergen.

Jansen er medlem av Det Norske Videnskaps-Akademi, Norges Teknologiske Vitenskapsakademi og Norges Vitenskapsakademi for Polarforskning og Academia Europaea.

Jansen ble i 2019 tildelt Brøggerprisen for livslange bidrag til geologiske vitenskaper og Meltzers ærespris for fremragende forskning.

I det nordlige Atlanterhavet er data samlet inn gjennom lang tid. Velstående land i Europa og Nord-Amerika har lagt ned ressurser i kunnskap om klimaet og økosystemene i sin egen region.

– Mye mindre er blitt investert i det tropiske og sørlige Atlanterhavet, sier Noel Keenlyside, professor ved Bjerknessenteret for klimaforskning og Universitetet i Bergen.

Keenlyside leder en multinasjonal forskergruppe som prøver å rette opp denne ubalansen. Finansiert av EU, tar prosjektet TRIATLAS for seg klimaet og de marine økosystemene i det tropiske og sørlige Atlanterhavet.

I Recife i Brasil tidligere denne måneden møtte oseanografer og marinbiologer kolleger som undersøker forholdet mellom fiskere og beslutningstagere. Sammen jobber de med å kartlegge klimaet og økosystemene i det tropiske og sørlige Atlanterhavet i dag, i tillegg til å vurdere hvordan forholdene vil utvikle seg i fremtiden.

I tillegg til press fra fiske og andre næringsaktiviteter, påvirkes livet i disse havområdene sterkt av klimaendringer.

Fisken utfordres fra flere hold

– Å få nok kunnskap om hvordan miljøendringer i oppstrømningsområdene eller endringer i næringsstoffer vil påvirke økosystemet, er en stor utfordring, sier Noel Keenlyside.

Selv om man kan beregne effekten på primærproduksjon, kjenner man ikke effekten høyere oppe i næringskjeden – på fisk.

Noel Keenlyside understreker betydningen av å observere havet, ikke bare for å kartlegge dagens tilstand, men for å kunne forbedre klimamodellene.

Dagens klimamodeller lykkes dårlig i å fremstille forhold som har stor betydning i Sør-Atlanteren. Blant disse er oppvellingen utenfor sørvestkysten av Afrika, viktig for fisket. I denne regionen, kjent for et svært produktivt økosystem, varierer temperaturen mye. De færreste av klimamodellene klarer å gjenskape disse variasjonene.

– Organismer har sine nisjer der de lever. Hvis havet i modellen er fire grader for varmt, er det vanskelig å studere effekten på økosystemet, sier Noel Keenlyside.

Han understreker betydningen av å observere havet, ikke bare for å kartlegge dagens tilstand, men for å kunne forbedre klimamodellenes fremstilling av det tropiske og sørlige Atlanterhavet. Bare slik vil modellene kunne gi varsler som er relevante for fiskeriene utenfor Sør-Amerika og Afrika.