Bjerknessenterets mål er å forstå klima
til nytte for samfunnet.
Oversatt fra en pressemelding fra University of Exeter.
Funnene vekker forskernes bekymring for at det vil regne mer i Antarktis når en større del av bakken blir isfri, og at dette kan sette i gang prosesser som akselererer tapet av is.
Forskningen er basert på klimamodellering og sammenligninger av data fra for 11–17 millioner år siden. I denne perioden, midt i epoken Miocen, var CO2-konsentrasjonen og den globale gjennomsnittstemperaturen omtrent så høye som vi kan vente ved slutten av dette århundret.
Studien ble utført ved britiske Met Office, universitetene i Exeter, Bristol, Cardiff og Stockholm, NORCE og Bjerknessenteret for klimaforskning.
«Når innlandsisen smelter, vil bakken som avdekkes reflektere mindre stråling, og temperaturen vil stige lokalt», sier Catherine Bradshaw ved Met Office og University of Exeter, som tidligere jobbet ved Universitetet i Bergen og Bjerknessenteret. «Det kan endre været drastisk».
Når en stor innlandsis ligger over kontinentet, som i dag, blåser vinden i Antarktis vanligvis fra kontinentet og utover havet.
«Hvis kontinentet varmes opp, kan dette reverseres, med vind som blåser fra den kalde sjøen mot varmere land, akkurat som i monsunene ellers i verden. Det ville bringe ekstra regn til Antarktis, og mer ferskvann ville renne ut i havet", sier Catherine Bradshaw.
Ferskvann er lettere enn saltvann og kan legge seg i overflaten, fremfor å synke og sirkulere slik saltvannet gjør. Dermed brytes koblingen mellom dyphavet og overflatevannet, slik at varmere vann kan samle seg i dypet.
Studien antyder at prosesser som igangsettes av økt nedbør kan redusere klimasystemets mulighet til å opprettholde en stor innlandis i Antarktis.
«Hvis mer land kommer frem i Antarktis, vil en stor innlandsis vanskeligere gjenoppbygges. I Miocen var planetbanene ikke til hjelp, og derfor kan innlandsisen kanskje ha kollapset da», sier Catherine Bradshaw.
Under den varme perioden midt i Miocen, var det store temperatursvingninger i dyphavet. Studien viser at svingningene i isutbredelsen på land var en viktig faktor i de dramatiske endringene i dyphavet. Fluktuasjoner i ismengden var mindre viktig.
Variasjoner i jordens posisjon i forhold til solen fikk innlandsisen til å rykke frem og trekke seg tilbake. Dette endret været og satte i gang prosesser som kan akselerere istap eller isvekst.
Regn som faller på isen kan forårsake oppsprekking, overflatesmelting og mer avrenning av smeltevann fra kontinentet. Det kan igjen få temperaturen til å stige i dyphavet, noe som potensielt kan påvirke isen nedenfra der den møter havet.
Funn i den nye studien antyder at innlandsisen i Antarktis gikk betraktelig tilbake midt i Miocen, og så stabiliserte seg da det ble kaldere.
Professor Agatha de Boer fra Stockholms universitet, som også var med på arbeidet, sier: «Når klimaet i Miocen ble kaldere, ble koblingen mellom innlandsisens utbredelse og temperaturen i dyphavet gjennom den hydrologiske syklusen brutt. Med en gang Antarktis var fullstendig dekket av is, blåste det alltid fra land og utover havet, og som et resultat, ble nedbøren redusert til de lave nivåene av snø som faller over kontinentet i dag.»
Petra Langebroek, seniorforsker ved NORCE og Bjerknessenteret for klimaforskning, som også var med, tilføyer: «Disse funnene tilsier at et skifte i havets sensitivitet overfor endringer i innlandsisen oppstår når isen trekker seg tilbake og avdekker land som tidligere har vært dekket av is.»
Professor Carrie Lear fra Cardiff University, som satte i gang prosjektet, konkluderer: «Denne studien antyder at under en varm periode for omtrent 15 millioner år siden, var den antarktiske innlandsisen i stand til å rykke langt frem og trekke seg tilbake over kontinentet. Det vekker bekymring, men mer forskning trengs for å finne ut nøyaktig hva dette betyr for innlandsisen i Antarktis langt inn i fremtiden.»
Catherine Bradshaw understreker at forholdene nå ikke er identiske med forholdene midt i Miocen, og at modellen brukt i studien ikke inkluderer konsekvensene av tilbakekobling mellom karbonsyklusen eller med selve innlandsisen.
Studien ble finansiert av det britiske Natural Environment Research Council og det svenske Vetenskapsrådet.
Bradshaw, C.D., Langebroek, P.M., Lear, C.H. et al. Hydrological impact of Middle Miocene Antarctic ice-free areas coupled to deep ocean temperatures. Nat. Geosci. (2021). https://doi.org/10.1038/s41561-021-00745-w
– Flåten holdt på å klappe sammen som en østers, sier Willem van der Bilt.
Han husker en stille septemberdag nord på Island i 2018. Ute på det lille vannet Ástjörn sto han og en kollega på en flåte bygget av en metallplattform lagt over en gummibåt. En tredje kollega var sendt i land, mens de to forskerne fra Bjerknessenteret for klimaforskning og Institutt for geovitenskap ved Universitetet i Bergen strevde med å avslutte dagens jobb.
Under dem var et plastrør presset fem meter ned i bunnsedimentene, dypt nok til å skjære gjennom fem tusen års avsetninger av leire og sand. Dypt nok til å sitte fast.
Det var arbeid de hadde gjort mange ganger før. Sedimentprøver fra bunnen av hav og innsjøer er en av fortidsklimaforskernes viktigste datakilder. Lag over lag legger slam og råtne planter seg på bunnen, det eldste nederst og det yngste øverst, som et arkiv over alt vannet har rommet gjennom tusener av år.
Men denne gangen var bunnforholdene uvanlige. Røret satt fast i vulkansk aske, og metallflåten knirket og klaget.
– Vi presset mot røret med en biljekk, mens vi kikket mot bredden og lurte på om det ville være for langt å svømme, sier Willem van der Bilt.
Med et rykk løsnet borekjernen fra bunnen. Flåten holdt, og innsatsen deres var ikke i forgjeves. Inne i røret fant de spor etter tre storflommer som har endret landskapet mer drastisk enn man skulle tro de hadde krefter til. De var store, men ikke så store.
Funnet ble publisert i Communications Earth & Environment i dag. Willem van der Bilt og kollegene hans konkluderer med at dype kløfter og juv kan være dannet av mindre flommer enn man tidligere har trodd.
Det betyr også at strømmende vann kan gjøre mer skade enn antatt. Derfor har resultatene betydning langt utenfor et tynt befolket område nord på Island.
Egentlig skulle de ikke til Ástjörn. Et sideprosjekt av et sideprosjekt, kaller Willem van der Bilt det. Forskerne var på feltarbeid nord på Island i forbindelse med et annet prosjekt. De var ferdige med det de skulle gjøre da de kom over dette lille vannet på kartet.
Når de uansett kjørte rundt med flere meter lange sedimentprøverør på taket av bilen, var det ingen grunn til ikke å dra dit.
Ástjörn ligger nedenfor en av Europas mektigste fosser, Dettifoss, i elven Jökulsá á Fjöllum. Navnet betyr breelv fra fjellene. Gjennom dype kløfter leder den smeltevann fra nordsiden av Europas nest største isbre, Vatnajökull, nordover mot havet. Opp gjennom tidene har virvlende flomvann gravd ut juv som noen steder er nesten hundre meter dype.
Men Ástjörn er ikke en del av elven, og det var det som tiltrakk Willem van der Bilt. Sjøene de allerede hadde undersøkt, fôres jevnlig med smeltevann fra Vatnajökull. Ástjörn ligger på et platå ved siden av og over Jökulsá á Fjöllum, skilt fra elvesletten av en høy terskel.
– Det slo meg at hvis elven skulle flomme over, ville flomsedimenter samle seg i innsjøen, sier han. – Først senere oppdaget vi at dette er et betydningsfullt sted for forskning på megaflommer.
Terskelen inn i Ástjörn ligger 30 meter over elvesletten. Så høyt når selv ikke de største vårflommene. Det må vulkaner, dambrudd og styrtende brevann til. En tusenårsflom krever et jökulhlaup.
Om det hadde vært mennesker på Island for 3500 år siden, ville noen kanskje lagt merke til en hvit røyk over Vatnajökull. Vanndamp steg og ble til skyer av små dråper. Noen dager eller uker senere var røyken blitt grå, og store klumper av aske la seg rundt et søkk i isflaten.
Isbreer ligger ikke stille, og under Vatnajökull gjør heller ikke grunnen det. Breen ligger på aktive vulkaner. Under vulkanutbrudd, smelter isen i varmen, og det bygger seg opp store sjøer, demmet opp av breen. Vannet stiger, og når isdemningen til slutt brister, fosser det ned gjennom elvene. Det kalles jökulhlaup, en flom som om det skulle være selve breen som styrtet utfor.
Strømmen av vann kan vare i noen timer eller i noen dager. Det skjedde for tre og et halvt tusen år siden og flere ganger før og senere – til sammen nok til å grave ut kløften som skjærer gjennom landskapet rundt Jökulsá á Fjöllum.
Hvis flommen er stor nok, renner vannet også inn over terskelen på nordsiden av Ástjörn.
Tilbake på laboratoriet i Bergen åpnet Willem van der Bilt sedimentkjernen og delte den på langs. Tre grå lag markerte seg tydelig mellom silt, sand og planterester.
– Det minnet om sement, sier han. – Vi kunne med en gang se at det var flomsedimenter.
Flomsedimentene er finkornet pussestøv fra det vulkanske fjellet under Vatnajökull. Resultatene viste at de havnet i Ástjörn under flommer for omtrent 1350 år siden, 1500 år siden og 3500 år siden.
Ofte bruker fortidsforskerene karbon når de skal datere gammelt materiale. På Island er det vanskelig. Vulkanene spyr ut CO2, og fordi omgivelsene tar opp karbon fra denne gassen, forstyrres tidsregningen. Men vulkanutbrudd kan i seg selv brukes som klokke.
I sedimentene i Ástjörn fantes det ørsmå glasspartikler som kunne spores til konkrete, dokumenterte vulkanutbrudd på Island. At elven hadde flommet over disse tre gangene, var allerede kjent, men vulkanpartiklene gjorde det mulig å angi tidspunktene mer nøyaktig enn før.
Fordi de fant sedimenter fra disse storflommene akkurat der de fant dem – i avsondrede Ástjörn – kunne de også beregne hvor mye flomvann som hadde styrtet nedover og gravd ut kløften rundt Jökulsá á Fjöllum. Det var langt mindre enn tidligere antatt.
Selv om Ástjörn og området rundt var nytt for Willem van der Bilt, oppdaget han raskt at flommene og kløftene i Jökulsá á Fjöllum har vært gjenstand for mye forskning. Det fantes hydrologiske simuleringer av flomnivåer i elven, og man visste hvor gamle ulike partier av de dype kløftene var. Under de mest ekstreme flommene er elveløpet blitt gravd ut så mye at Dettifoss har rykket langt oppover i elven. Slike endringer er det mulig å datere.
Flomsimuleringer de fikk tilgang til, viste at vann vil renne inn i Ástjörn når vannføringen i elven når 20 000 kubikkmeter per sekund, omtrent som i Mississippi eller Brahmaputra og tretti ganger så mye som i Glomma. Det var slike flommer de hadde funnet rester av – flommer store nok til at vannet strømmer over terskelen på nordsiden av innsjøen.
Hvis vannføringen når 130 000 kubikkmeter per sekund, kan vannet også strømme inn i Ástjörn fra sørsiden. En stor foss vil spyle bort det meste av sedimentene som er der fra før. Tegn til at dette har skjedd, fant de ikke i de fem tusen årene borekjernen dekket.
Dermed kunne Willem van der Bilt og kollegene slå fast at de tre flommene, i sine mest voldsomme sekunder, har spylt mellom 20 000 og 130 000 kubikkmeter vann ned gjennom kløftene i Jökulsá á Fjöllum.
Det er under en tredel av det man har trodd måtte til for å grave ut disse kløftene. Vannet har opplagt skurt mer effektivt.
Når innsjøene under Vatnajökull bryter gjennom isdemningen, flommer ikke bare vann, men også mengder av sand og leire nedover i elveløpet.
– Elven blir som sandpapir, forklarer Willem van der Bilt.
Derfor kan flomvannet slipe bort mer stein enn om det bare hadde vært rent vann.
Hva slags stein vannet strømmer over, spiller også en rolle. Rundt Jökulsá á Fjöllum har lava størknet og dannet søyler av basalt. Når store mengder vann strømmer rundt og over søylene, brekker de, velter og trekkes nedover elven med strømmen. På den måten graves store kløfter ut fortere enn hvis grunnfjellet skal slipes ned korn for korn.
Willem van der Bilts resultater bekrefter det datamodeller har vist i de senere årene. Det trengs ikke like mye vann som man tidligere trodde for å sette dype spor i landskapet. Også i mindre sesongflommer er dette observert. Men det er første gang noen har brukt fortidsdata til å dokumentere at det også gjelder for megaflommer som bare forekommer en gang hvert tusende år.
– Uten planter ville Island lignet på Mars, sier Willem van der Bilt.
Rundt Ástjörn er det dyrket mark, bjørk og selje, men under det grønne er det mye som minner om naboplaneten vår. Også på Mars vitner kløfter og juv om en fortid med megaflommer, hendelser vi må sammenligne med jordens elver for å ane omfanget av.
– Jeg skulle gjerne dratt til Mars på feltarbeid, men ser ikke for meg at det blir med det første, ler Willem van der Bilt.
Island kan nås på noen timer. Få steder i verden kan geologene komme så nært de virkelig store naturkreftene. Flommer av det omfanget de her har studert, forekommer tross alt så ofte som hvert tusende år. Mellom de mindre jökulhlaupene fra Vatnajökull går det ikke mange tiår, og i 1996 oppsto en relativt stor flom. Men skjønt det var nære på i 1725, har flomvannet i historisk tid aldri nådd Ástjörn.
Willem van der Bilts megaflommer er streker i en sedimentkjerne og tall fra en datamodell. Tørre levninger av vann som en gang rant. Å se en virkelig megaflom fra et helikopter ville være noe annet. Så om det skulle inntreffe igjen?
– Jeg ville dratt, sier han. – Ingen flomsimuleringer kan måle seg mot noe slikt. Så fremt jeg visste at folk på bakken var trygge, ville jeg virkelig gjerne fått se det fra luften. Jeg ville absolutt dratt.
Bilt W.G.M., Barr I.D., Berben S.M.P., Hennekam R., Lane T., Adamsom K., Bakke J. (2021): Late Holocene canyon-carving floods in northern Iceland were smaller than previously reported. Commuications Earth and Environment, 2021. https://doi.org/10.1038/s43247-021-00152-4
I en studie publisert i tidsskriftet Nature i dag utforskes landisens bidrag til havnivåstigning i det 21. århundret. Smelting fra verdens breer samt innlandsisene på Grønland og i Antarktis er tatt med.
En internasjonal forskergruppe har beregnet at havnivåstigningen fra issmelting kan halveres dette århundret hvis vi oppfyller Parisavtalens mål om å begrense oppvarmingen til 1,5 grader. Til sammenligning vil de utslippene landene har forpliktet seg til nå, kunne gi en oppvarming på 2,8 grader.
– Vi har samlet bidraget fra breer og innlandsis i ulike deler av verden, sier Heiko Goelzer, som er forsker ved Bjerknessenteret og NORCE. – Tidligere er disse kildene studert hver for seg.
Heiko Goelzer har hatt ansvar for fremskrivningene av smeltevann fra Grønlandsisen i tidligere studier og i denne. Arbeidet ble ledet av Tamsin Edwards ved King’s College i London.
Studien kombinerer en rekke datamodeller med statistiske teknikker til å lage projeksjoner for de nyeste sosioøkonomiske scenarioene. Dette er de samme scenarioene som vil bli brukt i FNs klimapanels sjette hovedrapport, som skal komme senere i år.
Forskningen tilsier at å begrense den globale oppvarmingen til 1,5 grader, vil redusere istapet fra Grønlandsisen med 70 prosent og fra verdens breer med 50 prosent, sammenlignet med de utslippsreduksjonene verdens land har forpliktet seg til så langt.
Forskjellen tilsvarer en reduksjon i havnivåstigning fra 25 til 13 centimeter.
For Antarktis tilsvarer fremskrivningene av istap fire centimeters global havnivåstigning, uavhengig av utslippsscenario. Det skyldes at det foreløpig er uklart om mer snø i det kalde innlandet vil veie opp for mer smelting ved kysten. Men i et pessimistisk scenario med mer smelting enn snø, vil istapet i Antarktis kunne bli fem ganger så stort.
I en pressemelding fra King’s College sier Tamsin Edwards:
«Foran COP26 i november vil mange land oppdatere sine løfter om å redusere drivhusgassutslipp under Parisavtalen. Det globale havnivået vil fortsette å stige, selv om vi skulle stoppe alle utslipp nå, men vår forskning indikerer at vi kan begrense skaden. Hvis løftene var langt mer ambisiøse, kunne prediksjonene for havnivåstigning fra smeltende is reduseres fra 25 til 13 centimeter i 2100, med 95 prosent sjanse for å være mindre enn 28 centimeter, heller enn den nåværende øvre grensen på 40 centimeter. Det ville bety en mindre alvorlig økning i kystoversvømmelser.»
Breer og innlandsis står nå for omtrent halvparten av den globale havnivåstigningen. Resten skyldes i hovedsak at vannet utvider seg når det blir varmere.
Tamsin Edwards fortsetter:
«Vi brukte et større og mer sofistikert sett av klima- og ismodeller enn tidligere. Ved hjelp av statistiske teknikker kombinerte vi 900 simuleringer fra 38 internasjonale grupper for å forbedre vår forståelse av usikkerheten knyttet til fremtidsscenarioene. Antarktis er jokeren: uforutsigbar og kritisk for den øvre grensen av fremskrivningene. I et pessimistisk scenario finner vi at det er fem prosent sannsynlig at landisens bidrag til havnivået overskrider 56 centimeter i 2100, selv om vi begrenser oppvarmingen til 1,5 grader. Derfor må beredskapen overfor kystoversvømmelser være fleksibel nok til å kunne fungere for et større spenn i fremtidig havnivåstigning, til nye observasjoner og modeller kan gjøre Antarktis’ fremtid klarere.»
Tamsin L. Edwards, Sophie Nowicki, Ben Marzeion, Regine Hock, Heiko Goelzer, Hélene Seroussi, Nicolas C. Jourdain, Donald A. Slater, Fiona Turner, Christopher J. Smith, Christine M. McKenna, Erika Simon, Ayako Abe-Ouchi, Jonathan M. Gregory, Eric Larour, William H. Lipscomb, Antony J. Payne, Andrew Shepherd et al. (2021): Projected land ice contributions to twenty-first-century sea level rise. Nature, 2021
Skrive av Jostein Bakke, professor ved Institutt for geovitenskap og Bjerknessenteret, og Øyvind Paasche, seniorforsker og seniorrådgiver ved NORCE og Bjerknessenteret
I tidsskriftet Scientific Reports viser vi korleis breane på Sør-Georgia er i ferd med å smelte ned etter å ha eksistert uavbrote i over 14 000 år. Ved å ta prøvar i innsjøar og ved å datere moreneryggar har vi dokumentert at breane har blitt systematisk mindre fram mot vår eiga tid. Om den negative trenden held fram, vil dei store tidevassbreane bli landbaserte, stadig nytt land bli frigjort, og fleire brear vil forsvinne heilt.
I samband med Det Internasjonal Polaråret, drog vi i 2008 ned til den forrivne øya i den subantarktiske sona kjent som Sør-Georgia (54°S, 36°W). Øya er omlag 170 km lang og frå to til 40 km brei. Den lengste aksen er orientert nordvest mot søraust, og topografien er dominert av fjordar, brear og fjell.
Den høgaste toppen heiter Mt. Paget (2960 moh.), ein alpin topp som har freista eventyrlystne fjellfolk heilt tilbake til då den britiske oppdagaren Ernest Shackleton (1874-1922) gjorde øya verdskjend for over hundre år sidan. I omlag 30 år var det óg mange nordmenn som var innom øya, i samband med kvalfangst mellom anna i Grytviken.
Dei største breane har feste i dei høge fjella sentralt på øya og har kalvingsfrontar i botnen av fjordane Cumberland West Bay og Cumberland East Bay. Sør-Georgia er omgitt av eit grunt havområde med eit gjennomsnittleg djup på 250 meter.
Øya hamna i verdspressa våren 2021 då satellittbilete viste at det største isflaket nokon gong observert frå Antarktis-isen var nær ved å grunnstøyte på sørsida. Dette kunne hatt store økologiske konsekvensar for talrike sjøfuglar, pingvinar og sel som er avhengig av tilgang til det næringsrike havet kring øya.
Fordi det er så lite land i den subantarktiske sona, er det ekstra verdfullt å rekonstruere klimaet på Sør-Georgia. Øya ligg midt i vestavindsbeltet (50-55°S) som omkransar det antarktiske kontinent – eit system som kontrollerer både nedbørsfordeling og temperatur i heile regionen.
Styrken på dette vindfeltet påverkar sjøisutbreiing, havsirkulasjon og CO2-opptak i heile Sørishavet. Målet for studien vår var å nytte breane på Sør-Georgia som ei pulsklokke på dette vindsystemet, då tilstanden til breane er kopla til både endringar i temperatur og nedbør.
Med detaljerte analyser av bergmjøl produsert av eroderande brear avsett i innsjøar, kombinert med ei rekkje dateringsprøvar av morenar framfor tre ulike brear, har me sett saman ei heilskapleg historie som dokumenterer korleis breane på øya har endra seg, og korleis tilbaketrekkinga og framstøyt kan koplast til klima.
Det viser seg at det er særleg endringar i solinnstrålinga som forklarer kvifor breane har trekt seg systematisk tilbake gjennom dei siste 14 000 åra. Etter at den globale oppvarminga har gjort seg gjeldande er det oppsiktsvekkande at det aldri før, i den lange historia vi har rekonstruert, har skjedd endringar så fort som dei siste 40 åra.
Ei mogleg forklaring på dei gjentatte breframstøyta finn ein i variasjonar til vestavindsbeltet, nettopp fordi det regulerer både lokal temperatur og nedbør. Endringar i vindsystemet som strekkjer seg over fleire tiår vil være nok til at massebalansen til breane rekk å gå i pluss slik at dei igjen kan rykke frem. Lokaltopografiske forhold kan også forsterke eller svekke effekten av slike svingingar i dette gigantiske klimasystem.
At somme av breane no smeltar, slik tilfelle er med ein av dei me har jobba inngåande med, er ei klar åtvaring om at landskapet er i rask endring. Om fleire brear forsvinn vil dette kunne få store konsekvensar for økosystem både på land, i fjordane og langs kysten.
Mykje tyder på at denne trenden ikkje vil snu no som effekten av globale oppvarminga verkeleg festar grepet i Antarktis. Ser ein desse dramatiske endringa av fjell og landskap på Sør-Georgia i eit lengre perspektiv, er det alarmerande at dei naturlege klimasvingingane vi har rekonstruert, og som har balansert breane sin plass i landskapet, ikkje lenger er det som rår.
Vi kunne sprøyte ut partikler som skygget for solen, eller gjødsle alger så de tok opp mer CO2. Vi kunne spre mineraler som reagerer med CO2 eller trekke gassen direkte ut av luften. Kalt geoengineering på engelsk, er slik klimamodifisering eller klimafiksing blitt foreslått for å motvirke den menneskeskapte temperaturstigningen.
– Om vi skulle begynne med klimamodifisering, kommer vi likevel ikke utenom andre klimatiltak, sier Hanna Lee, som er forsker ved Bjerknessenteret for klimaforskning og NORCE.
Klimatiltakene Hanna Lee refererer til, handler om å bevare skog.
I en ny studie har hun sett på hvordan klimamodifisering vil kunne påvirke vegetasjonen på jorden. Arbeidet er utført sammen med kolleger fra Bjerknessenteret, NORCE, NTNU og Universität Bern.
Forskerne sammenlignet vegetasjonen i en fremtid med klimamodifisering og i en fremtid med andre klimatak. Til tross for at plantene fikk gode vekstvilkår under klimamodifisering, tilsier resultatene at det vil lagres mer karbon hvis man satser på å bevare eller plante skog.
Under vulkanen Pinatubos utbrudd i 1991 ble store mengder gasser og partikler slynget ut i atmosfæren. Femten millioner tonn svoveldioksid havnet helt oppe i stratosfæren, mer enn en mil over bakken. Der reagerte svoveldioksiden med vann og dannet en dis av aerosoler som spredte seg rundt hele kloden. Disen skygget for solen, og i oppunder to år var jorden omtrent en halv grad kaldere enn normalt.
Idéen bak klimamodifisering er å etterligne slike verdensomspennende effekter på klimaet. Det kan innebære å sprøyte ut partikler, som under vulkanutbrudd, eller å gjødsle store havområder for å få plankton til å vokse og ta unna mer CO2 fra luften.
Formålet er å bremse temperaturstigningen som økt drivhuseffekt fører til, slik at vi kan fortsette å slippe ut CO2. Da sier det seg selv at inngrepene må gjøres på stor skala og vil påvirke mer enn bare temperaturen på jorden. Konsekvensene lar seg vanskelig teste i virkeligheten, og da er datamodeller et nyttig verktøy.
I denne studien brukte Hanna Lee og kollegene en klimamodell til å teste tre former for klimamodifisering. Den første innebar å skygge for solen ved å legge inn et dobbelt Pinatubo-utbrudd, med store mengder aerosoler i stratosfæren.
I en annen simulering sprøytet de salt ut i atmosfæren over tropene. Saltet gjør skyene tettere, og i likhet med vulkanpartiklene fører det til at mindre sol når bakken.
I de siste simuleringene gjorde de de fjærlette cirrusskyene vi ser høyt oppe på himmelen, tynnere. Da vil mer varme slippe ut av atmosfæren.
For å se hva de ulike formene for klimamodifisering ville føre til, sammenlignet forskerne to versjoner av en verden med middels høy temperaturstigning i løpet av dette århundret.
I det ene scenarioet fortsatte man å slippe ut CO2 for fullt, men begrenset oppvarmingen ved hjelp av klimamodifisering. I det andre slapp man også ut en god del CO2, men mindre enn i det første. I det siste tilfellet holdt altså reduserte CO2-utslipp temperaturen nede, mens det i det første var klimamodifisering som hindret temperaturen i å stige mer enn den ellers ville gjort.
De to versjonene av verden var utslippsscenarioene kalt RCP 4.5 og RCP 8.5 fra FNs klimapanel. De har henholdsvis middels høye og høye utslipp av CO2. I versjonen med høye utslipp la forskerne til klimamodifisering for å senke temperaturen til samme nivå som i den andre.
Det var like varmt i begge verdenene. Men fordi CO2-utslippene var høyere i scenarioet med klimamodifisering, var det naturlig nok mer CO2 i atmosfæren der.
– Man kan se på CO2 som et næringsstoff, sier Hanna Lee. – Som med andre næringsstoffer, får mer CO2 plantene til å vokse bedre.
I den klimamodifiserte høyutslippsverdenen ble plantene i praksis gjødslet med CO2. Fotosyntesen, der plantene tar opp CO2 og binder karbonet i andre stoffer, gikk så det suste. Plantene vokste som bare det, selv i deler av verden der klimamodifisering gjorde det tørrere.
Men da forskerne sjekket hvor mye karbon som totalt sett fantes i plantene og i jorden, så bildet annerledes ut. Til tross for god vekst var mindre karbon lagret i vegetasjonen i scenarioet med klimamodifisering enn i scenarioet med klimatiltak.
Grunnen til det ligger nettopp i klimatiltakene. Det er ikke bare CO2-utslipp som skiller klimapanelets to scenarioer. I scenarioet med høye utslipp ser man for seg at verdens befolkning vil være høy og matbehovet stort. Derfor er store landområder gjort om til beitemark og annet jordbruksland. Alle planter tar opp CO2 mens de vokser, men i issalat og gulrøtter blir ikke karbonet lagret lenge. Vi spiser dem med en gang.
I det andre scenarioet er ikke bare CO2-utslippene lavere; man har også bevart mer gammel skog og plantet ny skog, særlig i tropene. Det er i disse trærne og i jorden under dem mye av karbonet er lagret. Jo lenger trærne får stå, jo lenger vil karbonet holdes borte fra atmosfæren.
– Lagring av karbon i økosystemene vil spille en viktig rolle i å bremse videre klimaendringer, sier Hanna Lee. – Det vil vi ha bruk for selv om vi skulle ty til klimamodifisering.
Klimamodifisering vil ikke påvirke drivhuseffekten. I praksis vil man skape en kunstig balanse der det er kaldere på jorden enn den CO2-skapte drivhuseffekten skulle tilsi.
– Hele poenget med klimamodifisering vil være å la oss fortsette å slippe ut CO2, sier Hanna Lee. –Noen tror vi kan bruke dette til å kjøpe oss tid. Men vi kan ikke fortsette å sprøyte aerosoler ut i atmosfæren i all evighet.
Klimamodifisering er en bremse, og slår man den av, vil temperaturen skyte i været. På bare et tiår vil det bli nesten like varmt som det naturlig skal være i en verden med så høy drivhuseffekt.
– Det ville være katastrofalt, sier Hanna Lee. Ingenting i naturen ville rekke å tilpasse seg et slikt sprang.
Uavhengig av klimamodifisering fremhever hun plantenes rolle i å begrense klimaendringer.
– Fordi plantene tar opp store mengder CO2 og lagrer karbonet i biomassen, er det viktig å redusere avskogingen og plante ny skog i tropene, sier hun.
H. Lee, Muri H., Ekici A., Tjiputra J., Schwinger J: The response of terrestrial ecosystem carbon cycling under different aerosol-based radiation management geoengineering. Earth Syst. Dynam., 12, 313–326, 2021.
Skrevet av Henrike Wilborn, kommunikasjonsleder ved Nansen senter for miljø og fjernmåling, der artikkelen først ble publisert.
Fabio Mangini, en ph.d.-kandidat ved Nansensenteret, UiB og Bjerknessenteret publiserte nettopp sin første vitenskapelige artikkel.
Sammen med en gruppe forskere fra Bergen og Stockholm undersøkte han hvordan havnivået i Nordsjøen henger sammen med jetstrømmen.
Du vet sikkert at havnivået over hele kloden varierer med tidevannet, drevet av tyngdekraften fra månen. Kanskje vet du også at uvær kan påvirke havnivået. Men visste du at spesielle vindmønstre har en sterk effekt på hvor høyt havnivået blir?
Variasjoner i havnivået betegnes som havnivåvariabilitet.
Om vinteren er det hovedsakelig vinden som forårsaker variasjoner i havnivået utenfor kysten av Nord-Europa. Vinden reguleres av forholdene i atmosfæren over Nord-Europa.
Deler av endringene kan knyttes til et værfenomen som kalles den nordatlantiske oscillasjonen (NAO). Men NAO gir et for lite detaljert bilde av alle endringene i atmosfæren over Nord-Atlanteren.
Mangini og medforfatterne hans undersøkte om jetstrømmen over Nord-Atlanteren kunne være en kilde til endringer. De fant at den påvirker havnivåvariabiliteten utenfor kysten av Nord-Europa.
Jetstrømmen er et smalt bånd av sterk vind i atmosfæren, og den blåser alltid fra vest mot øst. Vindstyrken øker med høyden, til tropopausen, omtrent en mil over bakken. Den er sterkest om vinteren, fordi den oppstår på grunn av temperaturforskjellen mellom Arktis og tropene.
Jetstrømmen bukter seg – noen ganger lengre sør, noen ganger lengre nord – over Nord-Atlanteren og danner et mønster i atmosfæren. Slike mønstre er interessante å studere i sammenheng med variasjoner i havnivået.
Når jetstrømmen blåser innover kystområdene utenfor Nord-Europa om vinteren, skjer det vanligvis på én av fire måter. Mønstrene svarer til jetstrømmens plassering. Hvert mønster er unikt og oppstår noenlunde jevnlig. Hvor jetstrømmen ligger påvirker været over Atlanterhavet og Europa om vinteren. Men det er ikke bare været som påvirkes, oppdaget Mangini og kollegene hans.
De fire jetstrømmønstrene kan kobles til fire ulike endringer i havnivå, som vist på kartene under. Dette er ganske spennende, fordi det forklarer havnivåvariabiliteten utenfor Nord-Europa i mer detalj enn tidligere studier har gjort.
Mangini, F, Chafik, L, Madonna, E, Li, C, Bertino, L & JEØ Nilsen. The relationship between the eddy-driven jet stream and northern European sea level variability. Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography 2021. 73(1), 1-15 https://doi.org/10.1080/16000870.2021.1886419
Av Jan Mangerud, professor emeritus ved Bjerknessenteret og Institutt for geovitenskap ved Universitetet i Bergen
Da istidens bre, som hadde dekket hele Norge, smeltet bort, kom det plutselig en uventet kald periode som vi kaller yngre dryas. Den startet brått med en klimaforverring for 12 800 år siden og sluttet like drastisk for 11 600 år siden, da klimaet på noen tiår ble nesten like varmt som i dag.
Slik vi kjenner drivkreftene for istidene, så skulle denne klimaforverringen ikke ha hendt. Den var forresten ikke global, den sydlige halvkule ble varmere. I en ny artikkel beskriver jeg noe av forskningshistorien for yngre dryas, blant annet hvordan den ble oppdaget i Danmark i 1901.
Kuldeperioden er oppkalt etter den vakre fjellblomsten reinrose, som på latin heter Dryas octopetala. Enda viktigere er det at jeg i artikkelen viser at yngre dryas sannsynligvis er del av det klimaforskere kaller en Dansgaard-Oeschger hendelse. Det er flere hypoteser for hvorfor vi fikk kuldeperioden yngre dryas, men hvis jeg har rett, så må de fleste, også de mest aksepterte, forkastes.
Mangerud, J. 2020: The discovery of the Younger Dryas, and comments on the current meaning and usage of the term. Boreas, Vol. 00, pp. 1– 5. https://doi.org/10.1111/bor.12481. ISSN 0300‐9483.
Av Atle Nesje, professor i geologi ved Bjerknessenteret og Institutt for geovitenskap ved Universitetet i Bergen.
Under arkeologiske undersøkingar ved Langfonne, ei isfonn som ligg på Kvitingskjølen i Jotunheimen, er det gjort funn av 68 piler som har vore nytta til reinsdyrjakt i tidlegare tider. Dei eldste pilene er daterte til å vere om lag 6000 år gamle.
Langfonne ligg i Kvitingskjølen-massivet i den nordaustlege delen av Jotunheimen. Fonna ligg mellom 1740 og 2030 meter over havet, i eit område med permafrost i bakken, som for det meste er dekka blokkrik bunnmorene. Storleiken av desse fonnene er hovudsakleg styrt av vinternedbør i form av snø, sommartemperatur og mengda vindtransportert snø i vinterhalvåret.
Tregrensa i området er i dag rundt 1000 meter over havet, og vegetasjonen rundt fonna er dominert av mose, lav, gras og urter. På midten av 1700-talet, under fonna si største utbreiing under den vesle istida, dekka isfonna eit areal på om lag 2,5 kvadratkilometer. I dag er Langfonna delt i tre delar, og fonna og ein lavfri sone rundt fonna utgjer eit areal på om lag 0,8 kvadratkilometer.
Det arkeologiske feltarbeidet på Langfonne starta etter at den lokale fjellmannen Reidar Marstein hausten 2006 fann ein skinnsko som nyleg hadde smelta ut av fonna. Skoen vart datert til å vere cirka 3300 år gamal. Dei varme somrane i 2014 og 2016 førte til utsmelting av ei stor mengde gjenstandar knytt til reinsdyrjakt, særleg piler, i tillegg til bein, gevir og kranium etter reinsdyr. Vi i forskargruppa som har vore involvert i undersøkingane ved Langfonne, publiserte nyleg funna i ein artikkel i tidsskriftet The Holocene.
Isbrearkeologi eller isfonnarkeologi er eit relativt nytt forskingsfelt innan arkeologifaget. Klimaendringane rundt om i verda dei siste tiåra har ført til at brear og isfonner har minka og resultert i at gjenstandar har smelta ut av iskapper og isfonner, spesielt i Alpane, Asia, arktisk Canada og i Noreg. Jotunheimen er det mest funnrike av alle områda som har vore undersøkte så langt.
På grunn av at dei høgastliggande isfonnene der det er gjort funn av arkeologiske gjenstandar ligg i område med permafrost, er fonnene frosne fast til underlaget. Dette gjer at gjenstandar som hamnar inne i isen ikkje vert øydelagde, slik som dei hadde blitt i ein temperert bre som glir på underlaget. Georadarundersøkingar på nokre av dei undersøkte isfonnene syner at isen inne i desse fonnene kan bli noko deformert og utsett for langsam indre rørsle, men utan at gjenstandane inne i, eller under isen, vert øydelagde.
Etter at desse gjenstandane har smelta ut av fonnene, byrjar dei å gå i oppløysing etter få år. Det er derfor viktig at desse unike gjenstandande vert registrerte, samla inn, daterte og konserverte før dei vert øydelagde. Slike isfonner og områda rundt er dermed både eit arkeologisk og eit klimatisk arkiv.
Varmetransporten fra Atlanterhavet og inn i de nordiske hav har vært sju prosent høyere etter 2001 enn den var på 1990-tallet. Det viser en studie publisert i tidsskriftet Nature Climate Change i dag.
I de senere år har temperaturen i Polhavet og i de nordiske hav steget, samtidig som sjøisdekket har minket. Den observerte økningen i varmetransport er stor nok til å kunne forklare det meste av disse endringene.
Forskerne bak studien har satt opp et detaljert regnskap for alle strømmer inn og ut av Polhavet og de nærmeste havområdene fra 1993 til 2016. Resultatene viser en markant økning i transporten av varme inn i de nordiske hav mellom 1998 og 2002.
– At vanntemperaturen økte, var ikke så uventet. Men et så stort sprang på noen få år overrasket oss, sier Kjetil Våge ved Bjerknessenteret og Geofysisk institutt ved Universitetet i Bergen.
Våge er en av forskerne bak studien, ledet av hans tidligere kollega Takamasa Tsubouchi, som nå jobber ved Japans meteorologiske institutt.
Årsaken til økningen i varmetransport skyldes både at mer vann har strømmet inn sørfra og at vannet er blitt varmere.
Sjøvannet følger én hovedrute inn i Polhavet. Ruten går gjennom de nordiske hav, der varmt Atlanterhavsvann fra Golfstrømmen fortsetter nordover på begge sider av Island. I tillegg strømmer kaldere vann nordover langs vestkysten av Grønland og fra Stillehavet inn gjennom Beringstredet, men disse havstrømmene er svakere og frakter mindre varme.
Ut igjen er det to hovedveier. Vannet strømmer sørover i dypet på begge sider av Island og nær overflaten på begge sider av Grønland. Hver av disse strømmene har flere greiner.
Nå har forskerne for første gang tallfestet hvor mye varme havstrømmene frakter inn og ut av de nordlige havområdene, definert som Polhavet, de nordiske hav og havområdet mellom Nord-Amerika og Grønland.
Inn i og ut av området må det strømme like mye vann. I perioder da det har manglet observasjoner for en strøm, har forskerne derfor kunnet bruke observasjoner av de andre greinene og andre tidsperioder til å beregne hvor mye vann denne strømmen har ført. Alle måledata har en viss usikkerhet, som også kan tallfestes. Innenfor dette spennet kunne de justere hver strøm slik at det totale strømregnskapet gikk i null.
Varmeregnskapet går aldri opp. Overskuddsvarme fra tropene fordeles mot polene både gjennom havet og atmosfæren. Derfor er det naturlig at det strømmer mer varme inn i de nordlige havområdene enn ut av dem. Men de siste årene har overskuddet økt.
Mellom 1998 og 2002 steg varmetransporten inn i de nordlige havområdene brått, og siden da har den holdt seg på et nivå som ligger sju prosent høyere enn på 1990-tallet. Overskuddet er stort nok til å forklare oppvarmingen av havet og har trolig også bidratt til å redusere sjøisdekket.
Varmere vann og sterkere strøm bidro like mye til økningen i varmetransport. Hvor mye vann som strømmer inn, er imidlertid vanskeligere å beregne enn vannets temperatur, som måles direkte. Derfor er temperaturbidraget sikrere.
Helt sikkert er det uansett at strømmen fra Atlanterhavet og inn i de nordiske hav ikke ble redusert i løpet av måleperioden. Den kan ha økt.
Det meste av vannet som fraktes nordover fra Golfstrømmen, avkjøles, synker og returnerer sørover i dypet. Denne nedsynkningen er kritisk for å opprettholde omveltningssirkulasjonen i Nord-Atlanteren, som Golfstrømmen er en del av.
Nedsynkningen foregår i tre hovedområder: Labradorhavet, Irmingerhavet og de nordiske hav. Historisk sett har Labradorhavet vært sett på som et hovedområde, men de siste årene har fokus falt på de nordiske hav.
Klimamodeller indikerer at omveltningen vil bli redusert med 10–30 prosent innen utløpet av århundret hvis den globale oppvarmingen fortsetter. Det har vært diskutert om den sørlige delen av systemet, som vi forbinder med Golfstrømmen, allerede er redusert.
– Vi ser ingen tegn til noen svekkelse i nord, sier Kjetil Våge. – Resultatene våre tilsier at strømmen inn i de nordiske hav er robust. Utstrømningen sørover i dypet har heller ikke blitt svakere.
Han påpeker at man foreløpig ikke kjenner koblingen mellom den sørlige og den nordlige delen av omveltningssirkulasjonen godt nok til å si noe om hvordan dette vil utvikle seg.
– Mye spiller inn. Jeg vil ikke gjette, sier han.
Tsubouchi, T., Våge, K., Hansen, B. et al. Increased ocean heat transport into the Nordic Seas and Arctic Ocean over the period 1993–2016. Nat. Clim. Chang.(2020). https://doi.org/10.1038/s41558-020-00941-3
Østerhus, S. et al. (2019): Arctic Mediterranean exchanges: a consistent volume budget and trends in transports from two decades of observations. Ocean Sci., 15, 379–399, 2019
10.11.2020, 08:26
02.11.2020, 11:38
Det er ikke hver dag det kommer nye havstrømmer på verdenskartet. I en artikkel publisert i tidsskriftet Nature Communications i går presenterer forskere fra Bergen, USA og Færøyene en nyoppdaget dyphavsstrøm nord for Island og Færøyene.
Strømmen bringer tungt dypvann ut av de nordiske hav og er dermed en del av omveltningssirkulasjonen i Nord-Atlanteren, som vi ellers forbinder med Golfstrømmen i overflaten.
– En del av måledataene vi brukte var gamle, men ingen hadde lagt merke til denne strømmen, sier Stefanie Semper.
Hun er doktorgradsstipendiat ved Bjerknessenteret og Geofysisk institutt ved Universitetet i Bergen og har ledet arbeidet med å identifisere den nye strømmen.
Golfstrømmen ble først trykket på et kart i 1786, på initiativ fra Benjamin Franklin. Kartet viser en elv i havet utenfor kysten av Nord-Amerika og østover mot Europa.
Lenge har man visst at Golfstrømmen inngår i en sløyfe der overflatevann strømmer nordover i Atlanterhavet, avkjøles og synker før det strømmer tilbake sørover i dyphavet. Gradvis er det blitt klart at områdene der vannet synker og snur er Labradorhavet, Irmingerhavet og de nordiske hav – en samlebetegnelse for Norskehavet, Grønlandshavet og Islandshavet.
Vann strømmer inn i de nordiske hav på begge sider av Island og fortsetter mot Polhavet og Barentshavet. Noe av vannet blir så kaldt og tungt at det synker og strømmer tilbake ut i Atlanterhavet gjennom Danmarkstredet og Færøybankkanalen, som ligger mellom Færøyene og Skottland. Derfra raser det nedover skråningen mot dypet av Atlanterhavet.
Men ennå er mye ukjent. Det har vært ulike teorier om hvor i de nordiske hav vannet synker og om hvilke veier det så følger ut i Atlanterhavet. Island–Færøy-jeten er det nyeste tilskuddet.
I 2011 var forskere fra Bergen på tokt ved Island. De lette etter kilden til Nordislandsjeten, undervannsstrømmen som bringer dypvann ut i Atlanterhavet på vestsiden av Island. Kjetil Våge, forsker ved Bjerknessenteret og Geofysisk institutt ved UiB, var med på toktet, som ble ledet av Bob Pickart fra Woods Hole Oceanographic Institution.
Havforskerne fulgte Nordislandsjeten oppstrøms mot et område nordøst for Island, der de antok den oppsto. Målingene viste at strømmen ganske riktig gradvis ble svakere. Men da de fortsatte videre langs kontinentalsokkelen, ble det igjen bevegelse i dypet under dem.
– Helt uventet så vi at det gikk en tydelig strøm østover, sier Kjetil Våge.
De begynte å danne seg et bilde av området nord for Island som et slags vannskille i havet, med vann som kom nordfra og delte seg i to strømmer: den velkjente Nordislandsjeten vestover mot Danmarkstredet og en ukjent strøm østover i retning av Færøyene.
For å kunne finne ut om de hadde rett, fortsatte de å måle sørøstover langs kontinentalsokkelen. Men etter at de kom hjem, ble disse dataene liggende ubehandlet til Stefanie Semper begynte å analysere dem i fjor.
Færøyske forskere hadde merket seg at vann vestfra nådde nordsiden av Færøyene, men heller ikke de hadde utforsket fenomenet nærmere.
– Ingen av datasettene viste hele strømmen, sier Stefanie Semper. – Men sammen ga de oss muligheten til å trekke ut en sammenhengende historie.
Ved å sammenstille de færøyske dataene og toktmålingene fra 2011, kunne hun identifisere en kontinuerlig strøm ved 800–1000 meters dyp. Vannet strømmer fra nordsiden av Island, langs kontinentalsokkelen og rundt nordsiden av Færøyene, før det fortsetter ut i Atlanterhavet gjennom Færøybankkanalen.
For å kunne kartlegge strømmen, så forskerne ikke bare på strømretningen, men også på selve vannet.
– Vannmassene har sine egne fingeravtrykk, sier Stefanie Semper.
Kombinasjonen av temperaturen og saltinnholdet i sjøvann gjør det mulig å skille vann med ulikt opphav. Sammen med strømmålingene, kunne de bruke disse egenskapene til å spore vannet bakover og videre innover i de nordiske hav.
Parallelt med utforskningen av den nye strømmen har forskere fra de samme institusjonene, sammen med kinesiske forskere, lett etter vannets kilde før det når Island. Også dette arbeidet ble publisert i går.
I denne studien viser forskerne at vannet i strømmen mot Færøyene har de samme egenskapene som vannet som strømmer vest for Island. De to havstrømmene har samme fingeravtrykk, et kjennetegn som kunne spores til det samme området i Grønlandshavet.
Sammen viser de to nye studiene at dypvann fra Grønlandshavet følger undervannsrygger sørover og deler seg i to når det møter kontinentalsokkelen på nordsiden av Island. Den ene greinen når Atlanterhavet gjennom Danmarkstredet, den andre gjennom Færøybankkanalen.
Begrepet jetstrøm forbinder man vanligvis med konsentrerte bånd av sterk vind i atmosfæren. Når forskerne her bruker det om en strøm i havet, er det fordi strømmen minner om slike bånd. Men vann er tyngre å flytte enn luft, så i havet går alt saktere enn i atmosfæren.
Sammenlignet med luften i den polare jetstrømmen en mil over Atlanterhavet, som gjerne fyker 50 meter i sekundet, står vannet i Island-Færøy-jeten nesten i ro.
– Ti centimeter per sekund, sier Stefanie Semper. – Maksimalt femten. Likevel transporterer den omtrent like mye vann som alle elvene på jorden til sammen.
De nordiske hav har alltid vært viktig for norske havforskere, men de siste årene har området fått høyere prioritet også internasjonalt. Om man skal vite hvordan strømsystemet i Atlanterhavet påvirkes av klimaendringer, må man vite hvordan nedsynkningen i nord bidrar.
I den forbindelse har det vært fokusert mye på Golfstrømmen i den sørlige delen av sløyfen og på nedsynkningen i Labradorhavet, som har antatt er vel så viktig. Nyere funn har flyttet oppmerksomheten mot de nordiske hav.
Nå håper Stefanie Semper og kollegene å kunne se nærmere på hvordan vannet kommer fra Grønlandshavet til nordsiden av Island og på hvorfor strømmen deler seg der.
– Du tenker du svarer på et spørsmål, sier hun. – Nå har vi enda flere.
Semper, S., Pickart, R.S., Våge, K. et al. The Iceland-Faroe Slope Jet: a conduit for dense water toward the Faroe Bank Channel overflow. Nat Commun 11, 5390 (2020).
Huang, J., Pickart, R.S., Huang, R.X. et al. Sources and upstream pathways of the densest overflow water in the Nordic Seas. Nat Commun 11, 5389 (2020).
30.09.2020, 10:35
17.09.2020, 13:17
08.09.2020, 12:43
Av Jens Helleland Ådnanes, Universitetet i Bergen
Fleire feltstudier dokumenterer korleis endringar i temperaturar og nedbør kan endra mangfaldet av artar i naturen. Likevel viser desse funna ofte at graden eller retninga på desse endringane varierer mellom dei forskjellige feltområda.
– Vi er jo opptatte av korleis naturen og økosystema reagerer på klima og miljøendringar. Men svara vi får er ofte at "det spørst". Den same klimaendringa kan ha heilt forskjellig effekt i Arktis og ved ekvator - eller på Vestlandet eller Austlandet, forklarer professor og planteøkolog Vigdis Vandvik.
Ho er hovudforfattaren for ein artikkel publisert i det vitskaplege tidsskriftet The Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).
I artikkelen viser forskarane korleis desse komplekse responsane på klimaendringar kan gjerast enklare.
– Vår forsking hjelper oss til å forstå kvifor og korleis det er slik. Enkelt sagt handlar det om at naturen ser verda gjennom litt andre briller enn oss - planter har ikkje termometer, og dei responderer ikkje lineært på grader celsius eller millimeter nedbør, seier professoren.
Ved å skalere klima og klimaendringane etter dei faktorane plantene faktisk reagerer på kan forskarane forenkla svært komplekse mønster, forstå mekanismar, og spå betre om framtida.
– Ved å ta plantene sitt perspektiv på klimaendringane fann vi at fjellengene våre, frå Voss til Vestre Slidre, responderer på klimaendringar – men det er ikkje temperatur eller nedbør i seg sjølv som er årsaken. Det er indirekte effektar, gjennom endringar i konkurranseforhold mellom artane, som styrer dei klimaresponsane/mønstra vi ser i naturen, forklarar Vandvik.
Forskarane var i felt på tolv forskjellige stadar med varierte temperaturar og nedbørsmengder. Ved å transplantera komplette grasmarker i tråd med dei regionale klimamodellane, kunne forskarane spora korleis forholdet mellom artane endra seg i tråd med endra klimaforhold.
– Interessant nok spelar både mosar og framande artar ei nøkkelrolle: eit varmare klima gjer at nye varmekjære artar kan spre seg i fjellet. Desse har mykje større negativ effekt på fjellartane enn klima i seg sjølv. Men mosane i fjellet kan utestenga dei framande artane - og hjelpa fjellplanter til å overleve klimaendringane! Nokre små superheltar der, altså, seier planteøkologen.
Vandvik ser fram til å forska vidare med utgangspunkt i den nye innsikta ho har kome fram til.
– Vi er alt no i gang med neste steg! Vi skal sjå på kva som gjer at somme fjellartar er meir sårbare enn andre for desse nye naboane, og vi skal rekne på kor lang tid det tar før fjellplanter forsvinn.
Dei er óg i gang med eit felteksperiment der låglandsplanter med dei "snillaste og slemmaste" eigenskapane flyttast opp i fjellet.
– Då kan vi studere i detalj kvifor fjellplanter ikkje kan leve med dei nye naboane sine, seier Vandvik.
24.08.2020, 14:04
29.07.2020, 14:08
Av Henrike Wilborn, Nansen senter for miljø og fjernmåling
Hvordan vil jordens overflatetemperatur og andre klimaforhold endre seg i løpet av de kommende fem årene? Den første rapporten om klimaet for de nærmeste årene utgitt av Verdens meteorologiorganisasjon (WMO) ble lansert i dag.
Rapporten inneholder klimaprediksjoner for 2020 og den nærmeste fremtiden, og forskere fra Bjerknessenteret, Nansensenteret og Universitetet i Bergen har bidratt. Bergen har alltid vært en viktig del av miljøet som forsker på meteorologi og klima, og slik er det fremdeles.
Resultatene i WMO-rapporten er urovekkende, men ikke uventede. Sammenlignet med den nære fortiden, definert som gjennomsnittet fra 1981 til 2010, vil temperaturen over store landområder i den nordlige hemisfære trolig være 0,8 grader høyere.
Samtidig vil oppvarmingen i Arktis være dobbelt så høy som det globale gjennomsnittet. Dette så vi allerede i vår, med en rekordsterk hetebølge i Sibir.
I perioden 2020–2024 er det varslet at temperaturen vil være høyere enn i nær fortid nesten over alt på jorden. I tillegg slås det i rapporten fast at den globale temperaturen hvert år vil være minst én grad høyere enn før den industrielle revolusjon på 1800-tallet.
Trykk og nedbør er andre forhold som diskuteres i rapporten, som kan leses her.
Det blir unektelig varmere. Men hvordan har forskerne som bidrar til denne rapporten funnet ut dette? Hvordan fungerer klimavarsling på så kort tidsskala?
Ti forskningssentre har bidratt med data til et sammenhengende sett med klimavarsler for året 2020 og perioden 2020–2024. Hvert av dem har brukt sin egen klimamodell for å lage prediksjoner for den nærmeste fremtiden. Resultater fra de ulike modellene ble sammenlignet og kombinert.
Slike klimaprediksjoner skiller seg fra mer langsiktige klimaprojeksjoner, som kun tar eksterne endringer som økende CO2 med i betraktningen. Klimaprediksjoner tar i tillegg hensyn til at klimaet på kort tidsskala også varierer naturlig. Noen av disse variasjonene er godt nok kjent til at de kan inkluderes når man skal lage klimavarsler.
Gjennom klimavarslingsenheten, Bjerknes Climate Prediction Unit (BCPU) er Bjerknessenteret et av de ti forskningssentrene som har bidratt til rapporten. Forskerne i BCPU har utviklet og brukt modellen Norwegian Climate Prediction Model (NorCPM), kombinert med observasjoner. Gjennom de siste tiårene har Nansensenteret utviklet en metode som har gjort det mulig å forbedre havmodeller ved å inkludere observasjoner. Denne ekspertisen ble nå brukt til å optimalisere klimaprediksjonene.
– Modelloppsettet vårt gjør det mulig å redusere usikkerheten i varsler av klimaendringer i nær fremtid, sier François Counillon fra Nansensenteret og Bjerknessenteret.
Counillon er en av forskerne som har bidratt til rapporten.
– På denne måten kan vi bedre varsle komponenter i klimasystemet som endrer seg sakte. Det er et nytt forskningsfelt med et enormt potensial, sier han.
Klimaprediksjon er en ung klimavitenskap og utvikler seg raskt. Nøyaktigheten i klimaprediksjonene vil bli bedre i fremtiden – ikke ulikt utviklingen av værvarsler i de foregående tiårene. I dag er samfunnet ekstremt avhengig av presise værvarsler. I fremtiden kan klimaprediksjoner på kort tidsskala, som år og tiår, bli like viktige som værvarsler for hver og en av oss.
Klimaprediksjoner kan bli en bro mellom værvarsler og langsiktige klimaprojeksjoner. Et annet bergensbasert initiativ som jobber parallelt med BCPU, er Climate Futures, ledet av NORCE. Slik brobygging er et mål for Climate Futures, som tidligere i sommer fikk støtte fra Norges forskningsråd for å bli et Senter for fremragende innovasjon.
Klimaprediksjoner møter større og større interesse i offentligheten, og WMO-rapporten som nettopp er publisert er av uvurderlig betydning, ikke bare for forskerne.
– Denne første rapporten er viktig fordi den markerer at WMO anerkjenner betydningen av slike varsler for samfunnet, oppsummerer BCPU-leder Noel Keenlyside fra Universitetet i Bergen, Nansensenteret og Bjerknessenteret.
– Slike varsler vil være helt nødvendige for avgjørelser i et vidt spenn av offentlig og privat virksomhet og vil bidra til en bærekraftig samfunnsutvikling.
Det er en spennende tid for utviklingen av kortsiktige, modellbaserte klimavarsler, og det er oppmuntrende å vite at bergensforskere fortsetter å jobbe på grensen mot det ukjent, akkurat som fortidspionerer som Bjerknes og Nansen.
WMOs omtale av rapporten kan du lese her.
– Botnvatnet frå Haugsværfjorden luktar rotne egg, seier Elin Darelius, førsteamanuensis ved Geofysisk institutt, UiB og forskar ved Bjerknessenteret.
Haugsværfjorden er den eine av dei to fjordarmane inst i Masfjorden. Oksygenet i vatnet er brukt opp, det er mange år sidan vatnet nedst i fjordbassenget inne er skifta ut.
I dei djupe fjordane langs Vestlandet, vert vatnet på botn av fjordbassenga innestengt av fjordterskelen lengst ute mot kysten. Om ikkje vatnet vert skifta ut, vil oksygenet i vatnet over tid bli brukt opp, og vasskvaliteten vert dårlegare.
Kor ofte vatnet i fjordbassenget vert skifta ut, varierer frå fjord til fjord. Nokre stader går det berre eit par veker, andre stader fleire år. Masfjorden nord for Bergen, er ein fjord i den siste kategorien.
– Kor ofte ein får ei utskifting, handlar både om kor effektivt lett vatn blandast ned i fjordbassenget, i tillegg til kor stor variasjon det er på tettleiken i vatnet langs kysten, fortel Darelius.
Elin Darelius har undersøkt data frå åtte hydrografiske stasjonar langs Norskekysten, tilbake til 1930. Tettleiken vatnet har på eit gitt djup, varierer frå måling til måling. Det heng saman til dømes med kva retning vinden bles frå. Om kystvatn som er tyngre enn vatnet i fjordbassenget, kjem opp til nivået der fjordterskelen er, kan det renne over og inn i fjordbassenget. Då får ein ei utskifting i fjorden.
Men observasjonane frå seks av dei sørlegaste stasjonane viser at vatnet ved terskelnivå ikkje like ofte før får like høg tettleik, det er ikkje tungt nok til å renne over fjordterskelen. Etter 1990 er det ein synkande trend – og det er dårleg nytt for vasskvaliteten i mange fjordar.
Darelius har satt observasjonane inn i ein statistisk modell, som no er publisert i tidsskriftet Estuarine, Coastal and Shelf Science.
Elin Darelius skriv sjølv om forskninga på bloggen (engelsk)
Det er fleire element som påverkar tettleiken i vatnet. Varmare vatn er lettare, og når vatnet i havstraumane nordover langs Norskekysten vert varmare, vert det også lettare. Eit anna element er vindretning ved kysten. Nordavinden dreg overflatevatnet vekk frå kysten og tyngre vatn frå djupet, vert løfta opp.
Først når ein har rette forhold i vassmassane på kvar side av fjordterskelen, vert vatnet inne i fjordbassenget skifta ut.
For Masfjorden viser resultatet at det i gjennomsnitt går to år lengre mellom kvar utskiftning av botnvatn i Masfjorden, og at det no er seks gongar større sjanse for at vatnet blir meir enn ti år i fjorden no, enn før 1990.
Sist botnvatnet i Masfjorden vart skifta ut, var i 2011.
– Data frå tokt no tidleg i juni, viser at det ikkje har vore utskifting i fjorden så langt i år. Oksygenkonsentrasjonen er i dei djupaste delane av fjorden på det lågaste nivået som er målt sidan 1975. I Haugsværfjorden er det ikkje oksygen i botnvatnet det heile, seier Darelius.
I Masfjorden har ein i ei årrekke hatt tokt for biologistudentar, og i dei seinare åra for oseanografistudentar. Det gjer at ein har ei lang dataserie over vasskvalitet i fjorden. Oksygenkonsentrasjonen i dei djupaste delane av fjorden er heilt nede på 2,3 ml/l. Mellom 1975 og 1990 ligg konsentrasjonen i snitt mellom 4 og 5 ml/l.
Terskelen inn til Masfjorden er 70 meter djup. Inne i fjorden er djupet på 300 meter, og på 200 meters djup byrjar oksygennivået å synke drastisk. Darelius påpeiker at dei øvre vasslaga oftare vert skifta ut.
I Haugsværfjorden inst i Masfjorden, er terskelen ikkje djupare enn 10-20 meter. Fjorden er 120 meter djup her inne, og allereie på 60-70 meters djup er det slutt på oksygen.
Ei gruppe biologar ved UiB har også sett på problem for levande liv i fjordar der oksygennivået går ned. Her finn du artikkelen (engelsk)
Darelius, E.: On the effect of climate trends in coastal density on deep water renewal frequency in sill fjords—A statistical approach. Estuar. Coast. Shelf Sci. 243 (2020), doi:10.1016/j.ecss.2020.106904.