Bjerknessenterets mål er å forstå klima
til nytte for samfunnet.

Climate Futures

3 results

Sjøis styrer ikke vinterværet

Sjøis styrer ikke vinterværet Ellen Viste tor, 09/30/2021 - 12:54 Sjøis styrer ikke vinterværet Det er mindre sjøis enn normalt i Arktis nå i september. De siste tiårene har lite is om høsten vært forbundet med kalde vintre. En ny studie viser at vi likevel kan vente med å forberede oss på frostnetter og skiføre.

Om du hadde flydd over Polhavet akkurat nå, ville du sett mer åpent hav under deg enn normalt. September er måneden da isdekket er på sitt minste, fordi sommeren er over og høsten ennå ikke riktig har fått tak. I år er det i tillegg mindre is enn i en gjennomsnittlig septembermåned.

Om dette året skulle følge mønsteret fra de siste tiårene, ville lite sjøis gi oss grunn til å forberede oss på en kald vinter. Mange år med lite sommeris har vært fulgt av lange kuldeperioder i Europa, Sibir og Nord-Amerika. Men forskning antyder at erfaringene våre er av begrenset nytte.

Peter Siew
Peter Siew har forsøkt å finne ut om sammenhengen man har sett mellom lite sjøis og kalde vintre er reell eller en tilfeldighet. Foto: Yongbiao Weng

– Lite sjøis forårsaker ikke kalde vintre, sier Peter Siew.

Siew har ledet en ny studie av sammenhengen mellom sjøis og lavtrykksbaner over Nord-Atlanteren. Arbeidet har vært en del av doktorgraden hans ved Bjerknessenteret og Universitetet i Bergen.

Resultatene viser at sjøisdekket i nord neppe har noe å si for vinterværet lengre sør. At det er lite is nå, vil ikke gjøre det kaldere i januar. I den grad isen og vinterværet henger sammen, er det ikke fordi isen påvirker været, men fordi de begge påvirkes av de samme forholdene i atmosfæren om høsten.

Mange kalde vintre etter lite is

Arktis varmes opp raskere enn noen annen del av kloden, og de siste årene har det vært forsket mye på om dette vil kunne få konsekvenser for været i Nord-Amerika, Europa og Sibir. Studier av langsiktige endringer har også belyst hvordan vær og is varierer fra år til år.

Observasjoner fra de siste førti årene kan gi inntrykk av at det er en sammenheng mellom isutbredelsen i Arktis og stormbanene over Nord-Atlanteren. Lite sjøis om høsten har vært fulgt av vintre der lavtrykkene har fulgt sørlige baner innover Sør- og Mellom-Europa. I nord har været vært kaldt og klart i uker av gangen. Motsatt har høstmåneder med mye is vært fulgt av milde vintre, der lavtrykk etter lavtrykk har duret inn i Norskehavet.

Hvis det alltid var slik, burde det være mulig å bruke isforholdene om høsten til å varsle vinterværet. Slike sammenhenger gir håp om sesongvarsler av været flere måneder i forveien, nyttige enten man skal planlegge energiproduksjon, vareinnkjøp eller brøyting av veier.

Men for å kunne bruke det man har observert til å forutsi fremtidsværet, må man vite hva som ligger bak. I første omgang må man også vite at man har sett rett.

Camille Li
Camille Li forsker på hvordan ulike forhold påvirker stormbanene over Nord-Atlanteren og innover Europa. Foto: Privat

Camille Li, professor ved Bjerknessenteret og Geofysisk institutt ved Universitetet i Bergen, forsker på stormbaner og har også deltatt i studien av sjøisen og været.

– Observasjonene kan ikke være gale, sier hun. – Men tolkningen av dem kan.

At kalde vintre har etterfulgt lite is, trenger ikke å bety at det er isforholdene som har gjort vintrene kalde.

Lite is også i år

Etter årets sommer er det lite, men ikke ekstremt lite, sjøis i Arktis. Regnskapet er ennå ikke oppgjort, men amerikanske National Snow & Ice Data Center anslår at isutbredelsen vil ende som den tolvte laveste som er registrert. Sammenlignet med det siste tiåret, ligger 2021 høyest. Sammenlignet med 1981–2010, er det likevel bare tre fjerdedeler så mye sjøis i år som det normalt har vært.

Barentshavet og Karahavet, som forskerne så på i denne studien, er normalt isfrie om sommeren. Men lite is ellers i Arktis kan gjøre at havet vanskeligere fryser til utover høsten, også der.

Når det er mindre is og mer åpent hav, overføres mer varme og fuktighet fra sjøen til atmosfæren. Ingen tviler på det. Spørsmålet er om effekten er stor nok til å endre været flere måneder senere og så langt sør som i Europa.

Klimamodellene frustrerer

For å utforske hva som foregår når ulike fenomener påvirker hverandre – som i tilfellet med isdekket og været – bruker forskerne klimamodeller. I modellene får forhold i havet og atmosfæren utvikle seg slik fysikkens lover bestemmer at de skal. Hvis resultatet stemmer med det man har observert, kan man normalt feste lit til at modellene representerer virkeligheten.

I dette tilfellet har én ting frustrert mange klimaforskere. Sammenhengen mellom sjøis og vintervær, observert i den virkelige verden de siste førti årene, har ikke vært mulig å finne igjen i klimamodellene. I modellene varierer sjøisen og vinterværet fritt og uavhengig av hverandre.

Isdekket og vinterværet har unektelig vært virkelig. Det har fått mange til å lure på om klimamodellene gjør noe galt akkurat på dette feltet.

Svaret ligger i tiden. Hvilke tiår man tar i betraktning, påvirker hva man ser.

Førti år er for lite

Siden slutten av 1970-tallet har satellitter jevnlig overvåket jordoverflaten. Det har revolusjonert oversikten over isforhold og vær. Derfor er det fristende å begrense seg til denne tiden når man skal analysere klimaet.

– Alle skjønner at ett år er for lite til å si noe om klimaet, sier Camille Li. – Men man trodde førti år var nok.

Det var det ikke.

Da forskerne gikk lengre bakover i tid, fra førti til hundre år, endret bildet seg. Sammenhengen de hadde observert mellom sjøisen i nord og stormbanene i Europa, forsvant. De førti siste årene viste seg å være et unntak.

– Jeg mener ikke å si at førti år er for kort til alt, utdyper Camille Li.

Hvis man vil beregne jordens gjennomsnittstemperatur, holder det med førti år. Men hvis man vil forstå kompliserte mekanismer, som sammenhengen mellom isdekket om høsten og vinterværet et annet sted i verden, trenger man data over lengre tid.

I et enkeltår eller noen tiår er det for vanskelig å skille betydningen av ulike fenomener for været. Små variasjoner kunne gitt helt andre utfall enn det vi har sett de siste førti årene.

En av Peter Siews tidligere studier demonstrerer noe av årsaken til dette. Når man skal lage værvarsler, kjører man de samme datamodellene mange ganger med små endringer i utgangspunktet. Det gjør det mulig å si noe om sannsynligheten for at utviklingen skal gå i ulike retninger.

Virkeligheten kan sammenlignes med én enkelt av disse modellsimuleringene. Utviklingen kunne ha gått i en annen retning enn den har gjort.

Hundre år ga andre resultater

Da Peter Siew og kollegene gikk fra førti år til hundre, forsvant problemet de trodde klimamodellene hadde. Sett over en hundreårsperiode, var det fullt samsvar. Verken observasjonene eller modellene viste noen sammenheng mellom sjøisen i Arktis om høsten og vinterværet i Nord-Amerika og Eurasia.

Også andre forhold i atmosfæren og havet var de samme. Dermed kunne de avvise at modellene gjorde noe galt. At koblingen fra sjøisen til vinterværet er upålitelig, har vært vist tidligere, så dette er det viktigste bidraget fra den nye studien.

Hvor kom da sammenhengen mellom is og vær de siste førti årene fra? Den som ikke finnes hvis man ser det siste hundreåret under ett, men som tilsynelatende har gitt oss så mange kalde vintre de siste tiårene?

– Tilfeldigheter, sier Peter Siew.

Han viser til at været varierer kaotisk og at luften er flyktig. I de fleste tiår varierer isen og været uavhengig av hverandre, i de siste førti fulgte de tilfeldigvis samme mønster.

Helt tilfeldig var det kanskje likevel ikke.

Høytrykk bak både lite sjøis og vinterkulde

Noen år bygger det seg opp sterke høytrykk over Uralfjellene. De kan bli liggende lenge og blåser varm luft sørfra mot isen i Barentshavet og Karahavet. Mildværet kan gjøre at sjøen i mindre grad fryser til utover høsten. Da vil det være lite sjøis i november, som er den måneden forskerne brukte observasjoner fra til denne studien.

Peter Siew og kollegene støtter en teori om at slike høytrykk over Ural også gir opphav til kalde vintre. Bølger i luften over høytrykket kan påvirke forholdene i stratosfæren, mer enn en mil over bakken.

Stefan Sobolowski
Stefan Sobolowski er skeptisk til å bruke enkeltfenomener til å forutsi været flere måneder frem i tid. Foto: Suet Chan

Høyt der oppe blåser en sterk virvel av vestavind rundt Nordpolen. Når den forstyrres, kan det påvirke stormbanene lengre sør. Når virvelen i stratosfæren blir svakere, vil vinterværet ofte holde seg stabilt kaldt i lang tid.

Slike sammenhenger gjør det mulig å varsle været for de neste månedene, skjønt ikke like detaljert som i værvarsler for den kommende uken. Man kan anslå sannsynligheten for at det vil bli våtere eller tørrere og varmere eller kaldere enn normalt.

Selv da er det grunn til å være forsiktig. Stefan Sobolowski er forsker ved Bjerknessenteret og NORCE, og har deltatt i den nye studien. Gjennom senteret Climate Futures er han også med på å utarbeide sesongvarsler i praksis.

– Jeg ville verken bruke sjøisen eller høytrykket over Ural til å varsle vinterværet, sier han.

Et sett av vintre å velge mellom

Et blokkerende høytrykk over Ural kan være et forvarsel, men kan ikke forklare mer enn en liten del av variasjonene i vinterværet. Andre forhold kan overstyre signalene til og fra stratosfæren.

Fremfor statistikk og enkle sammenhenger brukes derfor datamodeller som beregner værutviklingen ved hjelp av fysiske lover.

Som i værvarsling, kjøres modellene mange ganger for å gjøre det mulig å vurdere sannsynligheten for at været skal utvikle seg i ulike retninger. Det gir et sett av mulige vintre, og hvis mange av dem er kalde, kan man anta at sannsynligheten er høy for at den kommende vinteren vil bli nettopp det.

September er uansett for tidlig. Stefan Sobolowski vil ikke engang gjette på om vinteren vil bli kald, mild, tørr, våt eller snørik.

– Ikke gå og kjøp en ekstra tykk dyne ennå, sier han.

Kanskje i november

Selv om sjøisen ikke påvirker vinterværet, kan andre slike sammenhenger gjøre været mer forutsigbart. Stefan Sobolowski mener det er god grunn til å tro at det finnes koblinger vi ennå ikke kjenner, og at de i fremtiden vil gjøre sesongvarslene bedre.

Først i januar vil vi med sikkerhet få vite hvordan januarværet blir. Men et forvarsel om årets vintervær håper han å kunne gi oss senere i høst.

– Spør meg igjen i slutten av november!

 

Se det nyeste sesongvarselet her.

 

Referanser

P. Y. F. Siew, C. Li, M. Ting, S. P. Sobolowski, Y. Wu, X. Chen, North Atlantic Oscillation in winter is largely insensitive to autumn Barents-Kara sea ice variability. Sci. Adv. 7, eabg4893 (2021)
https://advances.sciencemag.org/content/7/31/eabg4893

Siew, P. Y. F., Li, C., Sobolowski, S. P., and King, M. P.: Intermittency of Arctic–mid-latitude teleconnections: stratospheric pathway between autumn sea ice and the winter North Atlantic Oscillation, Weather Clim. Dynam., 1, 261–275, https://doi.org/10.5194/wcd-1-261-2020, 2020.

Kolstad, E. W., & Screen, J. A. (2019). Nonstationary relationship between autumn Arctic sea ice and the winter North Atlantic oscillation. Geophysical Research Letters, 46, 7583– 7591. https://doi.org/10.1029/2019GL083059