TIL ANTARKTIS FOR Å SIMULERE FREMTIDEN

antaktis
foto: ANDERS SIREVAAG + aka@uib.no

NAVN: ANDERS SIREVAAG
BJERKNES CENTRE FOR CLIMATE RESEARCH

MAN TRENGER IKKE FØLGE SPESIELT GODT MED I NYHETENE FOR Å BLI MINNET PÅ HVORDAN DET STÅR TIL MED DAGENS OG IKKE MINST FREMTIDENS KLIMA. DET SKAL BLI VARMERE, MER REGN OG HEFTIGERE STORMER.

PÅ BRYGGEN HAR man montert en målestav som minner turister og fastboende ettertrykkelig på hvordan fremtidens Vågen kommer til å se ut, med klare hentydninger om å nyte attraksjonene mens man kan. Breene både i Norge og i resten av verden vil smelte sakte, men sikkert og vil gjøre sitt til at havet stiger og hytteeiere i strandsonen går fuktige tider i møte. Havisen i Arktis vil forsvinne litt etter litt og drømmen om en skitur til Nordpolen vil kunne forbli en bokstavelig talt, våt drøm for de fleste. Alle disse påstandene er ikke bare spekulasjoner og spådommer om fremtiden, men konklusjoner fra FNs klimarapport som ble utarbeidet av mer enn 2000 forskere og fremlagt tidligere i vinter. Rapporten ble offentliggjort under en pressekonferanse i Paris og sørget for et betydelig fokus på miljø og klima i den påfølgende tiden.

KONTRASTEN ER STOR mellom presseoppstyret i Paris og et forskningsskip i Antarktis. Vi befinner oss i det østlige Weddellhavet, det er august og vinter på sørlige halvkule og vi er omtrent så langt borte fra sivilisasjonen som det er mulig å komme med et skip. Etter en 12 dager lang seilas fra sydspissen av Chile, er den amerikanske forskningsisbryteren Nathaniel B. Palmer endelig inne i isen, og vi kan begynne det vitenskapelige arbeidet som har vært planlagt over flere år. De 25 forskerne om bord er stort sett oseanografer og meteorologer fra ulike nasjoner som alle driver med forskning relatert til klimaet. Muligens overraskende er det ikke fremtidig havnivåstigning eller middeltemperaturer i år 2100 det fokuseres på nå. Her er det andre, mer trivielle tema som er viktigere. Alle instrumenter skal sjekkes og klargjøres etter den lange frakten til Chile, sensorer skrus sammen og tas fra hverandre, det tørrtrenes på utsettingsprosedyrer og rutiner og det diskuteres praktisk sikkerhet på isen. Det er nå det vil vise seg hvor god planleggingen og forberedelsene har vært og man har bare en sjanse – det nytter ikke å stikke innom butikken på hjørnet for å kjøpe den lille delen man har lagt igjen i Bergen.

OVER 2000 FORSKERE har bidratt til FNs klimarapport, men hvor får klimaforskerne sine fremtidsutsikter fra? Svaret er klimamodeller og observasjoner. Klimamodeller er datamodeller satt sammen av mange sett med matematiske formler for å beregne endringer i det fysiske systemet som jordkloden er. De er i prinsippet lik de modeller som brukes til å utarbeide værvarsler. Et værvarsel utarbeides på grunnlaget av tilstanden i atmosfæren på det nåværende tidspunkt og en varslingsmodell beregner endringene i denne tilstanden for korte tidssteg fremover. Da er det viktig at de observasjonene beregningen bygger på er riktige for å kunne varsle været også frem i tid. Klimamodellen fungerer på samme måte, men i stedet for et langtidsvarsel for de neste dagene beregner den endringene i klimaet for flere titalls og hundretalls år frem i tid. Siden et værvarsel gis for en så kort periode får man raskt tilbakemelding på om varselet var bra eller ikke. Så enkelt er det ikke med en klimamodell og man må smøre seg med tålmodighet for å se om fremtiden stemmer med modellberegningene. Dette løser man ved å la modellen forsøke å simulere dagens klima. Det vil si at man lar modellen starte med utgangspunkt i klimaet på ett eller annet tidspunkt i fortiden og lar den så beregne seg frem til nåtiden og ser om den klarer å simulere dagens klima. Hvis den gjør det, kan man anta at modellen inkluderer de prosessene som er drivkreftene bak endringene i klimaet og at den derfor har forutsetningene for å klare å simulere fremtidens klima på en realistisk måte. Som med værvarsler må også klimamodellene ha gode observasjoner som utgangspunkt for beregningene sine. Gode observasjoner fra et omspennende nettverk av målestasjoner i både hav og atmosfære gjør at vi også kan studere klimaet i nyere tid og se hvilke prosesser som ligger til grunn for endringene i klimaet.

NATHANIEL B. PALMER har fortøyd til et isflak som er cirka 500 x 500 m stort og som anses å være tilstrekkelig til at vi kan sette ut instrumenter på. I polare områder om vinteren kan temperaturforskjellen mellom hav og luft være så stor som 30 grader og sjøisen har en viktig rolle ved å isolere det relativt varme havet fra den kalde atmosfæren. Isen har også en praktisk rolle for forskerne; den utgjør en stabil flytende plattform som er ideell for å gjøre målinger som, på grunn av bevegelse, vanskelig lar seg gjøre fra et skip. Her kan vi sette ut instrumenter for å gjøre detaljerte målinger av strøm, temperatur og saltholdighet i den øverste delen av havet. Samspillet mellom hav, is og atmosfære i dette området er komplekst og viktig. I Weddellhavet inneholder de dypere vannmasser en betydelig mengde varme, men dette varmereservoaret er atskilt fra isen og atmosfæren av det såkalte blandingslaget. Vannet i dette laget er litt lettere enn vannet under og flyter dermed oppå og utgjør en effektiv sperre som forhindrer at varme smelter isen eller overføres til atmosfæren. Selvfølgelig er det ikke så enkelt. Antarktis om vinteren er et aktivt område; kraftige polare lavtrykk dannes og sirkulerer regelmessig rundt kontinentet og sjøisen drives rundt, presses sammen og dras fra hverandre. Dette fører til at det også blir mye bevegelse og forandring i blandingslaget og at det med jevne mellomrom blandes opp varme fra dypere lag. Ved å gjøre målinger under isen kan vi følge med på hvor mye varme som transporteres opp, hvor mye is som smelter eller fryser og hvor mye energi som overføres fra den hurtig drivende isen til havet. Som sagt er prosessene komplekse og det bildet vi får av hav/is/atmosfære-systemet endrer seg hele tiden med endringene i strøm-, vind- og temperaturforhold. Selv etter en liten uke med målinger, når vi må forlate isflaket som brekker opp og blir mindre og mindre, sitter vi igjen med det som egentlig bare er et lite øyeblikksbilde av hva som skjer – en uke etter at vi har forlatt området kan situasjonen være en helt annen.

DET SIES at for å kunne forutsi fremtiden må man først forstå nåtiden. Innenfor geofysikk og klimaforskning er dette høyst relevant da alle simuleringer av fremtidens vær og klima baserer seg på den kunnskapen vi har av de fysiske prosessene som finner sted i hav og atmosfære. Det å forstå alle prosessene som inngår i et såpass komplisert samspill som klimaet er, er nitidig og komplisert arbeid. Mange grunnleggende prosesser er inkludert i klimamodellene og kan simuleres bra for fremtiden, men det er fortsatt en del mekanismer som ennå ikke er inkludert i modellene. Dette skyldes både at mekanismene ikke er skikkelig forstått eller at det eksisterer for få målinger som kan sammenfattes i enkle fremstillinger som kan inkluderes i modellene. Det hjelper heller ikke at de områdene som anses som de viktigste for klimaet vårt, nemlig polområdene i nord og sør, også er de mest øde og minst tilgjengelige områdene på jorden. Her finnes det få permanente målestasjoner og de observasjonene som finnes herfra stammer stort sett fra et fåtall automatiserte målestasjoner som driver med isen eller fra ekspedisjoner som er gjennomført over kortere perioder. Det er også et teknisk spørsmål. Klimamodellene skal beregne fremtidige tilstander for hele havet og atmosfæren, noe som er svært omfattende sammenlignet med en regional værvarslingsmodell. Regnekraften og tidsbruken til superdatamaskinene som arbeider med utregningene setter begrensninger for hvor detaljerte prosesser som kan tas med.

forsker-verktøy OMRÅDET RUNDT Maud Rise i Weddellhavet utgjør bare en ubetydelig del av verdens havområder, men det er ikke ubetydelige i klimasammenheng. Som tidligere forklart, får vi fra tid til annen åpninger i sjøisdekket. Hvis det samtidig blandes opp vann nedenfra er det en direkte forbindelse mellom det varme vannet og atmosfæren. En slik situasjon vil normalt bare vare en kort periode før et nytt blandingslag vil dannes og stenge av forbindelsen mellom dyphavet og luften. I enkelte tilfeller kan man kan få en tilstand av ustabilitet mellom øvre og nedre lag hvor oppblandingen av vann nedenfra ikke stopper. Når slike tilfeller inntreffer vil utvekslingen av vannmasser fra flere hundre meters dyp og opp til overflaten vedvare, og over tid vil enorme mengder varme utveksles mellom hav og atmosfære. Teorien er at dette var tilfellet for den såkalte Weddell-polynjaen; en permanent åpning i sjøisdekket i Weddellhavet som varte fra 1972 til 1974 og som modererte vannmassene i Antarktis betraktelig. Under toktet i Weddellhavet håper forskerne å få svar på hvilke forhold som kan utløse en slik ustabilitet, hva som skjer i forkant av et slikt hendelsesforløp og hva det betyr for varmetransporten mellom hav og atmosfære. Dette kan gi bedre innsikt i prosesser som er viktige for det fremtidige klimaet vårt, ikke bare lokalt i Antarktis, men også på global skala.

DET HETER seg at «The devil is in the details», et sitat som stammer fra den franske forfatteren Flaubert. For klimaforskningen er dette en påminnelse om at stadig mer avanserte simuleringer av klimaet også krever en bredere innsikt og større forståelse for viktige prosesser på liten skala. Alle disse har betydning, og derfor er omfattende studier og måleprogram viktige for å gi et så realistisk bilde av fremtidens klima som mulig. Det foregår fortsatt saker og ting i naturen som er vanskelige å forstå og det er et omfattende puslespill som skal settes sammen, selv om vi allerede nå har et godt bilde av hvordan fremtidens klima vil være.

Legg igjen en kommentar

Du må være innlogget for å kunne legge igjen en kommentar.