De neste tiårene vil Polhavet vil endre seg dramatisk fra et rolig, isdekt hav til et mer åpent hav med sterkere havstrømmer. Økosystemene i Arktis og det globale klimaet vil påvirkes, viser ny forskning publisert i Nature Communications.
På et isflak i det indre Polhavet er det intens forskningsaktivitet. Forskningsskipet Kronprins Haakon har stoppet for at forskerne kan gjøre målinger de neste 24 timene.
Klimaforsker Morven Muilwijk setter ut et instrument som måler havstrømmene under isflaket han står på. Han vet at havstrømmene han måler i dag, vil være veldig annerledes om få år.
POLHAVSTOKTET 2024: Klimaforsker Morven Muilwijk (til venstre) setter ut et instrument som skal måler styrken og retningen på havstrømmene på ulike dyp mens det henger under isen. Her med kollega Zoe Koenig. Foto: Trine Lise Sviggum Helgerud, Norsk Polarinstitutt
– Vi er her nå og tar målinger av dagens polhav, samtidig som vi jobber med framtidsprognoser som viser at området endres raskt. Vår nyeste studie viser tydelig at Polhavets fysikk og økosystemer kommer til å forandre seg svært mye de neste 10, 50 og 75 årene, sier Muilwijk.
Den nye studien er publisert i det anerkjente tidsskriftet Nature Communications, og bak står forskere i Norsk Polarinstitutt og GEOMAR i Tyskland med Morven Muilwijk i spissen. Beregningene som viser hvordan framtidens polhav vil se ut er gjort med de samme klimamodellene som er brukt i FNs klimapanels sjette hovedrapport.
– Modellene viser at ettersom Polhavet fortsetter å varmes opp på grunn av global oppvarming, vil vindhastighetene øke og havisen minke. Studien vår handler om konsekvensene av dette.
Her kan du lese studien i sin helhet:
Future sea ice weakening amplifies wind-driven trends in surface stress and Arctic Ocean spin-up.
Mindre is påvirker havstrømmene
Havisen i Arktis fungerer som et stabilt lokk som skjermer vannmassen mot direkte vindpåvirkning store deler av året. I dag er Polhavet et rolig hav med svake havstrømmer og lite blanding.
Når mindre arealer er dekket av havis på grunn av klimaendringene, blir havet mer eksponert for vind. I tillegg vil sterkere vind styrkes havstrømmene i overflatevannet, som etter hvert også fører til bevegelse nedover i vannsøylen.
– Sterkere vind og mindre havis gjør at mer energi overføres fra atmosfæren til havet, med betydelige konsekvenser for havsirkulasjonen og lagdelingen i Polhavet.
Studiet viser at det kan bli 38 % mer vindpåvirkning på havoverflaten innen slutten av århundret (år 2100), med noen modeller som antyder økninger på opptil 72 % mer enn i dag.
Forskningsfiguren fra den nye Nature Communications-artikkelen skal illustrere funnene i den nye studien, her oversatt til norsk.
Nytt funn om vindenergi
Forskerne har med studien avdekket en ny, viktig mekanisme: Et svakere isdekke forsterker effekten av økt vind, som fører til enda kraftigere energioverføring fra atmosfæren til havet.
Tidligere ble en betydelig den av vindenergien absorbert av det tykke, stive isdekket, noe som blant annet fører til formasjonen av skrugarder i isen.
– Når isdekket blir tynnere og beveger seg mer, absorberer isen mye mindre vindenergi. Isteden overføres vindenergien mer direkte gjennom isen til havet, sier klimaforskeren.
VINDPÅVIRKNING: Forskerne bak studien har regnet ut at det kan bli 38 % mer vindpåvirkning på havoverflaten innen 2100. Polhavet vil endres fra et rolig, isdekt hav til et mer åpent og dynamisk hav. Foto: Trine Lise Sviggum Helgerud, Norsk Polarinstitutt
Havisen kan smeltes fra undersiden
Forskerne på tokt i Polhavet kartlegger hvilken tilstand Polhavet er i nå. Det finnes få observasjoner fra disse områdene, men det er nettopp her effekten av globale klimaendringer vil være størst.
Dagens tilstand (kalt baseline) vil derfor fungere som en referanse for å måle endringer. Å finne en baseline er avgjørende for å kunne vurdere virkningen av klimaendringene over tid.
Polhavet slik forskerne kjenner det i dag, har en tydelig lagdeling i vannsøylen, der ferskt, kaldt polarvann flyter øverst, mens salt, varmt atlantisk vann ligger lenger ned i dypet.
Det polare vannet har lavere tetthet enn det salte atlantiske vannet og ligger derfor høyere i vannsøylen. Modellene viser at sterkere vindpåvirkning forandre den tydelige lagdelingen i Polhavet.
– Det varme vannet vil blandes oppover fra dypet, og kan bidra til å smelte havisen fra undersiden. Dette igjen forsterker de allerede pågående klimaendringene, forklarer Muilwijk.
Økosystemet vil endres
At vannlagene forandres, vil påvirke livet i havet. Blandingen styrer hvordan næringsstoffer fordeler seg i vannsøylen. Med mer blanding, blir næringsstoffer fra dypet virvlet oppover og blir tilgjengelig for planteplankton som lever i de øverste 50 meterne i vannet.
Planteplankton er avhengig av næringsstoffer og lys for å drive fotosyntese, akkurat som planter på land, og er mat for resten av næringskjeden. Når planteplankton får bedre forhold å vokse i, vil det få ringvirkninger for hele økosystemet.
Kart: Anders Skoglund, Norsk Polarinstitutt
Kan påvirke det globale klimaet
Havstrømmer frakter store mengder energi rundt jorden som påvirker klimaet på jorda. Et eksempel er den varme Golfstrømmen som bidrar til at Nord-Europa har et mildere klima enn Alaska som ligger på tilsvarende breddegrader. Golfstrømmen er en av flere havstrømmer i Nord-Atlanterhavet, som er følsom for endringer lenger nord.
– Når det blir sterkere havstrømmer i Polhavet vil det kalde ferskvannet fordele seg annerledes, som igjen påvirker havsirkulasjonen i Nord-Atlanterhavet og dermed klimaet på den nordlige halvkule, sier Muilwijk.
Den nye forskningen vil gi klimaforskere en dypere forståelse av sammenhengen mellom havis, hav og atmosfære, og denne innsikten kan påvirke videre klimamodellering og forskning på Polhavet. I tillegg kan kunnskapen brukes til å planlegge hvordan vi bør forvalte områdene i framtiden.
Studien er publisert i det anerkjente tidsskriftet Nature Communications som publiserer fagfellevurdert forskning av høy kvalitet. Studien er åpen, allment tilgjengelig og har fri bruksrett for alle.
Muilwijk, M., Hattermann, T., Martin, T. et al. Future sea ice weakening amplifies wind-driven trends in surface stress and Arctic Ocean spin-up. Nat Commun 15, 6889 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-50874-0
Forskningen er finansiert av EU-prosjektet CRiceS gjennom Horizon 2020-programmet.
Forskerne bak den nye studien er klimaforsker Morven Muilwijk (Norsk Polarinstitutt) (på bildet), havisforsker Mats Granskog (Norsk Polarinstitutt), havforsker Tore Hattermann (Norsk Polarinstitutt) og havforsker Torge Martin (GEOMAR). Foto: Trine Lise Sviggum Helgerud, Norsk Polarinstitutt
