Polhavet i endring

Klimaet i Arktis er i rask endring, noe som kan observeres både i atmosfæren og i havet. I løpet av det siste tiåret har klimasignalene for atmosfæren stadig blitt bekreftet med høyere sikkerhet. Men hvordan er signalene i havet?

I havet gjenspeiles et klima i endring på mange måter sterkere enn i atmosfæren. Analysene mine viser at det har vært endringer i både temperatur, saltholdighet og tetthet i Polhavet over de siste tiår.

Hydrografi

Utgangspunktet for masteroppgaven min i meteorologi og oseanografi var å undersøke et Arktisk klima som er i endring, og hvordan disse endringene ser ut i et historisk perspektiv.

Jeg har studert Polhavet, havet som dekker Nordpolen, og sett på Polhavets hydrografi. Hydrografi er den del av havforskningen som behandler havvannets kjemiske og fysiske forhold. Nærmere bestemt har jeg sett på endringer over tid i:

  • Temperatur
  • Saltholdighet
  • Tetthet

I tillegg har jeg undersøkt om endringer i disse parameterne har påvirket havets dynamikk, det vil si om sirkulasjonsmønstre har endret seg som følge av endringer i hydrografien.

For å danne et bilde av endringer i Arktis har jeg brukt to datasett med kun observerte målinger. Det første datasettet består av Ice-tethered profilers (ITP) som er bøyer festet i isen, og driver med isen, og måler hydrografiske komponenter i en vannsøyle fra ca 5 til 750 meters dybde. Disse målingene strekker seg fra 2004 fram til i dag. Det andre datasettet, World Ocean Database 2009 (WOD09), inneholder data fra 1898 til og med 2009. I WOD09 finnes det meste av målte data fra Polhavet. Min analyse har begrenset seg til de øvre 700 meterne av vannsøylen.

Topografien i Polhavet deler havet opp i flere mindre basseng, og vi kan anta at disse mindre bassengene har like hydrografiske egenskaper. Jeg har sett nærmere på tre basseng:

  • Amundsen
  • Makarov
  • Beaufort

Målet har vært å se på endringer over tid innenfor disse bassengene, men også endringer mellom dem.

Polhavet inndelt i tre lag

Polhavet blir tilført varmt og salt vann gjennom den nordatlantiske havstrøm, på folkemunne kalt Golfstrømmen. I tillegg til en mindre innstrømningsgren med varmere og næringsrikt vann fra Stillehavet, gjennom Beringstredet. Disse innstrømingsgrenene plasserer seg i forskjellige høyder i vannsøyla avhengig av tettheten deres og er med på å forme hydrografien i Arktis.

Polhavet kan deles inn i tre lag:

  • Overflatelaget: ferskt og kaldt vann som strekker seg fra overflaten og ned til ca. 200 meters dybde. I dette laget finner vi stillehavsvannet.
  • Atlantervannslaget: det varmeste og salteste vannet, som strekker seg fra ca. 200 til 800 meters dybde.
  • Polart dypvann: kaldt og salt og det tyngste vannet. Det strekker seg fra ca. 800 meters dybde og ned til bunnen.

Overflatelaget er i direkte kontakt med atmosfæren og isen, og beskytter isen fra det varmere atlanterhavsvannet.

Havets dynamikk i endring

Analysene mine viser at det har vært endringer i både temperatur, saltholdighet og tetthet i Amundsen, Makarov og Beaufort bassengene.

Den største endringen i temperatur finner vi i det i det atlantiske vannet, som kommer nordover med golfstrømmen. Her har temperaturen steget på det meste 0.5 C grader fra 1990-tallet til 2000-tallet. Det atlantiske vannet har i gjennomsnitt beveget seg 25 meter oppover i overflatelaget (høyere opp i vannsøylen).

Stillehavsvannet i Beaufortbassenget har blitt varmere og opptar en større del av vannsøyla i overflatelaget. Overflatelaget i det kanadiske bassenget viser tegn til å bli ferskere i løpet av 2000-tallet, som kan ha en sammenheng med den stadig minkene polisen.

Det er store forskjeller fra år til år i atlanterhavsvannet og stillehavsvannet, som gjør det vanskelig å si med sikkerhet at vi opplever en større oppvarming i løpet av det siste tiåret. I Amundsenbassenget blir det atlantiske vannet faktisk kaldere mot slutten av 2000-tallet.

Middelstrømningene endrer retning

Tetthetsforskjeller i vannet skaper bevegelse og sirkulasjon, slik at tungt vann legger seg under lettere vann. Forskjellene i tetthet bestemmer i stor grad hvordan transporten av varme foregår og tettheten til vannet varierer med både salt og temperatur.

Tettheten i Polhavet kontrolleres hovedsakelig av saltet i vannet siden temperaturene er så lave. Men på grunn av den stadig økende temperaturen i atlanterhavsvannet har temperaturen tatt over kontrollen over tettheten; endringer som skjer i tettheten er nå forårsaket av temperaturen.

En konsekvens av temperaturøkningen i det atlantiske vannet er en endring av det horisontale skjæret mellom Amundsen og Makarov bassengene i løpet av siste del av 2000-tallet. Det vil si at helningen til det atlantiske vannet har endret retning. Det horisontale skjæret er styrt at tettheten, som betyr at ved en endring av skjæret så har det forekommet en endring i tettheten.

På grunn av at tettheten i Makarovbassenget nå er mindre enn tettheten i Amundsenbassenget, hvor det tidligere var motsatt, har middelstrømningen av atlanterhavsvann mellom Amundsen og Makarov bassengene endret retning.

Hvordan utviklingen i Polhavet kommer til å bli framover er vanskelig å si med sikkerhet. Men alt tyder på at havet er i endring, sammen med atmosfæren. Spesielt interessant er det å følge hva som skjer med det atlantiske vannet i Arktis, siden det er en viktig varme- og saltkilde for Arktis og Polhavet.