Arktis oppvarmes i rekordfart

Snødekket på land i Arktis er redusert med et område like stort som Australia siden 1960-tallet, og mørk overflate forsterker oppvarmingen.

Mengden karbondioksid i atmosfæren har økt med om lag 40 % fra begynnelsen av den industrielle revolusjon fram til i dag, ifølge FNs klimapanel. Høyere konsentrasjon av CO­2 og andre drivhusgasser i atmosfæren er den viktigste prosessen som forklarer klimaendringene. Men hvordan forsker en på klima?

- Vi bruker observerte data fra værstasjoner og satellitter av både luft og havtemperatur. Langstidsobservasjoner er viktig, og Svalbard er et av de stedene der vi har de eldste dataene fra, helt fra 1899, sier Ketil Isaksen, forsker ved Meteorologisk institutt.

Viktig å undersøke været over tid

Klima er været i gjennomsnitt over lang tid. Derfor er det som Isaksen sier veldig viktig for klimaforskerne med langtidsobservasjoner for å kunne sammenligne utviklingen, spesielt av temperatur og nedbør.

I Arktis er endringer i havis, snødekke og isbreer viktige observasjoner som kan gi et bilde av klimaet og de endringene som skjer.

Isaksen har vært mye på Svalbard der han blant annet har forsket på permafrosten.  

- Arktis er viktig å vise til fordi klimaendringene er så synlige og en ser det med det blotte øyet.

I store områder er temperaturen i permafrosten nå 2 ˚C høyere enn for 20–30 år siden, og den tiner flere steder i Arktis. Endringer i permafrosten kan forsterke klimaendringene. Når permafrosten tiner vil organisk materialet kunne brytes ned og det kan frigjøres CO2 og metan til atmosfæren. Metan er en mye kraftigere klimagass enn CO2.

Svalbard har rekordvarme

- Norsk del av Arktis med Barentshavet og Svalbard er blant de områdene i verden som har endret seg mest de siste 20 til 30 årene. Den gjennomsnittlige temperaturen i verden har økt med om lag 0,5 grader over 30 år, mens på Svalbard har den økt med mellom 3 og 4 grader, sier Isaksen.

Han forteller at de fleste systematiske temperaturmålingene startet for 150 år siden. Når en i dag sammenligner temperaturen for å si noe om klimaendringer, gjøres det opp mot det som kalles «normalperioden». Normalperioden er gjennomsnittet av klimaet i perioden 1961 til 1990.

Gjennomsnittstemperaturen på Svalbard i normalperioden 1961 til 1990 var minus 6,7 grader.

I fjor var det rekordvarme på Svalbard med en gjennomsnittstemperatur på minus 0,1 grader.

Iskjerner forteller om fortidens klima

For å kunne si noe om hvordan klimaet var før en begynte å måle og registrere temperatur og nedbørsmengder, finnes det andre metoder, nemlig prøver av iskjerner. Norsk Polarinstitutt er blant de forskingsinstituttene som studerer iskjerner for å fremskaffe informasjon om fortidens klima.

I breisen, og spesielt innlandsisen i Antarktis og på Grønland, ligger mengder av frossen informasjon om tidligere tiders klima. Den snøen som en gang falt her inneholder informasjon om hvordan klimaet var så langt tilbake som mange hundre tusen år siden. I små luftbobler som ligger i isen kan man studere hvordan atmosfærens sammensetning varierer i takt med temperaturen over tid, skriver Norsk Polarinstitutt på sin hjemmeside.

- En kan også bruke prøver av sedimentkjerner fra havbunnen i Arktis. Her kan en analysere sammensetningen av arter, som alger og plankton. De er følsomme for temperaturendringer, og en kan både si noe om temperatur og artsutbredelse i tidligere tider på den måten, sier Isaksen.

Jordas refleksjonsevne påvirker klima

«Isen hjelper oss til å holde et normalt klima», sa forsker Ellen Øseth fra Polarinstituttet til NRK i oktober i forbindelse med at det ble lagt fram ny forskning som viser at isen i Arktis er yngre, tynnere og mer i bevegelse enn før.

Jordoverflatens refleksjonsevne er en av de grunnleggende prosessene som styrer klimaet. Snødekt havis reflekterer om lag 80 % av solinnstrålingen, i motsetning til åpent hav som absorberer mer enn 90 % av solinnstrålingen. Dette forklarer Øseths utspill, isen hindrer at jordoverflate varmes opp. Studier tyder på at endringene i havisdekket i nord over de siste tiårene har bidratt til oppvarming i Arktis.

Altså, jo varmere det blir, jo mer is smelter, som gjør at det blir enda varmere – fordi mørke flater absorberer varme. I tillegg som Isaksen sier på fagspråket:

- Issmeltingen bidrar også til å øke varmeutvekslingen mellom havet og atmosfæren.

Ismengde tilsvarende India er borte

Dersom en sammenligner tidlige satellittbilder for Arktis med bilder fra i dag ser enn store endringer. Ifølge noen beregninger kan Arktis bli isfritt om sommeren fra 2040.

- Satellittmålingene begynte i 1979. Siden den gang er sjøisen i Arktis redusert med 3,4 millioner kvadratkilometer, dette tilsvarer et landområde på størrelse med India, forteller Isaksen.

Satellittmålinger av snødekke på land på den nordlige halvkule strekker seg litt lenger bak i tid, fra 1967. Snødekket i juni er 7,4 millioner kvadratkilometer mindre siden da, dette tilsvarer et areal på størrelse med Australia. Tallene for sjøisen gjelder for september da arealet av sjøis er på sitt minste, mens tallene for snødekket på land er for juni. Da er solinnstrålingen på den nordlige halvkule på sitt sterkeste og mindre snø på denne tiden vil da medføre kraftigere oppvarming av landjorden.

Forskningsskip drev med isen

Fra januar til mai 2015 frøs forskningsskipet RV Lance seg fast i drivisen i Polhavet. Bakgrunnen var at iskappen over Nordpolbassenget stadig blir tynnere og yngre, og det mangler kunnskap om effektene på klima, økosystem og vær.

- Det er svært lite flerårig is der oppe, og flerårsisen er like tykk som ettårsisen, sier Harald Steen, som ledet forskningsekspedisjonen på Polhavet og også er leder for ICE (senter for is, klima og økosystemer) ved Polarinstituttet.  

Da Nansen og Fram lot seg fryse seg inn i Østsibirkysten i 1893 og drev over polhavet til de kom til Svalbard brukte de 38 måneder. Seilbåten Tara gjorde samme eksperimentet i 2007, 2008 og brukte bare 18 måneder gjennom et polhav med betraktelig tynnere is enn Fram gjorde.

Mer snø og storm – mindre is

Steen forteller om hovedfunnene fra forskningsskipet.

- Det var mye mer snø enn forventet på isen. Snødekket isolerer og hindret at flerårsisen vokser. Grunnen til at det er mer snø, er at mildværsperioder med lavtrykk og snø er blitt mer vanlig.

De fant også at frekvensen av stormer har økt. Stormer bryter opp isen, som driver fortere, og igjen smelter raskere. En annen konsekvens av stormene er at de «drar» opp varmere vann fra dypere lag, som smelter isen.

En lite klimavennlig alge

Forskerne ble overrasket da de fant oppblomstring av algen Phaeocystis pouchetii under snøen og isen to måneder før den vanligvis dukker opp. Denne algen hadde fortrengt kisealgen, som pleier å komme først og være den dominerende. 

- Kiselalgen har en viktig klimafunksjon fordi den tar opp karbon. De algene som ikke spises opp synker til bunn og lagrer karbon i uoverskridelig framtid. Oppblomstring av Phaeocystis pouchetii er derimot ikke bra for klimaet fordi den transporterer ikke like mye CO2 ut av miljøet, sier Steen.

Det fryktes at global oppvarming kan endre sammensetningen av planteplankton og dermed det marine økosystemet i Arktis.

Kan påvirke klima i resten av verden

Forskningen har ikke kommet langt nok til at en kan si noe om hvordan de store endringene i Arktis påvirker klimaet ellers i verden. Det er kjent at Grønlandisen vil føre til havnivåstigning, men det det er usikkerhet rundt følgene for vind- og havstrømmer.

- Jetstrømmene rundt polområdene har begynt å gå saktere og bukter seg mer, dette kan være en av grunnene til det uværet en har hatt på kysten av USA, sier Steen.

Til slutt forteller Harald Sten at forskningen fra forskningsskipet RV Lance er publisert i en åpen database slik at alle kan dra nytte av den.