Mindre sjøis ved Grønlandskysten kan gi overraskende effekt på havstrømmene

– Dette er en uforutsett konsekvens av klimaendringene, sier Kjetil Våge.

Han har akkurat kommet tilbake fra iskanten øst for Grønland. I et unikt tokt ledet av amerikanske Woods Hole Oceanographic Institution, var havforskere og meteorologer ute og hentet inn data fra atmosfæren og vannsøylen på samme tid. Sammen med bergenske forskere fra Bjerknessenteret og Geofysisk institutt ved Universitetet i Bergen dro de til et havområde der få skip legger utpå vinterstid.

Mens de var ute på havet, ble analysene av data fra forrige glidertokt publisert i tidsskriftet Nature Communications. Der viser de at mindre sjøis utenfor østkysten av Grønland kan føre til mer omveltning i vannet – en viktig del av sirkulasjonen i Atlanterhavet.

Forskere har tidligere fryktet at forlengelsen av Golfstrømmen oppover langs Norskekysten kan svekkes som følge av global oppvarming. Men her dukker et nytt bilde opp. Økt omveltning kan bidra til å opprettholde havsirkulasjonen.

– Resultatet viser ikke minst hvor komplekst klimasystemet og havstrømmene er, og hvor vanskelig det er å forutsi følger av den globale oppvarmingen, sier Kjetil Våge.

Havsirkulasjon og nedsynking av vann

De store havstrømmene på jorden er med på å fordele varme fra varme områder rundt ekvator til kaldere områder rundt polene. I Atlanterhavet strømmer vannet nordover i overflaten; i Golfstrømmen og videre nordover mellom Færøyene og Skottland, inn i Norskehavet og oppover langs Norskekysten. Etter hvert som vannet blir kaldere, blir det tyngre og synker. Så strømmer det sørover langs østkysten av Grønland og ut gjennom stredet mellom Island og Grønland mot dypet av Atlanterhavet.

Dette kaller forskerne omveltningssirkulasjonen i Atlanterhavet. Den kan ses på som en sløyfe der vann strømmer nordover i overflaten og tilbake sørover i dypet. En nødvendig forutsetning for at denne sløyfen opprettholdes er at vannet synker ned i nord.

Derav kommer teorien om at omveltningsirkulasjonen kan svekkes ved global oppvarming. Når det blir varmere, vil ikke vannet bli avkjølt like mye, det vil ikke synke i like stor grad, og dermed vil heller ikke overflatestrømmen nordover være like sterk.

Kjetil Våges nye resultater viser at denne reduksjonen kan motvirkes ved at mer vann synker utenfor østkysten av Grønland. I dette området strømmer vannet sørover, både i overflaten og lengre nede. Så lenge det ligger is over vannet, er det beskyttet mot den kalde vinterluften over. Når isen forsvinner, blir vannet avkjølt og synker.

– Det kan virke som en selvmotsigelse at varmere klima skal gi kaldere vann, sier Kjetil Våge.

Foreløpig kan han ikke si hvor stor effekten av økt nedsynkning utenfor Grønland er, sammenlignet med reduksjonen i Norskehavet. Men Grønlandskysten og strømmen langs den er lang. Derfor mener han at bidraget kan være betydelig.

Værhardt havområde

I havområdene øst for Grønland er det mye uvær om vinteren. Det meste av data derfra er samlet inn om sommeren. Når man har trodd at det ikke foregikk så mye nedsynkning i dette området, kan det skyldes at man har målt på feil tid. Ifølge Kjetil Våge foregår det meste av nedsynkingen om vinteren, når sterk nordavind pløyer overflatevannet unna.

– Det er egentlig selvsagt at nedsynkning eller dypvannsdannelse foregår om vinteren, når kald luft kan avkjøle havet, sier Kjetil Våge.

Om sommeren, når værforholdene er rolige, ligger det mer lett og ferskt vann i overflaten enn om vinteren. At så mye lett vann ligger på toppen, gjør vannsøylen stabil. Det skal mye til for at vann skal synke når vannet som ligger under det er tyngre. Utover høsten og vinteren bidrar sterk vind fra nord til å drive det lette overflatevannet unna, mot den grønlandske sokkelen. Da blir vannmassene mer ustabile, og overflatevannet synker og blandes nedover med en gang det blir avkjølt og tungt.

– At det ferske overflatevannet transporteres bort, er en nødvendig forutsetning for at det skal bli dannet dypvann, sier Våge.

Naturlige og kunstige undervannsdyr

Kjetil Våge og kollegene er blant de få som drar ut for å måle i dette området om vinteren. Men til den nye artikkelen fikk de også hjelp av naturlige og kunstige undervannsdyr – seler og glidere.

Gliderne er havets droner og ligner gule støvsugere med vinger og hale. De kan fjernstyres til å dykke ned i dypet og opp igjen og gli i baner der man vil ha målinger. Hele vinteren 2015–2016 lot forskerne en glider bevege seg frem og tilbake i havet utenfor Øst-Grønland. Hver gang den kom opp til overflaten, sendte den data til Bergen via satellitt.

Det var bare én ulempe.

– Vi torde ikke å sende den for nært iskanten.

Inne mellom isflakene og under isen kan en glider lett støte bort i noe og bli ødelagt. Derfor har de bare data fra ytterkanten av strømmen sørover langs Grønlandskysten. Der så de at vannet ble avkjølt og at overflatevann ble blandet over 400 meter nedover i dypet.

Klappmysseler har bekreftet resultatene. Bjerknesforskerne har fått data fra andre forskere, som har utstyrt seler med måleinstrumenter. Selene holder til i iskanten og svømmer også under isen. Men seler lar seg ikke styre.

I hvor stor grad vannet synker lengre inne, i hovedstrømmen, vet de derfor ennå ikke. Det håper de årets glidermålinger skal bidra til å svare på.
 

Les masterstudent Silje Skjelsvik om årets tokt: Rough Seas and Northern Lights
  

Våger seg nærmere

Denne gangen våger de seg nærmere isen. Gliderne har fått ny programvare og skal klare å styre unna isen på egen hånd. Når temperaturen nærmer seg frysepunktet, skal de selv dykke ned eller snu i stedet for å sette seg i fare ved å komme til en overflate dekket av sjøis.

– Vi er tøffere nå, sier Kjetil Våge.

Opprinnelig hadde de sju. En har sunket, og fem fikk tekniske problemer. De har bare én igjen. Den må holde det gående frem til de kan hente den i sommer. Nå er den i nærheten av iskanten, og fra Bergen følger forskerne nøye med den. Under toktet så de den forsvinne under en tunge av is. De mistet kontakten. Først etter et døgn dukket den opp i trygt farvann lengre øst.

– Det fungerte som en drøm.

Jo lengre vest de tør å sende glideren, jo nærmere kommer de hovedstrømmen sørover langs Grønlandskysten. Jo nærmere vil de også kunne komme kunnskap om hvor mye nedsynkningen utenfor Grønlandskysten betyr for havstrømmene i Atlanterhavet.

Referanse

Kjetil Våge, Lukas Papritz, Lisbeth Håvik, Michael A. Spall & G.W.K. Moore (2018): Ocean convection linked to the recent ice edge retreat along east Greenland. Nature Communications, 9. DOI: 10.1038/s41467-018-03468-6

https://www.nature.com/articles/s41467-018-03468-6
 

Denne saken er også publisert på Bjerknessenteret for klimaforskning sine nettsider.