Klimamodellering og -analyse

Naturlige variasjoner

Undersøkelser fra sedimentprøver og iskjerner viser at det har vært store svingninger i jordas klima opp gjennom historien. Informasjon fra mange ulike geologiske datakilder gir sammen med matematiske modeller og geofysisk tolkning grunnlag for å fastslå mekanismene bak klimavariasjonene. For eksempel vet vi at de siste 2mill år har vært kaldere enn den foregående tidsalderen, og at klimaet i denne periode har vekslet mellom kalde istider og varme mellomistider. Vi vet i dag at disse svingningene skyldes variasjoner i baneparametrene (jordaksens helning, jordens bane rundt solen og den såkalte ekliptikken). Mindre svingninger i klimaet over kortere tidsrom er også av stor interesse. I nyere historie kjenner mange til at vikingtida var mild, at det etter vikingtiden kom en kuldeperiode som blir kalt for den lille istiden, og at vi i den senere tid har fått det varmere igjen. Vi vet ikke sikkert hva som var årsaken til alle variasjonene, men en mulig årsak er naturlige variasjoner i styrken på Golfstrømmen.

Klimaendringer i våre områder

Klimaforskningen ved Geofysisk Institutt er først og fremst konsentrert om klimaendringer og klimavariabilitet på tiårs- og opp til hundreårskala i våre nære område, det vil si Nord-Atlanteren, Nord-Europa og Arktis. I mange tilfeller vil variasjoner i klimaet et sted ha sammenheng med variasjoner over et mye større område, og ofte også i område som ligger langt borte. Hos oss er mye av klimavariasjonene styrt av den Nord Atlantiske Oscillasjonen (NAO). Denne uttrykker grovt sett at når vi observerer at lufttrykket nord i Nord-Atlanteren (rundt Island) er lavere en normalt så sammenfaller dette svært ofte med at lufttrykket lengre sør i Nord-Atlanteren (ved Azorene) er høyere enn normalt. Vi ser like ofte perioder med den motsatte situasjonen; at når lufttrykket ved Island er høyere enn normalt vil lufttrykket ved Azorene være lavere enn normalt. Denne storstilte svingningen i lufttrykk vil organisere skift mellom typiske vind, temperatur og nedbørsmønstre. Hvorfor en betydelig del av klimavariabiliteten organiserer seg slik og hvilke fysiske mekanismer som ligger bak NAO er spørsmål som vi ennå ikke har tilfredsstillende svar på. Vi vet imidlertid at klimasvingningene påvirker havstrømmene i Atlanterhavet og vi har god innsikt i hvordan havet responderer på svingninger i NAO. I hvilken grad- og eventuelt hvordan Atlanterhavet virker tilbake på atmosfæren (og NAO) har en liten kunnskap om. Paradoksalt nok er det mye som tyder på at forhold svært langt borte, for eksempel sjøtemperaturene i det  Indiske hav,   kan være en styrende faktor for NAO og dermed hvor mye nedbør vi får om vinteren.

Hav - is - atmosfære

Stikkord for forskningstemaer ved Geofysisk Institutt er vekselvirkning mellom hav is og atmosfære i nordområdene og kartlegging av fysiske årsaker bak NAO. Et sentralt verktøy i denne forskningen er en global numerisk hav-is-atmosfæremodell som delvis er utviklet i Bergen i et samarbeid mellom Nansensenteret og Geofysisk Institutt. En slik modell simulerer tidsutviklingen av tilstandene i hav og atmosfære og er et nyttig redskap til å oppnå kunnskaper om årsaksammenhenger i klimasystemet. De brukes i stor grad på samme måte som et laboratorium der en kan sette opp eksperimenter for å isolere effekten av enkelt prosesser. Slike modeller blir også mye brukt til å simulere framtidig klimautvikling med gitt scenario av drivhusgasskonsentrasjoner. I begge tilfeller vil resultater fra modelleksperimenter bli sammenholdt med observasjoner for å vurdere hvor realistiske modellene er.

Prosjekter