Viden om havisen i Arktis


Introduktion

Havis er det lag af is, der dannes ovenpå havvandet, når det fryser til is. Havisen i Arktis dækker så godt som hele det arktiske ocean om vinteren. Der er tale om enorme arealer. I marts måned, når isen når sin største udstrækning, dækker den et areal på ca. 16 millioner km2. Det svarer til næsten 7 gange Grønlands areal eller mere end 370 gange Danmarks areal.

Når det salte havvand fryser til is, udskilles saltet fra isen til havvandet nedenunder. Forskellen i vægtfylde mellem is og hav gør, at havisen flyder ovenpå. Havisen i Arktis er en dynamisk størrelse, der drives rundt i havet af vind og havstrømme. Desuden vokser og skrumper havisen i takt med årstiderne. Havisen når sit maksimum i marts og sit minimum i september. I september er udbredelsen kun ca. 1/3 af martsudbredelsen.

To mål for havisens udvikling 

Havisen i Arktis har reageret mærkbart på de stigende temperaturer. Der er blevet markant mindre havis i løbet af de seneste 30 år. Der er to centrale mål for havis: Udbredelse og tykkelse.

Udbredelse: Man kan holde øje med udbredelsen af havisen ved hjælp af satellitter. Det har man gjort siden 1979. Man har altså troværdige informationer fra en periode på over 30 år.

Data viser, at isens udbredelse om sommeren nu er blevet næsten 30 % mindre end i begyndelsen af 1980-erne. Udbredelsen af havis om vinteren er også blevet mindre. Her er der forsvundet ca. 10 %. Isudbredelsen satte ny minimumsrekord ved afslutningen af smeltesæsonen i 2012: Det var den laveste isudbredelse observeret siden satellit-overvågning blev taget i brug i 1979. I forhold til den gennemsnitlige udbredelse i perioden 1979-2000, var der tale om en nedgang på hele 49 %.

Figur 1. Satellitovervågning blev muligt i 1979, og figuren viser udviklingen af isdækket ved sommersæsonens afslutning (rød kurve) og vinterens maksimumudbredelse (blå kurve). Selvom isdækket er stærkt varierende fra år til år, så er der en klar nedadgående tendens. Vi har forbedret de algoritmer, der beregner havis-koncentration og - udbredelse. Derfor har vi den 28. juni 2016 opdateret grafikkerne af is- udbredelse med de nye og forbedrede data (læs mere her).
Figur 2. Figuren viser, hvor stor en procentdel af den samlede havis, der udgøres af havis i forskellige aldre. Læg mærke til, hvordan den et-årige is udgør en større og større procentdel. Is, der var mere end 4 år, udgjorde tidligere over 25 %, men nu udgør den kun nogle ganske få procent. (Kilde: NSIDC courtesy J. Maslanik and M. Tschudi, University of Colorado)

Tykkelse: Når man skal vurdere havisens tilstand, er det ikke altid nok at se på udbredelsen. For udbredelsen dækker både over områder med meget tynd is og områder med tyk is. For at få et reelt billede af havisens tilstand bør man vurdere dens volumen, og her er man derfor nødt til også at inddrage isens tykkelse. 

Man skelner mellem et-årig is og flerårig is. Flerårig is smelter normalt ikke væk om sommeren. Den kan derfor opbygge en tykkelse på helt op til 3-4 meter gennem flere vintre.

Også tykkelsen, og dermed alderen, på isen er udsat for målbare forandringer: Isen bliver tyndere og tyndere. Og det isdække, der vokser frem henover vinteren, består i stigende grad af tyndere, et-årig is.

Opgørelser af havisens tykkelse er behæftet med større usikkerhed end opgørelser vedrørende udbredelsen. Det skyldes vanskeligheder med at få pålidelige data. DMI har udviklet en model, som kan beregne havisens tykkelse med udgangspunkt i data fra en prognosemodel fra det europæiske vejrcenter ECMWF (European Centre for Medium-Range Weather Forecasts). 

Betydning af forandringerne

Havisens størrelse på millioner af km2, og størrelsesordenen af de forandringer man allerede har mål på, betyder, at de effekter man kan forvente vil være mærkbare – både i Arktis og udenfor Arktis.

Desuden er forudsigelserne af havisens udvikling i fremtiden, at vi må forvente, at der vil blive stadig mindre. I SWIPA-rapporten fra Arktisk Råd konkluderes det således, at vi må regne med, at havisen om sommeren er så godt som væk indenfor nogle få årtier.

Det har betydning på en række områder:

Dyre- og plantelivet på isen og i de arktiske havområder vil blive påvirket: Der udfolder sig et imponerende liv omkring havisens kanter. Grundlaget for dette liv er næringsstoffer og solens lys. Det får havets planteplankton til at vokse. Næste led i fødekæden er dyreplankton, der lever af planteplankton. Dette dyreplankton er igen grundlaget for de næste led i kæden, bl.a. rejer, fisk, hvaler, hvalrosser og sæler. Øverst i fødekæden finder vi store rovdyr som isbjørnen og mennesket.

Det er meget vanskeligt at forudsige, præcist hvordan det vil udvikle sig. Man ved dog, at de dyr, der bruger havisens overflade til at hvile på (f.eks. hvalrosser) eller til at jage fra (f.eks. isbjørne), allerede har problemer, som vil blive større. Antallet af isbjørne vil falde, og bjørnene vil begynde at søge føde i nye områder – f.eks. meget tættere på menneskelig beboelse.

Når havisen er væk i sommerhalvåret, får havets planteplankton meget bedre mulighed for at opfange solens livgivende energi. Man har målt, at produktionen af planteplankton i 2007 var steget med ca. 23 % i forhold til perioden 1998-2002.

Mennesker i Arktis - udfordringer og muligheder: Et nøgleord til forståelse af de ændrede vilkår for menneskers liv og aktiviteter i Arktis er ”tilgængelighed”. Havisen er i århundreder blevet brugt af indbyggerne i Arktis til transport, jagt og fiskeri. For nogle indbyggere i Arktis er tilgængeligheden til fiskeri, jagt eller i det hele taget at bevæge sig, blevet mere besværlig. I de områder af Arktis, hvor havisen er blevet mindre udbredt eller tyndere, er trafik på isen blevet mere besværligt og endda farligere. 

På den anden side dukker der også nye muligheder op i takt med havisens tilbagegang og med udsigten til endnu mere isfrit hav i fremtiden. Tilgængeligheden til naturressourcer som mineraler, olie og gase og skibsfart bliver lettere. Århundrede gamle drømme om at kunne rejse med fragt- og passagerskibe igennem det arktiske ocean er blevet mere realisable (”Nordøst – ” og ”Nordvest-passagen”). De første kommercielle skibe er allerede rejst fra Europa nord om Rusland til havne i Kina.

Klimatisk betydning

Tabet af havis har potentiale til yderligere at forstærke den globale opvarmning, at ændre klima-systemer og måske endda påvirke cirkulationen i verdenshavene. Allerede nu er det dokumenteret, at tabet af havis i Arktis har skabt en feedback-mekanisme, hvor den manglende havis ”kobler tilbage” til det øvrige arktiske system.

Der er stor forskel på henholdsvis havisens og havets evne til at reflektere solens stråler (”albedo-effekten”). Det mørke hav opsuger energien, hvor den lyse is reflekterer solens stråler tilbage til verdensrummet. Det mindre havisdække om sommeren betyder, at havet optager mere varme fra solen. Særligt i de sene sommermåneder (august og september) oplagres der megen varme i havet.

Denne opvarmning overføres delvist til luften. De øgede temperaturer i luft og hav betyder, at dannelsen af ny havis sker senere på året, end den ellers ville være sket. Det betyder så, at næste sommer, når smeltesæsonen igen sætter ind, er der dannet endnu mindre havis, optøningen går hurtigere, og det mørkere hav vil få endnu bedre mulighed for at opsuge den energi fra solen, som havisen ellers ville have reflekteret. 

Og så er der sat gang i en selvforstærkende proces. I hvilket omfang denne feedback-mekanisme også vil påvirke udenfor Arktis er stadig et af forskningens store spørgsmål.

Når det i forskningsrapporter som fx SWIPA-rapporten, nævnes som en mulighed, at afsmeltningen i Arktis, og ikke mindst af havisen, kan få betydning for havstrømmenes cirkulation i verdenshavene, så skyldes det, at havisen er hovedaktør i en kolossalt vigtig proces. I de arktiske havområder, specielt øst for Grønland, dannes der i forbindelse dannelsen af havis enorme mængder af ”tungt” vand. Det skyldes, at der ved selve havis-dannelsen udskilles salt fra isen. Dette salt gør det omliggende vand tungere, og det synker mod bunden.

Og det gør det i så uhyrlige mængder, at denne proces i Arktis, sammen med en tilsvarende ved Antarktis, driver cirkulationen i verdenshavene. Det kolde vand går i en strøm på bunden af Atlanterhavet. I bl.a. det Indiske Ocean varmes vandet op og kommer op til overfladen, og vender tilbage til den nordlige halvkugle, som det vi normalt kalder Golfstrømmen. En af ”motorerne” i dette system, som populært kaldes ”The Great Conveyor belt” (Det store transportbånd) er havisdannelsen.

I hvilket omfang, ”Det store transportbånd” vil blive påvirket af havisens tilbagegang, er endnu et af forskningen store spørgsmål.

Du kan finde links til uddybende materialer i links-samlingen til venstre.