Klimamodeller undervurderer alvoret i Arktis   

Klimamodeller regnes som gode verktøy for å anslå fremtidens klima og for å forberede oss på effektene. Men det knyttes også usikkerheter til modellene, spesielt i den arktiske regionen, på grunn av relativt få observasjoner av viktige polare prosesser. 

Isdekke, værhardt klima og store områder langt fra folk gjør Arktis mindre tilgjengelig å utforske enn områder på sørligere breddegrader. Dette skaper usikkerhet om konsekvensene av klimaendringene som slår ned med full styrke i Arktis.

– Oppvarmingen går mye raskere enn hva klimamodellene forespeiler, de klarer rett og slett ikke å fange opp de hurtige endringene, sier havforsker Morven Muilwijk fra Norsk Polarinstitutt.

Forskerne bak studiene har studert fremtidsscenarioene til fjorten ulike klimamodeller, deriblant modeller som brukes av FNs klimapanel. De slår fast at modellenes prognoser av fremtidig havtemperatur og havis i Polhavet er for konservative.

– Det relativt varme vannet i polarområdene er både varmere og nærmere havisen i virkeligheten. Vi mener derfor at den polare iskappen vil smelte bort hurtigere enn det klimamodellene viser, sier Céline Heuzé, forsker i klimavitenskap ved Gøteborgs universitet

Resultatene er nylig publisert i to studier i tidsskriftet Journal of Climate (lenker til artiklene nederst i saken). 

Atlantifisering

Forskerne har gjort undersøkelsene fordi de vil bidra til mer presise klimamodeller for Arktis. En sentral svakhet med dagens modeller er hvordan de konkluderer rundt lagdelingen i havet, hevder forskerne.

Muilwijk forklarer atlantifisering, havets lagdeling og hvordan vi forsker på dette i videoen under:

– I det nordlige Barentshavet og området nord for Svalbard, møter det varme atlantiske vannet fra sør et kaldt arktisk vann. Det salte og varme atlanterhavs-vannet er tyngre enn det kalde og relativt ferske vannet i Polhavet. Når de to vannmassene treffes så synker atlanterhavsvannet ned under det arktiske vannet. Siden det atlantiske vannet er salt og tungt, fortsetter det som en dyp havstrøm under det lettere arktiske vannet innover i Polhavet. Det er dette som omtales som lagdelingen i havet, forklarer Muilwijk.

Lagdelinga, med kaldt arktisk vann over varmt atlantisk vann, gjør at havis dannes og dekker overflata.

De siste tiårene har oppvarming og økt tilførsel av varmt atlanterhavsvann fra sørlige strøk ført til svakere lagdeling i Polhavet. Denne nye utviklingen, eller prosessen, omtales som «atlantifisering», som betyr at deler av Polhavet gradvis blir mer og mer lik det nordlige Atlanterhavet.

Atlantifiseringen har stor betydning for økosystemene, fordi sørlige arter trekker nordover og inn i nye leveområder der de konkurrerer om føden med de stedegne artene, som polartorsken. Polartorsken er den vanligste planktonspisende fiskearten i Arktis og den er selv et viktig byttedyr for torsk, sel, hval, sjøfugl og andre dyr i Arktis. Polartorsk er derfor, sammen med lodde, en svært viktig brikke i økosystemet, ikke bare i Barentshavet, men i hele Arktis.

 

Sørlige arter trekker nordover

Forskerne mener at klimamodellene ikke har innlemmet prosessen med lagdeling i tilstrekkelig grad.

Lagdelingen «beskytter» havisen fordi den hindrer at varmen fra det atlantiske laget kan smelte isen nedenfra. Prosessen er svært avgjørende for hvordan havisen utvikler seg. Men det er også viktig hvordan forskerverden forstår endringene i havet. 

– Klimamodellene spriker i utviklingen av denne prosessen. Omtrent halvparten av modellene anslår en økning i lagdeling og den andre halvparten en reduksjon i det kommende århundre. Dette gjør det vanskelig å beregne konsekvensene av fremtidig oppvarming i Arktis, sier Muilwijk.

Spørsmål om tempo

Arktis er et nøkkelområde for å beregne hvor sterk global oppvarming vil bli i fremtiden. Temperaturen har økt nesten fire ganger så raskt i Arktis de siste førti årene som på resten av kloden. Havisen smelter i et urovekkende høyt tempo.

Klimamodellene er samstemte i den generelle og dramatiske utviklingen i Arktis. Flere av dem anslår at de første årene uten havis i Polhavet om sommeren vil kunne oppstå allerede rundt år 2050.

Men prosesser som lagdelingen i havet, kan altså påvirke disse anslagene, understreker forskerne. 

– Usikkerheten i klimamodellene handler i stor grad om hvor raskt endringene vil skje i fremtiden. Hvis lagdeling blir forbedret i samtlige klimamodeller, tror vi prognosene for den arktiske havisen vil se annerledes ut, sier Muilwijk.

Det er komplisert å skulle forutse fremtidig klima. Men det er viktig at prognosene er så gode som mulige. Skal verdens regjeringer og organisasjoner stole på klimamodellene, må de revideres, understreker forskerne.  

– Politikerne rundt i verden bruker klimamodeller som grunnlag for beslutninger. Da er det  viktig at de inneholder minst mulig usikkerhet, sier Morven Muilwijk.

– Vi trenger en klimamodell som er skreddersydd for Arktis, først da kan vi med bedre nøyaktighet si hvordan fremtidens klima vil bli, tilføyer Céline Heuzé.

Trenger mer data

Fremover må det satses mer på forskning og datainnsamling fra Polhavet, mener forskerne. Klimamodellene blir bedre jo mer observasjonsdata de bygger på.  

– Det er stort behov for flere observasjoner fra det sentrale Polhavet, spesielt lange måleserier fra undervannsrigger og data fra vintersesongen, fastslår Morven Muilwijk.

Viktig forskning er i gang. Under fjorårets tokt til Polhavet med forskningsskipet Kronprins Haakon og MOSAiC-ekspedisjonen, der den tyske isbryteren Polarstern ble frosset fast i isen i et helt år, ble det gjort observasjoner og målinger som bidrar direkte til økt forståelse av klimaprosesser og som kan inngå i fremtidige modeller.

Studiene som er publisert i Journal of Climate er støttet av EU-prosjektet CRiceS.

Referanser:

M. Muilwijk,  A. Nummelin, C. Heuzé, I.V. Polyakov, H. Zanowski, and L.H. Smedsrud (2022), Divergence in Climate Model Projections of Future Arctic Atlantification. Journal of Climate

C. Heuzé, H. Zanowski, S. Karam, and M. Muilwijk (2023), The deep Arctic Ocean and Fram Strait in CMIP6 models. Journal of Climate

Andre kilder:

Nature: The Arctic has warmed nearly four times faster than the globe since 1979

Frontiers: Borealization of the Arctic Ocean in Response to Anomalous Advection From Sub-Arctic Seas

Havforskningsinstituttet: Arktis i endring: «Atlantifisering» vil endre økosystem i nord

Havforskningsinstituttet: Dramatisk klimaskifte i det nordlige Barentshavet fra arktisk til atlantisk klima