Den første bølgesensoren ble satt ut på et isflak og beveger seg nesten som en bølgebøye i åpent hav. (Foto: Lars R. Hole, Meteorologisk institutt)
Den første bølgesensoren ble satt ut på et isflak og beveger seg nesten som en bølgebøye i åpent hav. (Foto: Lars R. Hole, Meteorologisk institutt)

Bølger i isen påvirker Arktis. Å forstå isdønningene kan forbedre værvarsler og klimamodeller.

POPULÆRVITENSKAP: Ved hjelp av fire kofferter med spesiallagde instrumenter inni har vi målt hvordan bølger beveger seg gjennom isen.

Bølger og is er viktige for utviklingen av været på kort sikt og klimaet på lang sikt. Værvarslene er dårligere i nordområdene enn lengre sør, blant annet fordi vi ikke forstår samspillet mellom is, bølger, hav og atmosfære godt nok. Nå måler vi bølger i isen for å forbedre værvarslene.

Isen bølger. Dønningen fra fjerne stormer kan kjennes langt innover det isdekte polhavet. Havisen demper bølgene, men bølgene påvirker også isen. Litt på samme vis som at du hører bassen når naboen har fest, men ikke de lyse tonene, vil de lengste bølgene trenge lengst inn i isen. Disse lange bølgene kan stue opp og brekke opp isen. Dette er viktig for klimaet i polhavet og betyr at en enkelt storm på dramatisk vis kan flytte isgrensen ved hjelp av bølgene den forårsaker.

Derfor er det viktig å ta hensyn til endringer i bølgeklimaet når vi skal forutsi fremtidens isdekke.

En koffert på isen

Satellittmålinger gjør at vi kan overvåke utbredelse og drift av sjøis, men for å måle bølger må vi sette føttene på isen. I samarbeid med det nasjonale prosjektet Arven etter Nansen har Universitetet i Oslo derfor utviklet en bølgesensor som kan måle de ørsmå akselerasjonene som bølger i is gir.

Instrumentet får plass i en pelikankoffert og består av et akselerometer, en ultrapresis utgave av den måleren som sitter smarttelefonen din og som gjør at du på slutten av dagen vet hvor mange skritt du har tatt. Dermed kan vi måle bølgebevegelse, og med GPS ser vi hvordan isen driver. Er vi heldige, kan kofferten bli liggende og måle i månedsvis.

Bølgesensorene utviklet ved Universitetet i Oslo får plass i en liten pelikankoffert og kan legges på isen. I kofferten sitter en Raspberry Pi datamaskin som gjør prosesseringen av målingene av de ørsmå akselerasjonene som bølgene påfører isen. Posisjonen blir logget med GPS og det hele sendes tilbake via Iridiumsatellittene. (Foto: Atle Jensen, UiO)
Bølgesensorene utviklet ved Universitetet i Oslo får plass i en liten pelikankoffert og kan legges på isen. I kofferten sitter en Raspberry Pi datamaskin som gjør prosesseringen av målingene av de ørsmå akselerasjonene som bølgene påfører isen. Posisjonen blir logget med GPS og det hele sendes tilbake via Iridiumsatellittene. (Foto: Atle Jensen, UiO)
Det nye forskningsfartøyet R/V Kronprins Haakon på tokt i isen nord for Svalbard i september 2018. (Foto: Øyvind Breivik, Meteorologisk institutt / UiB)
Det nye forskningsfartøyet R/V Kronprins Haakon på tokt i isen nord for Svalbard i september 2018. (Foto: Øyvind Breivik, Meteorologisk institutt / UiB)

Vi brukte disse målerne for første gang sist september. Da gjennomførte Arven etter Nansen - prosjektet et tokt med det nye forskningsfartøyet R/V Kronprins Haakon nord for Svalbard. Skipet gikk inn i drivisen og videre inn i fast is.

Fire sensorer ble satt ut, den første på et tynt isflak og den siste i over to meter tykk is.

Stiv kuling i isødet

Så var det bare å vente på uvær … som kom bare dager etter at skipet hadde forlatt området. 23.−24. september blåste det opp til kuling. Våre fire bølgemålere hadde da drevet en betydelig distanse siden de ble satt ut en uke tidligere.

I åpent hav var bølgehøyden over tre meter, mens innover i isen viste målerne hvordan høyden på bølgene avtok til under meteren. Bølgehøyden avtar altså markant innover i isen.

Isen var over to meter på det tykkeste stedet en bølgesensor ble plassert. (Foto: Lars R. Hole, Meteorologisk institutt)
Isen var over to meter på det tykkeste stedet en bølgesensor ble plassert. (Foto: Lars R. Hole, Meteorologisk institutt)

Vær, klima, is og bølger

Bølgemålingene vil bli brukt til å forbedre våre bølgevarsler. Dagens varsler tar nemlig ikke hensyn til demping av bølger i isen. Først når bølgemodellene kan simulere hvordan bølger dempes i is kan vi lage et varsel av bølger i is. Og når vi har det kan vi bedre forstå hvordan bølger påvirker isen.

Dette vil hjelpe oss med å forbedre både varsler av isutbredelse og også av været − for været påvirkes voldsomt av om det er is eller åpent hav i bånn. Og sist, men ikke minst, klimaet: Klima er hvordan været oppfører seg i gjennomsnitt, eller «Klima er det du forventer, vær er det du får», som A.J. Herbertson skrev i 1901.

Forbedrer vi isvarsler og værvarsler ved å modellere hvordan bølger dempes i isen kan vi derfor også forbedre klimamodellene. Vel verd en tur i isødet med fire pelikankofferter!

R/V Kronprins Haakon gikk fra Longyearbyen og nesten til 82.5 °N. Den nordligste ekskursjonen var utelukkende for å sette ut bølgesensorene, vist med stjerner. Den første (merket 1) ble satt ut på et isflak. Den siste (merket 4) ble satt ut i fast is. Kartet viser isdekket målt med det optiske MODIS-instrumentet 19. september (det er lett skydekke over åpent hav på bildet). (Foto: NASA Terra / Modis )
R/V Kronprins Haakon gikk fra Longyearbyen og nesten til 82.5 °N. Den nordligste ekskursjonen var utelukkende for å sette ut bølgesensorene, vist med stjerner. Den første (merket 1) ble satt ut på et isflak. Den siste (merket 4) ble satt ut i fast is. Kartet viser isdekket målt med det optiske MODIS-instrumentet 19. september (det er lett skydekke over åpent hav på bildet). (Foto: NASA Terra / Modis )