I en artikkel nylig publisert i fagtidsskriftet Nature Communications skrev vi om et nytt svar på et gammelt klimaspørsmål.

Blant annet viser det seg at lavtrykk som går lenger nord enn normalt gir større varmetap fra havet enn vanlig.

Den norske atlanterhavsstrømmen, ofte bare kalt Golfstrømmen, bringer varmt og salt vann nordover langs Norskekysten og står for hoveddelen av oseanisk varmetransport mot Arktis. Ved inngangen til Barentshavet står strømmen overfor et veivalg: Skal den fortsette nordover og dermed strømme inn i Arktis gjennom det dype Framstredet, eller skal den svinge mot øst og ta veien gjennom det grunne Barentshavet?

Helt siden Fridtjof Nansen seilte over Polhavet med Fram har vi visst at én del fortsetter nordover, mens en annen del bøyer av og renner gjennom Barentshavet. I dag vet vi også at disse to greinene er omtrent like sterke. Det er imidlertid en viktig forskjell på disse to rutene. I Framstredet ”dukker” strømmen under og isoleres av det ferskere og lettere overflatevannet i Polhavet. Derfor beholder det mye av sin varme. I det grunne Barentshavet hindrer vind og tidevann en tilsvarende isolering.

Dermed avgir barentshavgreinen en varmemengde til luften som tilsvarer omkring 3500 ganger Norges totale energiforbruk – før den når Polhavet. De to greinene styrer altså hvor mye av restvarmen fra Golfstrømmen som entrer Polhavet. Inntil nå har ingen kunnet gi noen god forklaring på hva som bestemmer styrkeforholdet dem imellom.

Mot høyre

På sin ferd med Fram observerte Nansen at isfjellene drev svakt mot høyre i forhold til vindretningen. Han fikk engasjert en ung svenske ved navn Vagn Walfrid Ekman, som var student hos Wilhelm Bjerknes, til å finne en forklaring på dette fenomenet. Ekman kom frem til at den vinddrevne vanntransporten i øvre del av havet vil være til høyre for vindretningen (på den nordlige halvkule, til venstre på sørlige halvkule). Det skyldes friksjon og jordens rotasjon (Corioliskraften).

I atmosfæren blåser vinden mot klokken rundt et lavtrykk. Derfor vil et lavtrykk som blir liggende over de grunne områdene i det nordlige Barentshavet ”tømme” dette området for vann og havoverflaten vil synke. Resultatet av dette blir at framstredetgreinen svekkes. Innstrømningen til Barentshavet får derimot et ekstra bidrag (se figur).

Direktemålinger

For å studere denne mekanismen har vi benyttet oss av både direktemålinger av havstrømmen like sør for Bjørnøya og en havmodell hvor temperatur, saltholdighet og strøm beregnes på et fire kilometers rutenett. Observasjonene viser tydelige ”pulser” hvor strømmen sør for Bjørnøya snur og renner østover. Ifølge modellen fører lavtrykksaktivitet til lavere vannstand over hele det nordlige Barentshavet, som i neste omgang forårsaker de observerte pulsene.

Modellen viser også at denne responsen er tydelig i form av en endring i sirkulasjonen rundt hele den nordlige Barentshavssokkelen.

Ved hjelp av modellen er det også mulig å beregne effekten av slike hendelser. Ifølge både modellen og observasjoner er temperaturforskjellen mellom framstredetgreinen og Barentshavsgreinen cirka tre grader Celsius når de to greinene møtes igjen i Polhavet.

En reduksjon på mellom en halv og én Sverdrup av framstredetgreinen til fordel for barentshavsgreinen, tilsvarer at varme i størrelsesorden 500 ganger Norges energiforbruk forsvinner opp i atmosfæren over Barentshavet i stedet for å strømme inn i Polhavet. (1 Sv = 106 m3/s; etter den norske oseanografen Harald U. Sverdrup.)

Bedre klimamodeller

Den ekstra innstrømningsgreinen i Barentshavet gjør at det varme Atlanterhavsvannet kommer nærmere Polarfronten og iskanten i det nordlige Barentshavet. Grunnet sesongmessige svingninger i lavtrykksaktiviteten i dette området, forekommer disse hendelsene nærmest utelukkende i løpet av vinterhalvåret. Dette kan ha betydning for isdekket i Barentshavet.

Det representerer også en mulig feilkilde i klimamodellene, dersom de ikke er i stand til å gjenskape denne mekanismen for eksempel som følge av for grov oppløsning. Med denne nye kunnskapen kan vi ta pulsen på klimamodellene og deres evne til å gjenskape klimaprosesser i Arktis. Forhåpentlig kan dette bidra til å gi bedre fremskrivinger av arktisk klima, hvor blant annet isdekke har vist seg å være en utfordring for klimamodellene.

Kan påvirke mattilgangen

Atlanterhavsvannet bringer ikke bare med seg varme, det transporterer også store mengder næringssalter og dyreplankton fra Norskehavet og inn i Barentshavet. Hendelsene med innstrømning like sør for Bjørnøya bringer derfor næringssalter og – avhengig av sesong – dyreplankton østover langs Spitsbergenbanken, som er et av de mest biologisk produktive områdene i hele Arktis.

Endringer i innstrømningsmønster her kan dermed få betydning for den romlige fordelingen av næringsstoffer for planteplankton og dermed tilgangen på mat for resten av livet i havet, blant annet kommersielle fiskebestander.

Økt forståelse av koblingen mellom fysiske mekanismer og biologiske prosesser i dette området burde derfor være av stor interesse for et bredt spekter av havforskere så vel som forvaltere av våre marine ressurser.

Referanse:

Lien VS, Vikebø FB and Skagseth, Ø. One mechanism contributing to co-variability of the Atlantic inflow branches to the Arctic. Nature Communications, 4, 1488 (2013). doi: 10.1038/ncomms2505