Forskere ved Nansensenteret har sendt lydsignaler på tvers av Polhavet, over avstander tilsvarende strekningen Bergen – Lisboa. Eksperimentet viser at akustiske målinger kan gi presise, helårlige observasjoner av temperaturvariasjoner under sjøisen.
For å forstå og dokumentere de raske endringene i Arktis er det avgjørende med gode og kontinuerlige observasjoner. Samtidig er store deler av havet er skjult under is mesteparten av året. Det gjør det svært vanskelig å måle endringer i temperatur og havstrømmer. Tradisjonelt måler man forholdene i havet gjennom punktmålinger med instrumenter som er enten fast forankret til havbunnen eller som driver fritt i vannmassene. Satellitter kan gi gode observasjoner av overflaten, men under sjøisen kreves det andre metoder.
Akustisk termometri som hjelp
I CAATEX‑eksperimentet brukte forskerne et «akustisk termometer». Ved å sende lydsignaler gjennom vannmassene kunne de måle hvor raskt lyden beveger seg – en hastighet som varierer med temperaturen i havet. Akustiske termometre gir oss nøyaktig måling av havtemperaturer over svært store avstander. Denne type storskalamålinger utfyller punktmålinger på en svært god måte.
Lydbølger kan måles over 2 600 kilometer unna kilden
Fra 2019 til 2020 var seks bunnforankrede rigger plassert i Polhavet, tre nord for Svalbard og tre nord for Alaska. Hver rigg stod omlag 4000 m opp fra havbunnen, og var utstyrt med 40 instrumenter for måling av ulike forhold i havet, og på forskjellige dyp. Det som særpreget CAATEX-eksperimentet var at to av de seks riggene var utstyrt med hver sin lydkilde. Hver tredje dag sendte disse ut signaler med en frekvens rundt 35 Hz, som ble fanget opp av instrumentene på de øvrige riggene. Signalene kunne registreres over avstander på mer enn 2 600 kilometer fra en lydkilde nord for Svalbard.
Store variasjoner gjennom året
Målingene som gjøres over avstander på 2 600 kilometer tar rundt en halv time. På denne tiden endrer havet seg lite, slik at vi får et nærmest øyeblikksbilde av havtemperaturen. Samtidig viser målingene at lydhastigheten i havet under sjøisen varierer betydelig gjennom året. Disse variasjoner viser endringer i havet som ingen andre observasjoner fanger opp.
Et første skritt – temperatur kommer senere
I en nylig publisert studie er fokuset på hvor fort lyden brer seg i Polhavet. Neste steg er å bruke disse målingene til å beregne gjennomsnittlig lydhastighet for ulike dyp i havet, tvers over Polhavet, og dermed også få et mål for havtemperaturen.
En metode for fremtiden
Bruken av lyd for temperaturmålinger gir noe forskerne lenge har manglet i Arktis: stabile og presise målinger av temperatur over store havområder, og for hele året. Når temperaturdataene foreligger, vil de gi viktig informasjon om hvordan hele Polhavet endrer seg gjennom året, og fra år til år. Slike storskalamålinger er viktige for klimaforskningen, både for å overvåke klimaendringer og for å validere og forbedre modellsystemer. For å fange opp de langsomme endringene i klima, er det nødvendig å gjenta målingene. Det er nå fem år siden CAATEX og forskerne fra Nansensenteret arbeider sammen med internasjonale partnere for å få finansiering til gjentagelse av målingene.
Nøkkelforskere: Hanne Sagen, Espen Storheim, Stein Sandven
