Kartlegging og varsling av bølgers innvirkning på sjøis i et Arktis i endring

Sjøisen i Arktis har minket kraftig de siste tiårene. Polhavet forventes faktisk å være isfritt om sommeren mot slutten av dette århundret. Denne drastiske nedgangen har åpnet opp store havområder som i større grad påvirkes av vind, noe som igjen fører til større bølgeaktivitet. Dette skaper en vekselvirkning, som igjen vil påvirke sjøisen. Spørsmålet er i hvilken grad dette vil påvirke sjøisutbredelsen og klimaet.

Varsling av fremtidige forhold blir stadig viktigere. Bølger oppstår i åpent hav, men kan forplante seg inn i iskantsonen, som er overgangen mellom åpent hav og fast is. Denne sonen er dominert av isflak med ulike størrelser som flyter på havoverflaten. Når bølgene når iskantsonen, brytes store isflak ned til mindre biter. Mindre isbiter smelter raskere enn større, noe som gjør at isen forsvinner raskere. Som en følge av dette eroderer bølger fast is, noe som gjør at sjøisen krymper og området med åpent hav øker. Mer åpent havområde vil bety flere bølger, og dermed mer smelting: Dette kan skape en positiv tilbakekoblingssløyfe som kan fremskynde forsvinningen av sjøis.

Fordi bølger har stor påvirkning på sjøisen, er det av stor betydning at bølgeaktivitet blir inkludert i sjøisvarsler. Forskere ved Nansensenteret har særlig ekspertise på hvordan bølger forplanter seg inn i sjøisen og hvilken påvirkning dette gir. Det arbeides stadig med hvordan disse prosessene kan inkluderes i sjøismodeller for å gi bedre varsler.

Gjennom Young Researcher Talents prosjekt «ForWard», vil forskere ved Nansensenteret arbeide med å forutsi påvirkningen av bølger ved minkende sjøis i Arktis. Prosjektleder Guillaume Boutin og hans kollegaer benytter senterets sjøismodell, neXtSIM, i kombinasjon med en bølgemodell for å skape en mer realistisk representasjon av samspillet mellom bølger og is. Dette muliggjør en to-veis interaksjon mellom bølger og sjøis og er en unik tilnærming som kan gi mer pålitelige varsler fremover. Gjennom prosjektet skal endringene i Polhavet de siste 30 årene analyseres, og gjennom dette skal det forutses hva som kan skje de neste 50 årene.

Gjennom ForWArd-prosjektet håper vi å forstå i hvor stor grad bølger påvirker sjøis, og hvordan denne påvirkningen vil utvikle seg. Dette er viktig kunnskap for å predikere fremtidige endringer i Arktis. Pålitelige varsler er av stor betydning for skipstrafikk og annen aktivitet i og nær iskantsonen.

Nøkkelforskere: Guillaume Boutin, Timothy Williams, Richard Davy, Heather Regan

ForWArd prosjekt

Med reduksjon av Arktisk sjøis de siste tiårene, og forventninger om at trenden vil fortsette i fremtiden, blir Polhavet stadig mer utsatt for større bølger. I prosjektet «Forecasting wave impact as Arctic sea ice declines» vil man vurdere bølgenes innvirkning på sjøisens utvikling i det stadig røffere Polhavet. I ForWArd samarbeider forskerne fra Nansensenteret, Meteorologisk institutt og Woods Hole Occeanographic Institution. Les mer her.

Banebrytende forskning på bølger og modellering

Williams, T. D., Bennetts, L. G., Squire, V. A., Dumont, D., & Bertino, L. (2013a). Wave–ice interactions in the marginal ice zone. Part 1: Theoretical foundationsOcean Modelling71, 81–91.

Williams, T. D., Bennetts, L. G., Squire, V. A., Dumont, D., & Bertino, L. (2013b). Wave–ice interactions in the marginal ice zone. Part 2: Numerical implementation and sensitivity studies along 1D transects of the ocean surfaceOcean Modelling71, 92–101.

Williams, T. D., Rampal, P., & Bouillon, S. (2017). Wave-ice interactions in the neXtSIM sea-ice modelThe Cryosphere Discussions, 1- 28.

Boutin, G., Williams, T., Rampal, P., Olason, E., & Lique, C. (2021). Wave–sea-ice interactions in a brittle rheological framework. The Cryosphere, 15(1), 431–457.

Boutin, G., Williams, T., Horvat, C., & Brodeau, L. (2022). Modelling the Arctic wave-affected marginal ice zone: A comparison with ICESat-2 observations. Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 380(2235), 20210262.