Raske endringer i Isfjorden

Gjennom hele november 2014 har store deler av Isfjorden blitt observert med to sjøglidere (Slocum Glider) som kan «fly» gjennom vannsøylen ned til 200 meter. Temperaturmålingene viser at varmt vann fremdeles dominerer med en gjennomsnittstemperatur på over 2 grader celsius i de øvre 100 meterne og over 4 grader celsius i laget under. Høye temperaturer er dårlige nyheter for vinterens sjøis, men positive tendenser er mulig å spore i saltinnholdsdataene. Etter et år med størst innflytelse av varmt og salt Atlanterhavsvann ser det nå ut som at Kyststrømmen bringer med seg ferskere vann som legger seg som et lokk over det varmeste vannet og i fremtiden kan lage en barriere for innstrømming av mer Atlanterhavsvann.

Varmeutveksling mellom hav og atmosfære, og dannelse av sjøis, er viktige tema som undervises i Unis-kurset AGF-311/811 «Air-Ice-Sea Interaction II» innen Arktisk Geofysikk (AGF). Det har vært lite sjøis rundt Svalbard de siste åtte årene, og årets kurs hadde fokus på hvorfor isen i Arktis er i ferd med å tynnes og hvorfor sjøisdekket i fjordene på Svalbard er betydelig redusert, og i noen år ikke-eksisterende. Læringsprosessen i alle Unis-kurs er bygget rundt feltarbeid og i høst har vi konsentrert oss om sesong- og månedsvariasjoner i Isfjordsystemet og på sokkelen langs Vest-Spitsbergen. For å kunne observere responsen til havet og Isfjorden på de mange sterke lavtrykkspassasjene vi har i perioden november-februar hvert år fikk studenter og lærere mulighet til å prøve ut ny teknologi i både hav og atmosfære. For første gang ble det benyttet en Slocum sjøglider (Slocum Glider) i Isfjorden, og de to som var tilgjengelig fra glidersenteret NACO (Norwegian Atlantic Current Observatory, http://naco.gfi.uib.no) hadde som oppgave å måle temperatur, saltinnhold, oksygen og strømhastighet i hele fjorden og i Isfjordrenna. Gliderne ble satt ut 7. november og siste glider ble hentet opp 1. desember. Etter utsetting ble de styrt fra en datamaskin via iridiumnettverket til å gå sikksakkmønster i vannsøylen ned til 200 meters dyp langs faste snitt som vi også repeterte med Unis’ forskningsfartøy «Viking Explorer» for å sammenligne datakvalitet. Samtidig, og i samme området som gliderne «fløy» gjennom vannsøylen ble en SUMO (Small Unmanned Meteorological Observer), et fjernstyrt luftfartøy med meteorologiske sensorer, benyttet. Dette gir muligheter til å studere varmetapet fra havet til atmosfæren og hvordan dette avkjøler fjorden og oppvarmer luften i de marine områdene langs Vest-Spitsbergen.

Temperaturmålingene i Isfjorden fra november viser at et øvre lag som går ned til ca. 100 meters dyp hadde en temperatur på over 2 grader celsius og at laget under hadde en temperatur på over 4 grader celsius. Vannet i nedre lag er Atlanterhavsvann som stammer fra den relative varme og salte Vest-Spitsbergenstrømmen som går langs sokkelkanten til Spitsbergen og inn i det Arktiske basseng. Det sirkulerer altså et varmerreservoar i de dypere lag av Isfjorden som lett kan blandes opp til overflaten under værtyper med sterke vinder eller med kraftig avkjøling av havoverflaten. Men 2 grader celsius i et 100 meters tykt overflatelag i november er også varmt for årstiden. Avhengig av værtypen og lufttemperaturen, vil det ta fire til åtte uker å kjøle dette vannet ned til frysepunktstemperaturen hvis ikke overflatelaget i fjorden får tilført ny varme fra laget under eller sokkelen utenfor. Desember har ikke vært kald nok til at Isfjorden har nådd sitt frysepunkt, men i sidefjordene Dicksonfjorden og Billefjorden kan overflatelaget nærme seg frysepunktstemperaturen siden varmere vann blir hindret i å strømme inn og nedre lag består av kaldt vintervann fra forrige vinter. Dicksonfjorden og Billefjorden er de to eneste sidefjordene i Isfjordsystemet som har en terskel. En terskel er en moreneavsetning ved munningen av fjorden, nærmest som en undersjøisk fjellrygg på tvers av fjordåpningen, og fungerer som en barriere for utveksling av vann mellom disse sidefjordene og det varme Atlanterhavsvannet som sirkulerer i selve Isfjorden. Det er derfor enklere å avkjøle vannmassene i disse terskelfjordene om vinteren, og dette er grunnen til at vi ser isdannelse i Dicksonfjorden og Billefjorden på sjøiskarten fra met.no sin istjeneste. Tempelfjorden har ikke en terskel og er dermed mer utsatt for det varme vannet som sirkulerer i Isfjorden.

Saltmålinger i Isfjorden gjort av Geofysikkavdelingen ved Unis i april, august og november 2014 viser at sjøvannet i Isfjorden er det mest salte sammenlignet med data fra de siste 30 årene. Som rapportert i Svalbardposten nr. 16 i 2014 var saltinnholdet i store deler av fjorden på over 34.9, noe som betyr at kilden til dette vannet er Atlanterhavsvann. I august var saltinnholdet steget til over 35.0, med unntak av et mindre salt og tynt overflatelag som skyldes ferskvannstilførsel fra breer og elver. Saltmålingene fra november 2014 viser derimot en mer positiv trend for et mulig isdekke for denne vinteren eller neste vinter. Under feltkampanjen i kurset observerte vi en mindre salt vannmasse som sirkulerer i Isfjordens overflatelag. Etter et år med mest innflytelse fra Atlanterhavsvannet ser det nå ut til at Kyststrømmen bringer med seg vann med lavere saltinnhold. Dette vannet har muligheten til å strømme inn i fjordene langs Vest-Spitsbergen. Et mindre salt (og lettere) overflatelag kan legge seg som et lokk over det tyngre, varme Atlanterhavsvannet og hindre oppblanding til overflaten, og i fremtiden kan dette også danne en barriere for innstrømming av mer varmt Atlanterhavsvann.

Mer ferskvann i Kyststrømmen skyldes at sjøisen er kommet lenger sør i den nordvestlige delen av Barentshavet og i Storfjorden. Her møter sjøisen det varme Atlanterhavsvannet som smelter isen (tilnærmet ferskvann) og en får dannet et mindre salt og lettere vann som legger seg på overflaten. Dette vannet strømmer rundt Sørkapp og videre med Kyststrømmen langs Vest-Spitsbergen. Sjøisdekket for hele Arktis i november 2014 var det 9. laveste dekket som er observert siden satellittmålinger av sjøis startet i 1978. Dette er en forbedring fra 2013 og skyldes i hovedsak at sjøisdekket for november 2014 i Barentshavet, Framstredet (Øst Grønland) og Karahavet landet på normalen. Det vil si at sjøisdekket ble likt med et 30-års middel (1981-2010) og dette har ikke forkommet de siste foregående vintrene i disse områdene. Den positive tendensen har dessverre ikke fortsatt inn i det nye året siden sjøisdekket i Barentshavet og nord for Svalbard nå viser et mindre areal en det som regnes som normalt. Men situasjonen kan snu seg raskt med vind fra nord og kaldere luft masser over disse områdene. Det vi må unngå er vind fra sør som bringer med seg varm luft, skubber polisen nordover og presser inn mer varmt vann i fjordene langs Vest-Spitsbergen.

Endringene vi ser i vannmassene og sjøisdekket rundt Svalbard observeres gjennom tre ulike men samkjørte prosjekter vi er involvert i ved Geofysikkavdelingen på Unis. Forskningsrådsprosjektet REOCIRC (Remote Sensing of Ocean Circulation and Envioronmental Mass Change) har som mål å ta i bruk og utvikle nye metoder for kontinuerlige observasjoner av den kalde Kyststrømmen på sokkelen og den varme Vest-Spitsbergenstrømmen langs sokkelkanten. Prosjektet er i ferd med å utvikle en database for temperatur- og saltmålinger rundt Svalbard som skal brukes til å forklare endringer i havtemperatur og saltinnhold på sokkelen langs Vest-Spitsbergen de siste 20 til 30 årene. Gjennom samarbeid med polske forskere i prosjektet AWAKE2 har vi også et sterkt fokus på hvordan vann på sokkelen trenger inn i fjordene og påvirker sjøis og smelting av breer. Hornsund og Isfjorden blir benyttet som et naturlig laboratorium for disse prosessene, og en sjøisdatabase for fjordene er under utvikling. Gjennom samarbeid med russiske forskere og forskningsrådsprosjektet GrønnBille (The Oceanography of Grønfjorden and Billefjorden) har vi som mål å koble norske og russiske data sammen for å bedre forstå endringer i Isfjordsystemet og effekten dette har på biologien. Mer spesifikt er målet å forstå hvordan år til år variasjoner og trender i de fysiske parameterne (som f. eks temperatur, saltinnhold og sjøisdekket) påvirker starten på våroppblomstringen i Billefjorden og Grønfjorden. Resultater fra de nevnte tre prosjektene vil til sammen øke kunnskapen om vekselvirkninger mellom atmosfære og hav, om vannutvekslingen mellom fjord og sokkel, og om hvordan det er med på å styre år til år variasjoner og langtidstrender i isdekket rundt Svalbard.

Til sist vil vi gi en stor takk til Lufttransport, redningsmannskapet og Unis logistikk for all hjelpen og utføringen av et perfekt redningsoppdrag på Slocum glideren Snotra som dessverre fikk problemer med inntak av vann ved munningen av Isfjorden.

Om forfatterne:
Professor Frank Nilsen ved Unis, forsker Ragnheid Skogseth ved Unis, førsteamanuensis Marius O. Jonassen ved Unis, forsker Stefan Muckenhuber ved Nansensenteret for miljø og fjernmåling, tekniker og gliderpilot Erik Magnus Bruvik ved GFI, UiB og NACO.