Varmt vann dominerer fjordene på Svalbard

Måling av havtemperatur fra desember 2011 til desember 2012 i fjorder rundt Svalbard, viser at varmt vann fremdeles dominerer. Dette vil spille en avgjørende rolle for dannelse av sjøis den kommende vinteren. Måleprogrammer i Adventfjorden og Billefjorden følger med på utviklingen i vannmassene og den til nå ukjente biologiske aktiviteten som foregår i mørketiden.

Har du lurt på hvorfor det er lys utpå sjøen utenfor flyplassen hver uke? Og hvorfor folk skal ut med en Polarcirkel midt på mørke, kalde vinteren? Svaret er at biologer og oseanografer ved UNIS følger med på hvordan vannmassene i Isfjorden endrer seg, og hvordan dette påvirker livet i sjøen. Gjennom det siste året har vi samlet inn prøver av vann, mikro­organismer og dyreplankton ukentlig i Adventfjorden utenfor Hotellneset og månedlig i Adolfbukta i Billefjorden. For å få sammenhengende informasjon om hva som skjer i sjøen, har vi i tillegg satt ut flere sjøobservatorier som er forankret på sjøbunnen og forsynt med instrumenter som kontinuerlig (hvert tiende minutt) måler blant annet sjøtemperatur, saltinnhold, strøm og lys. For øyeblikket står det en rigg i munningen av Isfjorden (siden 2010), en i Adolfbukta (siden 2008), to i Kongsfjorden (siden 2002) og en i Rijpfjorden (siden 2006).

UNIS leder flere store forskningsprosjekter som startet opp i perioden 2010- 2012. Felles for disse er at de fokuserer på sesongvariasjon i havet, og da spesielt biologiske prosesser i mørketida. Siden det er tynt med prøver og observasjoner fra polarnatta, finnes det svært begrenset kunnskap om denne årstiden. Dette er noe vi på UNIS, som er tilstede her hele året, har en unik mulighet til å gjøre noe med.

Målinger av temperatur og saltinnhold i Isfjorden og dens sidefjorder viser at det fremdeles er varmt vann i systemet. Det er ikke uvanlig med varmt vann i Isfjorden, men det spesielle nå er at varmen finnes ganske høyt opp i vannsøylen, bare fra 60 til 70 meter under vannoverflaten. For å få en forklaring på dette må vi se tilbake på starten av året. I løpet av januar og februar 2012 var det sørlige vinder som dominerte og førte varme og våte luftmasser til Svalbard. Vind fra sørøst betyr at vinden blåser parallelt med vestkysten av Spitsbergen, noe som fører til endringer i strømningsmønsteret på sokkelen utenfor kysten. Det varme atlanterhavsvannet i Vest-Spitsbergenstrømmen blir i slike situasjoner presset inn på sokkelen, og Isfjordrenna leder det varme vannet helt inn til Isfjorden. Første tegn på denne havresponsen kan vi se i midten av januar 2012 i dataene fra sjøobservatoriet i munningen av Isfjorden. Her blir hele vannsøylen, som er nær frysepunkttemperaturen, erstattet av varmere og saltere vann fra Vest-Spitsbergenstrømmen. Deretter ser vi samme tendens i dataene fra sjøobservatoriene i Kongsfjorden med innstrømming av varmere og saltere vann i begynnelsen av februar 2012.

I midten av februar 2012, nådde det varme vannet målestasjonen i Adventfjorden utenfor Hotellneset. Man ser tydelig fra data i Adventfjorden (Figur 1) at den avkjølende vannsøylen ble avbrutt av varmt vann som strømmet inn i hele Isfjorden, fra topp til bunn. Dette varme vannet har blitt værende i fjordsystemet siden. Det kaldere været i april og mai greide å kjøle vannet nær overflaten ned til rundt 0 grader før smeltesesongen og soloppvarmingen startet. I løpet av høsten i år ser man (Figur 1) at overflatelaget er i ferd med å kjøles ned, men at det fremdeles ligger varmt vann på over 3 grader nær bunnen av Adventfjorden. Dette skyldes episodisk innstrømning av varmt vann fra Isfjorden til Adventfjorden.

I september i år opplevde vi det minste isdekket i Arktis (3,6 millioner kvadratkilometer) siden fjernmåling av sjøis med satellitter startet. Mye av grunnen til dette er at istykkelsen i Arktis er betydelig redusert over flere år og dermed enklere å smelte om sommeren. Episoder som beskrevet over med vind fra sør er situasjoner som er med på å redusere isutbredelsen og istykkelsen i Arktis. Vind fra sør vil presser isen nordover, bringe med seg varme luftstrømmer og holde havet nord for Svalbard varmt midt på vinteren. Sønnavinden skyldes at lavtrykk treffer Svalbard istedenfor å ta veien over Barentshavet. Tendensen for januar er at dette har forekommet i et økende antall de siste årene. Hva som skjer i atmosfæren i løpet av januar og februar er helt avgjørende for isdekket rundt Svalbard.

Observasjoner gjort regelmessig i Bille­fjorden gir oss en mulighet til å følge med på utviklingen mot mulig sjøisdekke i sidefjordene som er viktig for ferdsel og turistnæring. Figur 2 viser temperaturutviklingen fra november til desember i år og man ser tydelig effekten av det kalde fine været vi har hatt i det siste. Vannet i overflaten er avkjølt til under 0 grader, men under 50 meters dyp finner vi et varmereservoar som kan blandes opp og dermed forsinke avkjølingen. Billefjorden skiller seg ut i Isfjord-systemet som en terskelfjord med mindre utveksling av vann (terskeldypet på rundt 50 meters dyp). Adventfjorden har ingen terskel og har en direkte utveksling med varme­kilden i Isfjorden (Figur 1). På vei mot Tempelfjorden, som også er en åpen sidefjord, får det varme vannet bedre tid til å bli avkjølt gjennom varmetap til atmosfæren.

Tar vi utgangspunktet i temperaturprofilet fra Billefjorden 4. desember (Figur 2) og antar at det ikke blandes opp varmt vann, vil det ta cirka 20 dager før vannet i overflatelaget når frysepunkttemperaturen hvis vi har en lufttemperatur på rundt -10 grader og en vindstyrke rundt 10 sekundmeter. Dessverre er det slik at vinden vil blande opp varmt vann og forsinke avkjølingen, og i år er det mye varme tilgjengelig i Isfjorden og ute på sokkelen. Utsiktene for sjøis i vinter er med andre ord meget usikre, og vindsituasjonen i januar og februar blir helt avgjørende.

Siden Billefjorden er en terskelfjord, fører dette vanligvis til mindre vannutskiftning, lokal nedkjøling av vannmassene og dermed stort sett gode isforhold. Vi bruker derfor Adolfbukta som et modellsystem for å studere hva som skjer i en typisk arktisk fjord. Siden det er et avgrenset system, antar vi at vi tar prøver av en og samme bestand av plankton gjennom hele året. I et av prosjektene våre følger vi utvikling og sesongadferd til ishavsåta i Adolfbukta. Denne feite åtearten (Calanus glacialis) kan utgjøre opp mot 90 prosent av hele dyreplanktonsamfunnet rundt Svalbard, og er svært viktig mat for blant annet fisk, sjøfugl og hval.

I motsetning til Adolfbukta, er Adventfjorden et veldig åpent og dynamisk system påvirket av varmt vann fra Isfjorden. I et annet prosjekt bruker vi de ukentlige prøvene fra Hotellneset til å studere hvilke mikroorganismer som trives i de ulike vannmassene, og hvilken rolle disse spiller i den marine næringskjeden. Vannmasser, hvilke arter av mikroorganismer og plankton som er tilstede, og sjøisdekket i fjordene henger nøye sammen. Det blir interessant å følge med på utviklingen denne vinteren gjennom måleprogrammene som foregår ved UNIS.

Frank Nilsen, Tove M. Gabrielsen, Janne E. Søreide, Anna Vader, Ragnheid Skogseth, Eike Stübner, Miriam Marquard og Jørgen Berge

Forskere ved Unis