Kæmpe ferskvands-lager på Antarktis
Verdens største ferskvands-reservoir gemmer sig på Antarktis. Mens store dele af den øst-antarktiske iskappe sandsynligvis ikke ændrer sig, trækker iskappen på Vestantarktis sig tilbage. Hvis den vestlige del af iskappen smelter eller kollapser, stiger det globale havniveau med mere end fire meter. Det er en sovende kæmpe. I øjeblikket stiger temperaturen - også omkring Antarktis. I betragtning af den igangværende globale opvarmning er det afgørende spørgsmål: Hvor meget og hvor hurtigt vil havniveauet stige?
Hvad har vi undersøgt?
På nuværende tidspunkt er det uklart, hvordan samspillet mellem atmosfæren, havet og isen kan påvirke havets stigning i takt med den globale opvarmning. Derfor er det kun klimamodelsimuleringer, der indeholder alle delene af klimasystemet omkring Antarktis, som gør det muligt at vurdere situationens alvor.
Et af forskningsprojekterne i Nationalt Center for Klimaforskning, NCKF, handler derfor om at inkludere iskappen på Antarktis i vores globale klimamodel. Arbejdet bygger på vores ekspertise og erfaringer med at integrere den grønlandske indlandsis i den samme klimamodel (NCKF projekt 1.1.1). I Grønland er det især samspillet mellem atmosfæren og isen, der bestemmer indlandsisens fremtidige skæbne. Antarktis adskiller sig imidlertid fra Grønland, fordi samspillet mellem havet og isen er af meget stor betydning (Se Fig. 1).
Hvilke data og metoder har vi benyttet?Iskappen på Antarktis får tilført ny masse på grund af den sne, der falder på iskappen. Drevet af tyngdekraften flyder isen fra den centrale del ud mod kysten – lidt ligesom vand i floder gør, men meget langsommere. Ved kysten begynder isen at flyde på havet og udvikler isshelfer (”hylder” af is, der strækker sig fra iskappen ud over havet). Her kommer isen i direkte kontakt med havet, og det kan lede til istab på flere måder: Isbjerge kan kælve (brække af iskappen) ved den ydre kant af isshelferne, og havvandet kan smelte isen ved at trænge ind i hulrum i shelferne. For at få disse processer korrekt beskrevet i klimamodellen er der behov for en detaljeret beskrivelse af alle elementerne (atmosfæren, havet og isen), og det kræver sofistikerede tilpasninger af alle de aktive modelkomponenter.
Vi arbejder med en model, der er sammensat af iskappemodel (“Parallel Ice Sheet Model, PISM”), “den globale klimamodel EC-Earth”, og en række specialværktøjer. DMI er en del af et stort europæisk konsortium, der bidrager til klimamodellen EC-Earths udvikling.
Udfordringen: Integrering af Antarktis i vores klimamodelDa Antarktis er et fjerntliggende sted med barske vejrforhold, er målinger dyre og sjældne. Og Antarktis’ gigantiske størrelse betyder, at vi derfor ikke har noget detaljeret overblik over iskappens tilstand. Vi ved ikke meget om, hvad der foregår i det dybe hav, og heller ikke, hvordan der ser ud under isen.
Den mangel på viden gør det også vanskeligt at beregne iskappens tilstand og klimaet omkring den. Er havvandet i vores beregning f.eks. lidt for varmt, bliver afsmeltningen tilsvarende for høj. Overvurderer vi snefaldet, bliver iskappen urealistisk stor. Klimasystemet omkring Antarktis har mange ubekendte, og det er derfor en videnskabelig udfordring at lave en realistisk beskrivelse af iskappen i klimamodellerne. For at komme ud over det har vi udviklet en ny grundlæggende måde, hvorpå vi sammenkobler klimamodeller og isflydemodeller. Den måde at gøre det på giver en forbedret beskrivelse af samspillet mellem isen og klimaet.
Hvilket resultat fandt vi?Prototypen på den endelige beregnings-model er faktisk klar. Men før vi kan sammenkoble klimamodellen og iskappemodellen, skal de være i balance med hinanden – klimaet skal være i ligevægt og må ikke ”drive” mod hverken et varmere eller koldere klima. Det kræver, at vi beregner klimaet for ekstraordinært mange år. Årsagen er, at processerne i iskappen er meget langsomme. F.eks. påvirkes isens flydeevne af dens temperatur, men på grund af iskappens enorme størrelse kan det tage mere end 300.000 år at få en stabil temperatur i hele iskappen. I øjeblikket har vi udført simuleringer svarende til mere end 14 millioner år.
Dette NCKF-projekt har banet vejen for det nyligt startede EU-finansierede projekt PROTECT (“PROTECT link”), der skal gøre os endnu klogere på fremtidens havniveaustigninger. Vi kan sammenligne vores nye modelsimuleringer med vores samarbejdspartneres uafhængige estimater og på den måde samle den europæiske havniveauforskning og viden om fremtidens afsmeltning og vandstandsstigning.
Den vestantarktiske iskappe er ”den sovende kæmpe”, når det handler om fremtidens havniveau. Fortsættelsen af NCKF-forskningen giver os mulighed for at forstå den sovende kæmpes hjerteslag, og hvad de observerede ændringer betyder for fremtidens havniveau.
Få mere viden
- DMI Rapport 21-23: “A prototype of the coupled EC-Earth-PISM model comprising the Antarctic Ice Sheet” PDF