Nationalt Center for Klimaforskning

Modelberegninger og observationer fra satellit viser samstemmende, at den arktiske havis bliver tyndere år for år. De to uafhængige metoder viser dog, at det sker med forskellig hastighed, afhængig af hvilke områder af Arktis vi kikker på.

Hvad har vi undersøgt?

I Nationalt center for klimaforskning, NCKF, har vi undersøgt, hvor meget havisen og sneen fylder på forskellige tidspunkter. Det har vi gjort ud fra forskellige modelberegninger og målinger af tykkelsen på isen og sneen i Arktis fra 2003 til 2015. Tykkelsen, udbredelsen, smeltningen og til-frysningen af den arktiske havis har væsentlig betydning for klimaet på den nordlige halvkugle.

Mens udbredelsen af havisen i verdens isdækkede områder kan måles direkte fra satellit, er det langt vanskeligere at sætte tal på isens tykkelse, og dermed det totale volumen af havis. Men det er afgørende at kende de data for at forstå de grundliggende termodynamiske processer, som skal implementeres i de klimamodeller, der er forudsætningen for at kunne forudsige, hvor hurtigt isen vil forsvinde under fremtidens klima.

Den nye metode til både at bestemme tykkelsen på havisen og sneen på Arktis er enestående, fordi den ikke kræver forudbestemt viden om snetykkelsen på havisen, som andre metoder gør.

Hvilke data og metoder har vi benyttet?

Vi har dannet et datasæt for sne- og havis-tykkelse baseret på satellit-målinger af sneoverfladen, temperaturer og temperaturen ved overgangen mellem sne og havisen. Hertil har vi anvendt termiske satellit-data og mikrobølge-data. Ved nogle termodynamiske betragtninger har vi vist, hvordan forholdet mellem sne- og istykkelse kan bestemmes ud fra estimater af temperaturer i de tre grænselag mellem henholdsvis vand/is, is/sne og sne/atmosfære. På baggrund af dette forhold har vi bestemt både sne- og istykkelsen ud fra højdemålinger foretaget af satellitter i perioden 2003-2015.

Samtidig har vi brugt DMI’s ocean- og havismodel (NEMO/CICE) til at modellere havisen i Arktis ud fra historiske data fra det Arktiske Hav og til at lave modelbaserede estimater af forskellen på højden mellem havet og havisen, is og snetykkelser. Det er grundlaget for sammenligningen mellem de faktisk observerede sne- og istykkelser og de beregnede modeller for sne- og is-tykkelser.

Hvilket resultat fandt vi?

De første resultater af sammenligning mellem sne- og istykkelser fra modelberegninger og satellitobservationer viser, at isen i Arktis år for år er blevet tyndere i den undersøgte periode fra 2003 til 2015. Det kan ses i højre kolonne af de to tendens-plots i Figur 1 (observationer øverst og modelberegninger nederst). De samme figurer antyder også, at der hverken er enighed om, hvor udtyndingen af isen foregår, eller med hvilken hastighed den foregår. Det tyder på, at både model- og observations-metoderne skal efter-analyseres nøje for at finde ud af, hvor forskellene kommer fra (se nedenfor).

Lidt overraskende ser vi en langt større kvalitativ overensstemmelse mellem modelberegnet snetykkelse og observeret snetykkelse, end det er tilfældet for is. I begge datasæt ses tendens til et tykkere snelag nord for Svalbard, nord for den canadiske skærgård (dog ikke tæt ved kysten), ud for den østsibiriske kyst og i Laptevhavet, samt ved Tjuktjerhavet ved Beringsstrædet.

I det opfølgende arbejde i NCKF ønsker vi at sammenligne sne- og istykkelser med andre typer af observations-data for at blive klogere på, hvor sandheden om is- og snetykkelserne i Arktis er. Foreløbig har vi set, at der er god overensstemmelse mellem de observerede temperaturer, og de temperaturer som modellen anvender (Figur 2, højre). Vi har også set, at modellens fordeling af istykkelsen er meget smallere end den observerede fordeling (Figur 2, midt), og at snetykkelsesfordelingerne i modellen og i observationerne er kvalitativt overensstemmende (Figur 2, venstre) og til dels også kvantitativt overensstemmende. Det oplagte fokus bør nu være at analysere, om modellens is-modul kan forbedres, eller om de data, der bliver lagt ind i modellen, skal ses efter for bedre at kunne genskabe de observerede resultater og derigennem give større troværdighed til klimatiske beregninger af den arktiske havis i fremtidige klimaberegninger.

Få mere viden

• DMI Rapport 21-22: “Snow and Ice Thickness from Model and Remote Sensing” (Rapport endnu ikke publiceret)
• Klima: “Opvarmningen i Arktis går hurtigere end ventet”
• Shi, H., Sohn, B.-J., Dybkjær, G., Tonboe, R. T., and Lee, S.-M.: “Simultaneous estimation of wintertime sea ice thickness and snow depth from space-borne freeboard measurements, The Cryosphere, 14, 3761–3783 - 2020”
• CICE “model dokumentation”
• NEMO “model dokumentation”