Sunday, February 18th, 2018
Postet i: Fysik, Teknik |

Klimamodellerne kan ikke forudse Grønlands tab af is

Klimamodellerne kan ikke forudse, hvad klimaændringerne betyder for afsmeltningen af indlandsisen på Grønland, og forskerne har i det hele taget meget svært ved at sige, hvor hurtigt indlandsisen forsvinder. Her er forklaringen.

Klimamodeller er notorisk svære at opbygge, og det kræver enorme mængder forskning at justere dem, så de forudser fremtiden. Men de er afgørende for vores fremtid. Grafik: The National Center for Atmospheric Research

Klimamodeller er notorisk svære at opbygge, og det kræver enorme mængder forskning at justere dem, så de forudser fremtiden. Men de er afgørende for vores fremtid. Grafik: The National Center for Atmospheric Research

De menneskeskabte klimaændringer betyder, at isen smelter hastigt ved polerne, men de lige så menneskeskabte klimamodeller har rigtig svært ved at forudse klimaet, og de beskæftiger sig slet ikke med, hvornår Grønlands indlandsis er væk. Men hvor svært kan det være? Det er da bare et spørgsmål om, at dividere det årlige tab af is op i mængden af is på Grønland, og så er den ged barberet.  Vi skal bare lige finde ud af, hvor stort det årlige tab af is er.

 

Klimamodellerne er afsindigt komplicerede

Men det årlige tab af is er svært at måle og beregne, viser vores hurtige kig i de seneste forskningsresultater. For det afhænger jo af klimaændringerne, og atmosfæren bliver varmere år for år, uden at man helt kan forudse hvor meget. Dels fordi varierende skydække reflekterer sollyset og dermed begrænser opvarmningen i varierende grad fra år til år. Des fordi havvandet optager en del af varmen og fører den ned på dybt vand, og ingen ved helt hvor meget varme det handler om, eller hvornår varmen kommer op igen. Dels på grund af en masse andre mekanismer som indgår i klimamodellerne.

 

Foraminifer er encellede dyr, der lever i havets overflade. Deres isotopsammensætning afhænger af havvandets temperatur, og derfor kan deres forsteninger bruges som termometer. Foto: Laura Cotton

Foraminifer er encellede dyr, der lever i havets overflade. Deres isotopsammensætning afhænger af havvandets temperatur, og derfor kan deres forsteninger bruges som termometer. Foto: Laura Cotton

Polerne får mest varme siger klimamodellerne

Men ikke hele Jorden varmer lige meget op, er klimamodellerne enige om, og hvor varmt der bliver i Arktis i klimaændringernes æra er svært at beregne. Alle de modeller, som forskerne beregner temperaturen efter, viser, at troperne bliver lidt varmere og polerne meget varmere. Men modellerne giver lidt forskellige resultater, og et nyt forskningsresultat tyder endda på, at polerne får det endnu varmere, end nogen klimamodel forudser. I perioden Eocæn (57 til 35 millioner siden) var atmosfæren nemlig betydelig varmere end i dag, og dengang fik polerne mere varme end klimamodellerne foreslår for den periode. Det er analyserer af isotoper i nogle fossiler af de encellede havdyr foraminiferer fra perioden, som viser, at modellerne undervurderer temperaturstigningen i Arktis.

 

Klimaændringerne smelter ikke bare isen

Men varmen fra atmosfæren påvirker isen på mange måder, så selv hvis forskerne kendte temperaturen i Arktis i al fremtid, er deres problemer kun lige begyndt. Mere varme smelter naturligvis mere sne, men mere varme fordamper også mere vand fra havet, og dermed er der basis for mere snefald på indlandsisen. Kombinationen af smeltning og frisk sne afgør desuden, hvor blank isens overflade er, og jo blankere den er, jo mere solskin reflekterer den, og dermed smelter den mindre i solskin.

 

Grønlands indlandsis smelter ikke bare væk som en blok is. Isen strømmer, og nogle steder kan man se strømme af is i dens overflade. Foto: Steen Laursen.

Grønlands indlandsis smelter ikke bare væk som en blok is. Isen strømmer, og nogle steder kan man se strømme af is i dens overflade. Her er strømmen bestemt af tydelige bjerge. Foto: Steen Laursen.

Isskjolde flyder efter komplicerede regler

Desuden bevæger isen sig. Den flyder ud i havet gennem passager, der er i de bjerge, som omgiver indlandsisen på alle sider af Grønland. Man kan godt sammenligne det med honning, der flyder ud gennem revner i kanten af en skål, for der er nogle fælles træk. Honningen flyder langsomt mod revnerne og igennem dem, og hvis man hæver temperaturen i rummet, så bliver honningen også varmere og flyder hurtigere ud. Så langt ligner honningens og isens dynamik hinanden, men mekanismerne er meget mere komplicerede i isen.

Den nederste del af isen er under så stort tryk, at den flyder lidt lige som honning, men den øverste del af isen er hård og fyldt med revner, så den flyder som blokke. Hvor dybt nede i isen man finder grænsen imellem de to flydningsformer, afhænger af, hvor varm isen er , og hvor kompakt den er. Desuden er den grænse gradvis, og så har vi iøvrigt kun nævnt en håndfuld af de mange mekanismer, som indgår i dynamikken i et isskjold.

 

Hvor meget klimaændringerne ændrer på mængden af sne

En af de store jokere er, hvor meget sne, der falder og hvor meget der overlever fra vinter til vinter. For indlandsisen består jo af sne, der har samlet sig over et par millioner år. Et nyt studie af sne i det vestlige USA illustrer problemet med vejret og sneens overlevelse. I nogle områder kan strålende solskinsvejr sikre, at sneen bliver liggende, fordi temperaturen i den falder. Dels reflekterer frisk sne både lys og varmestråling fra Solen. Dels kan sneen fordampe direkte i tørt luft, og fordampningen sænker sneens temperatur yderligere. Omvendt kan fugtigt gråvejr betyde, at luftens fugt kondenserer på sneen, og kondensation afgiver varme til sneen, som derfor kan smelte. Effekten af de mekanismer i forskellige områder er svær at forudse, og du kan læse mere om klimaændringer og snefald.

 

Klimamodellernes varme havvand kommer tilbage

Så meget for vejr og vind på indlandsisen, for klimaændringerne varmer jo også havvandet op, og det varme vand angriber Grønlands isbræer nede fra. I første omgang er det isenbræerne yderst i fjordene, der bliver ramt. Den yderste del af de fleste isbræer flyder nemlig på havet, så det varme vand kommer ind under dem og kommer derfor i direkte kontakt med isen. Derfor opvarmer vandet isbræen og smelter den. Men isbræen ude ved havet består af kold og hård is, og den virker derfor som en prop for isen inde i indlandsisen. Vi hopper lige tilbage til den flydende honning fra før, for hvis nu man køler honningen der, hvor den flyder igennem en revne i skålen, så løber den langsommere igennem hullet, og dermed mister skålen langsommere honning.

Sådan er det også for isen på Grønland. Varme isbræer strømmer hurtige og de smelter også hurtigere, og dermed forsvinder proppen for indlandsisen, som så flyder hurtigere mod havet. Derfor er det ikke bare isbræerne, der mister is hurtigere i det varme vand. Det er også indlandsisen selv. Man kan iøvrigt lige tilføje, at det meste af Grønlands indre faktisk ligger lavere end havets overflade, så varmt vand er en mekanisme med potentiale for issmeltning. Men også det er et kompliceret forskningsområde, for Grønlands overflade hæver sig i takt med at isen smelter.

 

Helvede er nok frosset til, før forskerne har helt styr på afsmeltningen af Grønlands Indlandsis. Foto: Wieter Boone

Helvede er nok frosset til, før forskerne har helt styr på afsmeltningen af Grønlands Indlandsis. Foto: Wieter Boone

Jordens varme spiller med

Det er ivrigt ikke bare varme fra Solen, der sætter skub i Grønlands isskjold, for Jorden sender også varme op under indlandsisen, og det sender også isen hurtigere imod havet. Isen flyder jo hurtigere ud imod havet, når den er varm. Indlandsisen er faktisk ikke særlig kold ved bunden.

Nogle steder er der endda vand ved bunden af isen, og den strømmer hurtigere, når den flyder på vand, end når den skurrer imod underlaget. Toppen af indlandsisen er kold på grund af vejret, fordi den ligger i arktis og fordi den ligger i et par kilometers højde. Men bunden ligger omkring havets overflade og den smelter ved et par minusgrader, fordi trykket af isen oven på er så stort. Det hedder tryksmeltning.

Men hvad har Jordens varme så lige med klimaændringer at gøre? Jo der er vand ved isens bund, og det meste af vandet der er faktisk smeltevand fra overfladen. Jordens varme er med til at holde det smeltet, og så kommer der fart på isen.

“Det er en kombination af højere temperaturer i luften og havet, nedbør ovenfra, den lokale is’ dynamik og varmetab fra jordens indre, der bestemmer massetabet fra den grønlandske is,” forklarer Søren Rysgaard fra Aarhus Universitet. Han ser på den forskning med spændt forventning, men man fornemmer samtidig et dybt suk fra de klimamodeller og modeller for isdynamik, som skal have styr på det hele.

Hvis du kunne lide artiklen, så følg os på Facebook eller abonner på vores nyhedsbrev. Det kommer kun en eller to gange om ugen. Her på ScienceFix lægger vi vægt på fakta og forskning, derfor har vi normalt links i teksten.