GoNorth – Dag 18, 14. desember

Vi er nå stanset like nord for Bjørnøya, etter to døgn med grov sjø. Her ligger vi i le av øya for å vente ut den mest intense delen av uværet som har presset seg nordover mot oss. Oppholdet er planlagt å vare i rundt tolv timer, men dette kan raskt endre seg avhengig av hvordan været utvikler seg.

Vann slår inn over helikopterdekket når skipet møter kraftige bølger. Foto: FF KPHs kamerasystem

Ombord er tempoet roligere enn tidligere i toktet. Det gir anledning til å flytte oppmerksomheten fra pågående operasjoner til gjennomgang av data som er samlet inn kontinuerlig underveis i ekspedisjonen. Mens skipet ligger i ro nord for Bjørnøya, retter vi i dag blikket mot målingene av vannisotoper i atmosfæren – et datasett som har vokst dag for dag gjennom hele toktet.

I forkant av Polhavet 2050: målinger av vannisotoper

Instrumentet for måling av isotoper i vanndamp, installert i Tromsø før toktet av Hans Christian Steen-Larsen (UiB), har kjørt kontinuerlig gjennom hele GoNorth-ekspedisjonen og målt den atmosfæriske vanndampen. Takket være daglige kalibreringer av instrumentet og tilgang til internett om bord, har det vært mulig å hente ut kalibrerte målinger av vannisotoper i tilnærmet sanntid.

Hans Christian Steen-Larsen (UiB) installerer måleutstyret for vannisotoper i Tromsø, før avreise.

Siden atmosfæriske målinger av vannisotoper er en sentral del av det kommende Polar Ocean 2050-prosjektet, har dette GoNorth-toktet fungert som en viktig generalprøve for fremtidige, kontinuerlige målinger om bord på Kronprins Haakon. Med et spesialutviklet kalibreringssystem tilpasset de svært lave fuktighetsnivåene i Arktis, har vi kunnet samle inn data av høy kvalitet og samtidig teste hele kjeden for databehandling. Det gjør at vi allerede under toktet kan starte analysene og arbeidet med den vitenskapelige publikasjonen.

Dette gir en helt ny effektivitet: resultatene kan formidles langt raskere enn tidligere, og vi unngår omfattende etterarbeid med data når toktet er over. Figurene nedenfor viser de to nøkkelparameterne som måles av instrumentet – δ¹⁸O (delta-18-O) og d-excess (se forklaring under).

Hva forteller vannisotoper oss?

δ¹⁸O (delta-18-O)
Tenk på dette som et fingeravtrykk for temperaturen og reisen til vanndampen.
Når vann fordamper, regner eller snør, fordeles lette og tunge varianter av oksygen litt ulikt. δ¹⁸O viser hvor mye av den «tunge» varianten som finnes i vanndampen i lufta.
Mer negative verdier betyr ofte at fuktigheten har vært gjennom kaldere forhold eller har reist langt nordover.

d-excess (deuterium excess)
Dette er et mål som sier noe om hvor og hvordan fuktigheten ble dannet.
d-excess er spesielt følsom for forholdene under fordampningen – for eksempel om vannet kom fra åpent hav, iskanten eller et kaldt og tørt miljø.
Verdien gir forskerne hint omluftfuktighet og havoverflatetemperatur der vanndampen opprinnelig kom fra.

Disse to parameterne kan brukes til å avgrense og forstå prosessene bak havets fordampning og transporten av fuktighet i atmosfæren. I løpet av toktet har både høy- og lavtrykkssystemer passert over posisjonen vår, mens vi har befunnet oss både i isdekte områder og i åpent vann. Det har gitt oss et unikt datasett som fanger vannisotopens «fingeravtrykk» under svært ulike vær- og overflateforhold.

Dataene vil nå bli sammenlignet med numeriske klimamodeller som inkluderer isotoper, for å teste hvor godt modellene gjengir virkeligheten – og for å identifisere eventuelle skjevheter og årsakene til dem. Dette er et helt sentralt målesett for å forbedre fremtidige klimaframskrivninger i Arktis, og for å forstå samspillet mellom de ulike komponentene i klimasystemet.

Kalibrerte målinger av δ¹⁸O (venstre panel) og d-excess (høyre panel) langs toktet. Fargeskalaen viser konsentrasjonen i promille relativt til en internasjonalt definert standardverdi (Standard Mean Ocean Water, som har verdien 0 ‰).

Alle foto: Daniel Albert (SINTEF)