Klimatbloggen

oktober 1, 2007

Kaskelotvalar gillar inte värme?

Filed under: Ekologi,Havet,Historia,Modeller,Temperaturer — by Daniel @ 21:04

Med jämna mellanrum hör vi om valar som går på grund. Ibland ensamma och ibland i grupp. Under slutet av 1990-talet gick ovanligt många kaskelotvalar på grund runt de angränsande stränderna till Nordsjön. Många teorier har figurerat om varför de strandade, och bland dem kan nämnas störningar på grund av oljeriggar, måncykeln, fler valar på grund av valfiskningsförbud, samt felnavigering på grund av störningar i jordens magnetfält genom förändrad solaktivitet (alla dessa har kunnat visas på ett eller annat sätt – men om det är rätt förtäljer inte historien). Under senare tid har också frågan om temperaturen kan ha något finger med i spelet. I en ny artikel försöker en grupp forskare reda ut hur sannolikt det är att högre temperaturer leder till fler strandade kaskelotvalar.

Sedan 1563 finns det anteckningar om antalet strandade kaskeloter längs Nordsjöns stränder. Det skedde då och då, men ofta koncentrerat till vissa tidsperioder. Början av och mitten av 1700-talet verkar vara relativt ”aktiva” perioder med många valar på stränderna, men också sedan mitten av 1900-talet har aktiviteten vart någorlunda hög, med tyngdpunkten under den senare delen av förra århundradet. Det går förmodligen inte att garantera att dataserien är komplett, eftersom ilandspolade valar under alla tider rönt mycket stor uppmärksamhet. Kusttrakterna har runt Nordsjön under mycket lång tid vart tätbefolkad, så risken att väldigt många valar strandat ”osett” är förmodligen ganska begränsad, även om man måste ha det i bakhuvudet.

En modell användes för att utröna orsaken till strandningarna. Modellen undersökte varje parameter och dess signifikans i förhållande till den observerade serien. Endast de parametrar som förbättrade modellen togs med, varför modellen kan ses som den bästa möjliga. Parametrarna som undersöktes var NAO-index för de fyra säsongerna, temperaturen på årlig skala samt på säsongskala samt antalet solfläckar (eftersom det finns tidigare studier som pekar på att det är en korrelation däremellan även om processen är okänd).

Resultaten pekade på att den modell som passade bäst för perioden 1563 och framåt endast inkluderade den årliga temperaturavvikelsen och kunde förklara 8% av variansen. Solfläckar har enligt den modellen ingen signifikant påverkan utan kunde endast förklara 1,5% av variansen. Från år 1702 till 2000 finns solcykellängden tillgänglig. Denna matas in i modellen. Resultatet visar att det för denna något kortare period fortfarande endast är den årliga temperaturavvikelsen som spelar störst roll (8,8% av variansen) följt av vårtemperaturen (5,2% av variansen) och därefter solcykellängden (4,9% av variansen). Kombineras den årliga temperaturavvikelsen med solcykellängden får man en modell som kan beskriva 11,1% av variansen, alltså något högre än enbart med en variabel. Det skall dock tilläggas att solcykellängden i denna modell inte var statistiskt signifikant (95%-nivån) och erhåller därför inte lika starkt förtroende som modellen med enbart årlig temperaturavvikelse.

Summan av det hela är alltså att positiva temperaturavvikelser förmodligen har någon inverkan på kaskeloters tendens att stranda runt om Nordsjöns kuster. Dessutom kan solaktivitet ha någon mindre roll i sammanhanget, även om modellen inte pekade ut det som en förbättrande parameter i form av signifikans. En sådan mekanism är isåfall dåligt förstådd eftersom vi inte vet på vilket sätt detta skulle påverka valarna. Det mest troliga skulle vara någon form av störning i magnetfältet, som då försvårade navigationen för valarna. Men, temperatur verkar vara den klart ledande variabeln i sammanhanget, även om den bara förklarar 8% av serien.

En parameter, som inte studerades i sammanhanget, var om tillgången på föda spelar roll. Kaskeloter lever på bläckfisk, som de får i de kallare nordliga vattnen. Denna bläckfisk (Gonatus fabricii) är dåligt undersökt och det är inte helt klargjort hur stor dess utbredningsområde är, eller om kaskeloter kan få tag på den inne i Nordsjön (eftersom många strandade valar haft denna bläckfisk i magen). Om förekomsten av bläckfisken ökat i  Nordsjön kan det ha attraherat kaskeloter, vilket är kända att navigera dåligt i grundare vatten. En koppling kan finnas där, men den är högst osäker och spekulativ då ingen information finns att tillgå.

Tills vidare får vi anta att valarna till största delen strandar på grund av andra ännu okända orsaker, men att en positiv temperaturavvikelse visst har ett mindre finger med i spelet.

september 25, 2007

Torsk i tid och otid

Jag tänkte i detta inlägg koppla ihop det förgående inlägget med ett inlägg jag publicerade för över ett år sedan. Det kommer nu således att handla om torskens existens i våra farvatten. Hur har torskbestånden varierat över tid i Östersjön och varför samt hur stort har uttaget varit över tid? Det är något en ny artikel (accepterad, i press) i Fisheries Research försökt reda ut genom att gå igenom mängder av inrapporterade landningsanteckningar från de berörda ländernas myndigheter mellan åren 1550 till 1860. Lite problematiskt är det dock eftersom den politiska geografin förändrats ganska dramatiskt under denna tid. Tänk själv på hur Sveriges landyta expanderade och föll isär under den berörda perioden, och liknande öde skedde med de flesta länder i Östersjöregionen. Ett ständigt återkommande exempel är hur Blekinge, Skåne och Halland blev permanent svenska vid Roskildefreden 1658. Innan dess var det de danska myndigheterna som var ansvariga för bokförandet av det danska fiskefångsterna, och efter erövringen föll lotten självklart på den svenska motsvarigheten. Det är därför ett pusselspel att hitta alla dokument och få dem att passa in snyggt (förutsatt att arkiven skötts ordentligt och/eller inte skadats/förstörts av brand eller dylikt).

När väl det geografiska är utsorterad uppstår ett nytt problem. Enheter är inte desamma över tid och tungan måste hållas rätt i mun för att en korrekt uppskattning av fiskfångsterna skall kunna göras. Således måste alla gamla enheter gås igenom och fås rätt. Visste du exempelvis att en tunna var 126,6 liter stor i Sverige 1754-1888 men att den blev 120 liter från 1889, eller att den danska tunnan bara rymde 108,2 liter? Må hända är det i sig inget stort eller svårt problem, men rätt skall vara rätt.

Något som författarna upptäckte genom sin genomgång av de svenska handlingarna från 1500-talets mitt för Stockholmsområdet var att det årliga intaget förvisso varierade ganska mycket från år till år, men att det åtminstone var jämförbart med det som plockade upp under åren 1998-2005 i likvärdiga områden enligt modern bokföring (14 ton/år). Fisket var alltså relativt omfattande och mycket riktigt tog Gustav Vasa också ut torskskatt vid Gillöga 1558. Det tyder på att torsken var en viktig ekonomisk faktor. Dessutom är det högst rimligt att anta att 1500-talets siffror är underskattade. Från den finska sydvästkusten exporterades mängder med torsk till Sverige mellan 1556 till 1635. Under sin högtid exporterades 10 ton varje år (varierande mellan 5 till 20 ton/år) för att successivt mattas av. I sammanhanget kan man jämföra det med det moderna fisket som tog upp 1 till 2 ton/år under slutet av 1970-talet, och att det inte överskridit 3 ton sedan 1996.

Under senare hälften av 1700-talet tillkom en ny gren av torskfiske i södra Östersjön. Då började danska fiskare att transportera levande trosk från området kring Bornholm till fiskemarknaden i Köpenhamn. Maximum av denna transport nåddes under 1830-talet, och fortsatte hålla liknande nivåer fram till slutet av århundradet. En uppskattning för 1836 tyder på att 105 ton torsk på detta sätt transporterades till fastlandet – men mer generellt kan man uppskatta den minsta gränsen för transport av levande torskar under 1830-talet till 24-30 ton per år.

Författarna skriver att fiskeriet från 1500- till 1800-talet kan sättas i ett ekologiskt perspektiv. Under den berörda perioden verkar Östersjön ha haft en relativt stark stam av torsk, eftersom stor möda lades ner på beskattning och infrastrktur för torskfisket. Det kan i våra dagar verka en aningen motsägelsefullt då Östersjön under denna tid var mindre övergödd, och mindre produktiv, varför systemet skulle kunna ha varit aningens mindre lämplig för torskens fortplantning och överlevnad. Dessutom var förekomsten av rovdjur, som åt torsk, under den aktuella tidsramen mer påtaglig i form av fler sälar och tumlare, något som förändrades senare. Att Östersjön ändå kunde upprätthålla ett signifikant torskbestånd beror förmodligen på att torskarna överlevde längre. I slutet av 1800-talet förändrades fångstmetoderna ganska radikalt då båtar fick bättre redskap i form av större och bättre båtar och nät, motorkraft och hydrauliska vinschar började användas samtidigt som fisket flyttades längre ut från kusten.

Att torsken förekom i större mängder ändå upp till Stockholm och Finland under slutet av 1500- och början av 1600-talet visar på ett stort bestånd, eftersom det bara är då de brukar komma så långt norrut – såvida inte Östersjön var saltare än nu, och på så sätt gynnade torskens spridning norrut. Tidigare rekonstruktioner av Östersjöns salthalt, baserat på proxydata har indikerat att 1500- och 1600-talets salthalt i Östersjön var lite sötare än 1900-talet var. Vad har jag då att säga om det? Av mina och mina kollegors resultat av den rekonstruerade flodtillförseln för de senaste 500 åren verkar det som om tillrinningen av färskvatten var i den högre änden av spektrat under 1500- och 1600-talen. Detta höll i sig över en längre period (cirka 75 år), varför Östersjön med största sannoliket fick lägre salthalt under denna period. Vi vet ju att salthalten har en responstid på cirka 33 år, och perioden med den höga färskvattentillförseln översteg denna längd. Dock skall jag be om att få återkomma lite mer specifikt i denna fråga längre fram när jag tittat närmre på andra aspekter också. Att salthalten skulle vara den primärt gynnande effekten för torsk att breda ut sig så långt norrut som Stockholm och Finland är förmodligen mindre troligt.

Även om det inte kommer som en överraskning är det intressant att läsa om hur stor betydelse torsken ändå har haft för ekonomin i Sverige och de andra Östersjöländerna. Att fisket var såpass intensivt som det ändå var är för mig en överraskning. Hur det kommer bli i framtiden är svårt att sia om, eftersom torsken idag verkar vara starkt begränsad, vilket förmodligen till största del har med ett tidigare överuttag att göra. En starkt decimerad population behöver tid för att återhämta sig.

september 23, 2007

Det glömda tonfisket

Filed under: Östersjön,Ekologi,Havet,Historia,Regionalt,Temperaturer — by Daniel @ 19:52

Att sillen haft blomstrande perioder, som vart enormt viktiga för västkusten (min hemkommun Lysekil är delvis ett resultat av sillperioden under 1700-talets andra hälft, även om bebyggelse fanns där redan under 1500-talets sillperiod), är väl känt för de flesta. Men hur är det med andra fiskeperioder? Torskfisket har ju vart betydande under lång tid, även om det numera är ganska begränsat på grund av upptagskvoter. Det finns ytterligare en fiskperiod, som blomstrade för endast 50 år sedan, men som idag nästan är bortglömd av gemene man; tonfisket under slutet av 1800-talet fram till 1960-talet. Vad som skedde med tonfisken under den här perioden har vart relativt ovisst under lång tid, eftersom några sammanställningar av tillgängliga fiskelandningar inte har gjorts. Varför tonfisken helt plötsligt försvann från Västerhavet och Öresund under 1960-talet har förhöjts i dunkel. Var det temperaturförändringar, naturliga variationer i fiskebeståndet, utfiskning eller något helt annat? Dessa frågor har nu några danska fiskeriforskare nu försökt kartlägg i en ny artikel i Fisheries Research.

Tonfisken dök upp i vårt närhav under sommaren, typiskt juni eller juli, och försvann igen under hösten. Under sin närvaro i Kattegat och Öresund åt den sig mätt på sill och makrill. Till en början var yrkesfiskarna inte jätteintresserade av att fånga tonfisken eftersom de bland annat inte visste hur de skulle bära sig åt eller hade rätt utrustning (trålning fungerar inte värst bra –  fällor eller spö fungerade bäst). De gånger de lyckades skapade det däremot relativt stor uppståndelse i fiskelägren. Successivt lärde sig yrkesfiskarna hur de skulle tackla tonfisken, och började fånga den i allt större omfång. Först under 1930-talet öppnades tonfiskfabriker i Danmark. 

Anteckningar om fångsternas storlek finns under lång tid tillbaka, men de gör dessvärre inte rättvisa vad gäller varken mängden fångad tonfisk, precis som med all annan fisk, eller den potentiella biomassan i havet. Allt som fångas rapporteras inte in till de berörda myndigheterna i respektive land, vissa gånger bokförs fisken som en annan art än tonfisk och förändringar i ansträngning från yrkesfiskarna avspeglar inte antalet tonfiskar under respektive år. De tillgängliga data är alltså till största sannolikhet underskattade och inte en enkel avspegling av den egentliga mängden tonfisk i Västerhavet. De slutsatser som går att dra av tillgänglia bokföringar är alltså (1) huruvida tonfisken var tillgänglig under det aktuella året, (2) att antalet fiskar i havet vida överstiger det inrapporterade uppfiskade antalet och att (3) data som pekar på inga uppfiskade tonfiskar inte är enstydigt med att tonfiskar inte fanns i Västerhavet under berörda tidsramen. Som mest fångade Sverige, Danmark och Norge cirka 1000 ton tonfisk vardera per år under 1940-talet i Öresund, Kattegat, Skagerak och Nordsjön.

Att tonfisken förekom under sommarhalvåret, främst juni till oktober, i våra hav indikerar att den förmodligen var något temperaturkänslig. Det faller sig därför naturligt att undersöka om förändringar i vattentemperaturen på något sätt påverkat fiskbeståndets utbredning. Fanns det lika mycket tonfisk oavsett om det var varma eller kalla år? Baserat på mätningar av temperatur från Nordsjön och Norska havet i jämförelse med första och sista dag med tonfisksobservationer samt antalet dagar per år fiskarna kunde beskådas finner man omgående att temperatur inte verkar ha någon större betydelse för tonfiskens mängd eller dess försvinnande under 1960/1970-talen.

Vad var det då som ledde till att tonfisken försvann? Vi vet inte riktigt om det var av naturliga orsaker (planktonstruktursförändringar, Nordatlantiska oscillationen, lufttrycksförändringar etc) eller om överfiskning skulle kunna ha något med det att göra. Det ger fog för att studera ubredningsmönstren ur andra perspektiv också eftersom det kan ge bäring på hur vi skall förvalta de fiskebestånd vi har i våra hav inför framtiden. Vad vi kan säga är att temperaturförändringar under denna period förmodligen hade mycket lite med saken att göra. Med andra ord, tonfisk i våra närhav är inte en bra temperaturindikator.

september 6, 2007

Notis: Positivt överraskad

Filed under: Arktis/Antarktis,Ekologi,Notiser,Politik/Media — by Daniel @ 17:24

För första gången på RIKTIGT länge kunde jag idag läsa en någorlunda mediakritisk nyhet från – hör och häpna – Sveriges Radio. Mer sådant och mindre undergång!

juni 20, 2007

Historiskt perspektiv på hösten 2006 och vintern 2007

Den första prognosen för vintern 2007 (alltså den vinter vi har vart igenom) pekade på lite mer normaliserade temperaturer efter en varm höst. Så blev inte fallet och vi vet alla att vintern var ganska mild i stora delar av landet, även om det blev uppvägt med betydligt kallare väder mot slutet av säsongen. Om vi blickar utanför rikets gränser och ser till Europa som helhet var de sex månaderna, som utgör höst och vinter, mellan september 2006 till och med februari 2007 den varmaste sexmånadersperiod som någonsin uppmätts i Europa. I en ny artikel publicerad i Geophysical Research Letters av våra Schweiziska vänner sätts hösten 2006 och vintern 2007 i lite längre tidsperspektiv.

Tidigare artiklar av våra vänner var en rekonstruktion, som sträcker sig över de senaste 500 åren. Denna rekonstruktion, om än uppdaterad att inkludera data till och med februari 2007, användes för att uppskatta hur varm de sex månaderna från september 2006 till februari 2007 var. Författarna fann att det var extremt troligt (>95% enligt samma metod som används av IPCC) att dessa månader var de två varmaste höst- och vintersäsongerna i Europa på över 500 år. Både hösten (1,7°C varmare än normalen [1961-1990]) och vintern (2,4°C varmare än normalen) var mer än tre standardavvikelser från normalen, vilket är ganska ovanligt. Dock skall man väl komm ihåg att det kan vara så att data bakåt i tiden, då tillgängliga mätserier och proxy-data blir färre och sämre upplöst, kan ge en lite sämre representation av verkligheten och att osäkerheterna kan vara underskattade. Det är inte till att veta eftersom vi inte kan jämföra med något, men vi får tillsvidare antaga att så inte är fallet. På samma sätt som ovan var hela sexmånadersperioden i princip uteslutande säkert (>99% säkerhet) den varmaste på över 500 år.

Innan år 1500, vilket är det år rekonstruktionen som använts ovan startar, finns flera nedskrivna dokument, som kan användas för att jämföra om någon liknande händelse, som den som inträffade 2006/2007 skett tidigare. För vintrarna och på regional skala (alltså inte Europeisk skala vad vi vet) verkar vintrarna 1186/87, 1205/06 och 1360/61 vara liknande vintern 2007, med skillnaden att de förgående höstarna inte var exceptionellt varma. Men det finns ett år, som verkar ha liknande karaktär som höst- och vinterperioden 2006/07; året var 1289/90 och en okänd skribent i Basel antecknade att övergången från höst till vår skedde utan avbräck (alltså ingen vinter), att träden behöll sina löv fram tills dess att nya kom, att jordgubbar åts vid jul (whoa, vilken flashback), att druvrankorna knoppade, växte och till och med blommade i januari samt att fruktträden blommade i Venedig i januari precis som de gör i maj.

Orsaken till den varma perioden härleds till inströmmande varm luft från subtropiska områden i Atlanten, vilka hade ovanligt höga ytvattentemperaturer under perioden. Även, som jag tidigare diskuterat, den nordatlantiska oscillationens positiva fas under vintern bidrog starkt till att underlätta inflödet av mild luft. Fler faktorer kan också ha spelat in, och det är svårt och osäkert att säga hur stor varje del är. Andra faktorer inkluderar interaktion mellan atmosfär och land, albedoeffekter från snö, teleconnection med varma ytvattentemperaturer, havsströmmar och antropogena effekter. 

Den varma perioden 2006/07 bidrog också till viss rubbning av växternas blomning, speciellt hassel och snödroppar (I Sverige hade vi också rapporter om tussilago och kantareller i december). För både växterna skedde blomningen iår 37,6 och 22,2 dagar tidigare än normalt (1951-2007). Det är kanske inte så  konstigt eftersom 75% respektive 72% av variansen för blommningsdatumet för hassel och snödroppar kan förklaras av temperaturerna i januari och februari. Författarna gör en enkel regressionsanalys och finner att hassel och snödroppar blommar 11,3 respektive 8,3 dagar tidigare för varje grad över det normala från februaritemperaturen. På samma sätt finner de att blomningsdatumet kommer tidigare för varje år; 0,41 dagar per år för hassel och 0,28 dagar per år för snödroppar, även om det finns stora årliga variationer.

Vi skall nu avverka en sommar innan nästa höst kommer. Det skall bli intressant och se om även den kommande hösten och vintern bär samma signatur som förra året.

Uppdatering 26/6: I en annan artikel, som just nu befinner sig i open access review, beräknas händelsefrekvensen för en  höst av 2006 års kaliber. Uppskattningsvis vart 200 år bör en sådan höst infalla vid ett föränderligt klimat mot varmare temperaturer (om man antar stationäritet bör det istället vara 10 000 år).

februari 9, 2007

Laxar simmar i havet

Filed under: Östersjön,Ekologi,Politik/Media — by Daniel @ 18:44

En mycket kort post som inte har med klimat att göra, men väl om laxar.

Först läser jag en nyhet som kom den 5 februari (i måndags): ”Laxen i havet minskar oroväckande”. Nyheten talar inte om vilken sorts lax det handlar om, vild eller odlad.

Idag, 9 februari (fredag), läser jag: ”Vild lax ökar i Östersjön”. Läser man ordentligt ser man att de skriver att det är ont om tvåårig odlad lax, vilket jag antar är vad nyheten i måndags handlade om. Men, läser man inte det blir bara rubrikerna ganska underhållande på en och samma vecka. Förmodligen inte bara jag som kände ett ”hmm” när jag bara såg dessa rubriker med några dagars mellanrum.

november 10, 2006

Helgläsning om koraller

Filed under: Ekologi,Klimatdata,Lästips,Rekonstruktioner — by Daniel @ 8:05

Woods Hole Oceanographic Institution, en av de världsledande marina forskningscentra, har en bra hemsida med mycket information rörande det mesta inom marin forskning. Deras tidning Oceanus har ofta intressanta artiklar och har under senare publicerat artiklar rörande djuphavskoraller (alltså inte dem vi vanligtvis tänker på). Den första artikeln, The Coral-Climate Connection, behandlar koraller ur ett proxydataperspektiv vilket är ytterligare framsteg för exempelvis temperaturrekonstruktioner och förståelsen av variabilitet. Den andra artikeln, What Other Tales Can Coral Skeletons Tell?, är mer inriktad på korallers evolution – också det ett fascinerande ämne. Läsning av båda artiklarna rekommenderas.

september 28, 2006

Årets algblomning i Östersjön

Filed under: Östersjön,Ekologi — by Daniel @ 20:40

Strax innan jag for iväg kom en sammanställning av sommarens algblomning i Östersjön från SMHI. Trots vissa förväntningar på en mindre algblomning än förra året (relativt sett) blev det istället den mest intensiva under perioden 1997-2006. Det som dock är intressant är att det påverkade området förflyttats en aning söderut. Tidigare år har centrala Östersjön och finska viken påverkats en hel del av algblomningarna, men i år var det istället området från trösklarna söder om de danska öarna till södra Gotland, vilket syns tydligt på följande bild. Att det var varmt och stilla i sommar vet vi redan, men tydligen var det i södra Östersjön som fosforhalterna var tillräckligt höga i ytvattnet för att orsaka en blomning, inte i området mellan Gotland och Åland. Mätningar från SMHI bekräftade också detta. Det skall bli intressant att se hur ytfosforhalten ser ut under mätningarna den kommande våren och sommaren och om man under året kommer lite längre i att knäcka nöten med algblomningarna.

september 8, 2006

Fluffiga djur i vetenskapens tjänst

Nej, det här inlägget handlar inte om djurförsök. Åtminstone inte djurförsök av den traditionella ordningen. Istället handlar det om utplacering av sändare och mätinstrument på frisimmande djur runt om i våra oceaner. En av dagens NewsFocus i Science tar upp just de storskaliga experiment, som just nu pågår, där diverse djurarter samlar in en gigantisk mängd information från våra hav där människor sällan kommer själva för att mäta.

Det hela började med att biologen Dan Costa från University of California i Santa Cruz satte sändare på nio sjöelefanter (tillhör de öronlösa sälarna) för att studera hur sälarnas rörelser påverkades av El Niño. Sändarna sattes på vid Año Nuevo, en ö längs den kaliforniska kusten, och därefter lät man sälarna simma fritt. Förutom att ge ifrån positionen fanns även en mätare som registrerade tryck (djup) och temperatur. När sälarna återvände till Año Nuevo innehåll datamängden information från 75 000 nerdykningar i vattenmassan i norra Stilla havet. Förutom att man lärde sig att sälarna dyker betydligt mer frekvent och djupare än vad man tidigare trodde (uppåt 60 gånger per dag och utan problem till 600 meters djup, ibland även 2000 meter) fick man även ut information om att El Niño endast påverkar sälarnas rörelsemönster i mindre utsträckning, vilket kom som en ganska stor överraskning.

De första datasamlarna kunde bara mäta temperatur och tryck, men de nyare är betydligt bättre och mäter även salthalt. Det är ett stort framsteg eftersom man utifrån temperatur och salthalt kan bestämma vart vattnet kommer ifrån. Varje vattenmassa har sitt eget ”fingeravtryck” beroende på sammansättningen av temperatur och salthalt. I kombination med att använda fler djur utrustade med sändare och mätare kan man komma åt sällan övervakade vatten. Mängden data är enorm och kan närmsta bara konkurrea med de tusentals mätningar från båtar, vetenskapliga bojar och fritt omkringflytande mätinstrument (exempelvis finns 2 500 ARGO-bojar på cirka 1000 meters djup) som finns runt om i världshaven. Det ”lilla” försöket med nio sälar gav 75 000 mätprofiler, ARGO-bojarna ger årligen 100 000 mätprofiler tillsammans och övriga mätningar (fastliggande bojar, forskningsfartyg och ubåtar) ger cirka 140 000 mätprofiler årligen. Då kanske man förstår potentialen i försöket.

I början då försöken inleddes var biologerna betydligt mer övertygade om kvalitén på mätdata från djurens rörelser än vad oceanograferna var. Efter att ha validerat data mot befintliga mätningar från satelliter och forskningsfartyg, och därmed visat att kvalitén var väldigt hög, blev oceanograferna mer exhalterade över denna nya metod att samla data på. Data insamlade med hjälp av djur blev därmed officiellt accepterad och inlagd i de stora databaserna. Idag har man satt sändare och mätare på 23 olika djurarter i Stilla havet. Sju av dem är beroende av att andas luft och måste därmed gå upp till ytan. Endast dessa sju arter genererar cirka en miljon djup- och temperaturserier årligen. Däremot saknas det fortfarande pengar att processa data, något som beror på långsam responstid gentemot myndigheter. Förhoppningen är dock att få in datamängden i World Ocean Database inom ett år.

Som jag skrev tidigare kan djur användas med fördel i områden där forskningsfartyg, bojar och satelliter inte kan mäta. Speciellt är det då polarregionerna och under isarna som pekas ut. Sedan två år tillbaka har Dan Costa försett 70 sydliga sjöelefanter med sändare och mätare. Dessa sjöelefanter spenderar större delen av sin tid under isen där de simmar omkring och äter. Cirka 100 000 mätprofiler årligen kommer från dessa sjöelefanter. Denna data är viktig eftersom vi behöver förstå hur den termohalina cirkulationen fungerar. I polartrakterna kyls ytvatten av, vilket får det att sjunka flera kilometer till botten, vilket i sin tur får nytt varmare ytvatten att flöda in i polarområdena. Detta upprätthåller den termohalina cirkulationen, som är en viktig process för att lagra in exempelvis koldioxid från atmosfären samt värmebalansen. En störning i systemet skulle möjligen kunna leda till en störning i klimatet. En del klimatmodeller, som ger att varmare klimat, indikerar att den termohalina cirkulationen skulle kunna minska och på så sätt förstärka en pågående uppvärmning. Problemet är dock att det inte finns några direkt stora mängder mätningar som kan validera om detta är sant eller inte, vilket gör att vi än så länge famlar lite i mörkret på den punkt. Och här kommer sälarna in. Vi väntar på spänning på hur detta projekt utvecklar sig.

Notis: Organism andas nitrat vid syrebrist

Filed under: Ekologi,Notiser — by Daniel @ 18:11

Normalt när syrebrist inträder på havens bottnar försvinner de allra flesta organismer och ersätts av bakterier, som tål en syrefri miljö. Nu har man i Gullmarsfjorden upptäckt en foraminifer (skalförsedda encelliga organismer) som kan överleva i syrefri miljö. Istället för syre andas foraminiferen nitrat på samma sätt som vissa bakterier. Mer finns i pressmeddelandet från Göteborgs Universitet eller i artikeln publicerad i Nature. De nya rönen ger också upphov till frågor om hur den marina kvävecykeln fungerar. De nuvarande teorierna kanske behöver omarbetas och att den är långt från förstådd.

Foraminiferer har en klimatologisk aspekt också (även om nyheten ovan kanske inte påverkar aspekten direkt). Foraminiferer fungerar som proxydata eftersom de finns överallt i havssedimenten. Genom att ta upp sedimentproppar och undersöka stabila syreisotoper kan man få fram hur klimatet varierat över tid. En klart intressant, användnings- och tillämpningsbar metod.

augusti 31, 2006

Fytoplankton, Antarktis och Kilimanjaro

Inför helgen finns det tre rykande färska och väldigt intressanta artiklar att läsa för den som har tid.

Controls on tropical Pacific Ocean productivity revealed through nutrient stress diagnostics (Nature 31/8). I de tropiska områdena i Stilla havet finns en upwelling av näringsrikt vatten, som innehåller mycket löst koldioxid. Av naturliga orsaker åker en del av den vattenlösta koldioxiden upp i atmosfären när vattnet når ytan. Av lika naturliga orsaker finns det i näringsrika områden en hel del alger vilka lever på bland annat näringsämnen och fotosyntes. I tropiska Stilla havet beräknas cirka 20% av världshavens produktion finnas, vilket betyder att 9-12 miljard ton kol per år i regionen binds via fotosyntes. Nya uppskattningar tyder dock på att fytoplankton i området lider av järnbrist och därmed inte tar upp lika mycket kol som tidigare trott. Storleksordningen ligger någonstans i intervallet 1,2 till 2,5 miljarder ton mindre per år, vilket skulle motsvara 4% av det totala kolupptaget i produktionen i världshaven. Det är av samma magnitud som skillnaden i primärproduktion mellan den största kända El Niño och efterföljande La Niña. Samtidigt skriver författarna att det är svårt att dra några slutsatser av de experiment med gödsling av järn på en större skala då provområdena vart väldigt små. Därmed kanske andra effekter gynnas, vilka inte är lika framstående på stor skala. En sådan effekt är hur mängden betare (organismer som äter fytoplankton) kan förändras. Exempelvis vet man inte om betarna blir såpass många att de väger upp nyttan med järngödning.

Antarctic temperatures over the past two centuries from ice cores (Geophysical Research Letters 30/8). Författarna har med hjälp av stabila vattenisotoper från iskärnor rekonstruerat temperaturen i Antarktis för de senaste 200 åren. Det finns stora skillnader i hur temperaturfördelningen vart enligt de mätserier vi har att tillgå. Exempelvis har antarktiska halvön upplevt den starkaste uppvärmningen på jorden under de senaste 50 åren, samtidigt som stora delar av Antarktis blivit lite kallare under samma period. Genom att försöka rekonstruera temperaturen kan vi kanske förstå hur Antarktis reagerar i olika klimatregimer, hur externa mekanismer ger utslag i temperaturen samt på vilken skala interna variabiliteten opererar. Rekonstruktionen uppvisar stora årliga och dekadala variationer under hela serien varav en del går att härleda delvis till SAM (Southern Annular Mode, ett mått på atmosfärens variabilitet). Enligt författarna kan cirka 17% av temperaturens variabilitet på månatlig, årlig och dekadal skala under de senaste 100 åren förklaras av SAM. Från mitten av 1800-talet till början av 1900-talet var det en kall period i Antarktis. Från 1856 fram till 1975 steg temperaturen med 0,22 grader Celcius (felmarginal 0,26 grader Celcius) per hundra år vilket är statistiskt signifikant. Perioden 1975-1999 innebar en nedkylning på -2,2 grader Celcius (felmarginal 3,8 grader Celcius). Nedkylningsperioden är dock inte statistisk signifikant. Gör man en trendanalys på hela perioden 1856-1999 har temperaturen stigit med 0,18 grader Celcius (felmarginal 0,21 grader Celcius) per hundra år vilket är signifikant rent statistiskt. Jämförelse med södra hemisfärens temperaturutveckling visar att de två perioder med global uppvärmning (cirka 1910-1945 samt 1970-nu) även medföljs av en temperaturökning i Antarktis.

Kilimanjaro Glaciers: Recent areal extent from satellite data and new interpretation of observed 20th century retreat rates (Geophysical Research Letters 31/8). Glaciärerna på Kilimanjaro undersöks i perspektivet av 1900-talets klimatförändringar i östra Afrika. Artikeln föreslår att glaciärernas försvinnande beror på en obalans uppkommen av en snabb klimatförändring under 1800-talet, för vilket glaciärerna fortfarande försöker kompensera, snarare än 1900-talets klimatförändringar i sig. När de första observationerna av glaciärerna på Kilimanjaro påbörjades under 1880-talet hade avsmältningen redan startat. Då uppskattades arean vara 20 kvadratkilometer, idag återstår drygt 10%. I artikeln delas glaciärerna upp i två delar; platåglaciärer är dem som befinner sig på eller över 5700 meters höjd och därmed har plan mark under sig, sluttningsglaciärer är dem som befinner sig under 5700 meters höjd vilket betyder att de inte har plan mark under sig (utgör cirka 52% av hela ismassan på berget). Platåglaciärerna har haft en linjär tillbakagång sedan början av 1900-talet medan sluttningsglaciärerna haft en skarp avsmältningsfas mellan 1912-1953 vilken därefter minskat i avsmältningshastighet. Jämförelse med lufttemperatur gjordes, vilket visade att temperaturen vid 1000 hPa (ungefär marknivå) stigit mellan 0,14 till 0,16 grader Celcius per dekad under perioden 1948-2005. Vid 500 hPa (ungefär i höjd med glaciärernas belägenhet) finns dock ingen ökning i temperatur under samma tidsperiod. Däremot har luftfuktigheten minskat en aning under perioden. Ingen minskning kan skönjas vid marknivå, även om det finns en kraftig minskning av luftfuktigheten från 1979 och framåt. Då luften vid glaciärernas höjd blivit torrare men inte förändrats i temperatur under perioden 1948-2005 anser författarna att reträtten av glaciärerna inte uppvisar indikationer på att ha påverkats av förändringar i klimatet under 1900-talet. Istället är det mer troligt att formen på glaciärerna, och solinstrålningen, är av större betydelse. Själva skriver de i abstraktet:

Vertical wall retreat that governs the retreat of plateau glaciers is irreversible, and changes in 20th century climate have not altered their continuous demise. Rapid retreat of slope glaciers at the beginning of the 20th century implies a strong departure from steady state conditions during this time. This strong imbalance can only be explained by a sudden shift in climate, which is not observed in the early 20th century. Results suggest glaciers on Kilimanjaro are merely remnants of a past climate rather than sensitive indicators of 20th century climate change.

augusti 28, 2006

Uppvärmning ger tidigare vår

Filed under: Ekologi,Temperaturer — by Daniel @ 18:40

BBC raporterade häromdagen om en ny studie där forskare studerat hur vårens ankomst påverkas av klimatförändringar. Inte helt oväntat drog man slutsatsen att varmare temperaturer gör att våren ankommer tidigare. Idag ankommer den i snitt 6-8 dagar tidigare än vad den gjorde för 30 år sedan och för varje år som går anländer våren ännu tidigare (sett ur ett rent linjärt perspektiv). Vissa år kommer våren väldigt tidigt eftersom temperaturen gynnat en sådan utveckling, vissa år, som iår, kommer våren senare än vanligt, men trenden är ändock att våren ankommer tidigare. Samtidigt upptäckte man att hösten ankommer allt senare. Under de senaste 30 åren har hösten fördröjts cirka 3 dagar. Varken en tidigare vår eller senare höst är något en människa generellt märker av (eftersom det är något som är statistiskt fastställt), däremot kanske vi märker av vissa år då våren ankommer väldigt tidigt eller hösten senare än normalt.

Av det studerade materialet (125 000 observationer av 542 växter och 19 djur från 21 europeiska länder) kunde man konstatera att 78% av växtaktiviteten (lövsprickning, blomstring och fruktsättning) inträffade tidigare på året än vad det gjorde för 30 år sedan. Samtidigt uppvisade 3% under samma period en signifikant försening av sin aktivitet. Orosmomentet som forskarna lägger ut är vad som händer om systemet förändrar sig i otakt. Isåfall skulle ekosystemet i vissa områden kunnas slås ut. Utöver detta understryker forskarna att de inte kan dra någon slutsats i förhållande till den mänskliga påverkan av klimatet, utan konstaterar att andra studier visat att ett samband med stor sannolikhet finns. Vi har samma situation i den utredning som presenterades i maj rörande Östersjöregionens klimat. Även där, trots en snabbare uppvärmning i regionen än globalt, är det svårt att hitta en robust länk till den mänskliga påverkan, även om man medger att den mänskliga påverkan till viss mån bör ha haft ett finger med i spelet.

Återigen visar sådana här studier att det är viktigt att förstå samband i olika delar av klimatsystemet samt den regionala betydelsen för klimatförändringar. Vegetation är en sådan del där det visat sig vara väldigt komplext och som modellerna har svårt för. Jag kommer närmast att tänka på Martin Claussens presentation vid HOLIVAR i juni. Han poängterade att klimatmodellerna har svårt att direkt få ihop den existerande lösningingen som finns i Afrika och Sydamerika. När det kommer till vegetation är det ett område som det forskas kring en hel del och ny vetenskap kring hur mekanismerna fungerar och hur dessa skall bättre implementeras i klimatmodellerna kommer ofta. Inte helt oväntat kan vegetationen vara det avgörande för lokal- och regionalklimatet. Fler studier i ämnet kommer med största säkerhet ge oss mer kött på benen och ge bättre resultat från våra modeller och på så vis får vi bättre scenarier inför framtiden.

augusti 15, 2006

Torsk – både handelsvara och klimatindikator

Torskbestånden är idag ett ämne som engagerar många och det väcker många känslor till liv. På grund av utbrett fiske verkar det som om torsken är starkt reducerad vid våra kuster. Vi kan ofta höra på nyheterna om olika fiskekvoter och hur Fiskeriverket ligger i fejd med yrkesfiskarna. Utanför Newfoundland har det sedan ett antal år funnits ett fiskestopp av torsk eftersom beståndet där vart såpass reducerat och svagt att det inte kunnat reproducera sig i närheten av sådan takt som torsken fiskats upp. Trots förbud är återhämtningen ännu, vad jag vet, tämligen blygsam.

Brist på torsk har det inte alltid vart, tvärtom. Torsken är till och med, om man skall vara lite djärv, en av anledningarna till att vår civilisation överlevt och kunnat utforska planeten under flera hundra år. Samtidigt var den en av de saker som tragisk nog underlättade slavhandeln. Insaltad och torkad torsk har fungerat som en sorts stapelvara hos såväl sjöfarare, upptäcksresande och arméer som hos vanligt folk. Ja, till och med hela länders ekonomi och välmående har byggts upp av torskfisket genom tiderna. Island är ett sådant exempel där torskfisket efter andra världskriget i stor utsträckning hjälpt till att dra upp landet från ett hyffsat bakstående land till en modern europeisk stat. Eller som Mark Kurlansky i boken ”Torsk” uttrycker det:

Tack vare torskfisket hade landet på en generation förvandlats från en 1400-talskoloni till en modern efterkrigsnation.

Hur kom det sig att torsk blev så populär och framförallt, vad har torsk med klimatförändringar att göra?

Torsk har alltid funnits i människans diet, där fiskarten vart tillgänglig. Men själva hysterin började på 700-talet då den katolska kyrkan förklarade det möjligt för människor att äta ”kall” föda under fastan, kyrkliga helgdagar och fredagar, då man normalt inte fick äta något alls. ”Kall” föda avser sådant som kommer från havet, medan ”varm” föda, vilket fortfarande var förbjudet under de ovan uppräknade dagarna, består av rött kött (typ nötkött). Ganska snart blev det uppenbart att torsk, framför sill och val, blev folkets favorit bland den ”kalla” födan. Mycket tack vare att torkad och saltad torsk håller sig bättre i längre tid än både sill och valkött. Baskerna från Spaniens nordvästra hörn seglade upp som det dominerande torskhandelsfolket. Genom att kopiera vikingarnas båtkonstruktion samt använda sina gigantiska tillgångar av salt (något som de flesta länder i nordeuropa saknade) begav de sig långt ut på havet; upp till Island och förmodligen också hela vägen bort till Grand Banks utanför Newfoundland där havet var praktiskt taget sprängfyllt med torsk. Baskerna var alltså förmodligen före Columbus att hitta den nya världen (men förmodligen var de inte tidigare än Vikingarna). Det kan för kuriosans skull nämnas att två britter vid namn Thomas Croft och John Jay från Bristol under åren 1480-1481 skickade iväg fartyg till det så kallade Hy-Brasil, vilket var en mytomspunnen ö ute i Atlanten långt väster om Storbritannien. Deras fartyg återvände laddade till bristningsgränsen med torkad torsk. Någonstans hade de fiskat och torkat fisken eftersom de bestämt hävdade att den inte var köpt (det var förbjudet på den tiden att idka handel med icke brittiska handelsmän), och de går inte att torka fisk ombord på däck. Senare har man upptäckt ett brev där Croft och Jay anklagar Columbus för att vara medveten om att han inte var den förste europé att besöka Amerika. Huruvida det stämmer eller ej lär vi aldrig få reda på. I vart fall fortsatte kommersen med torsk ändra fram till våra dagar och den la grunden för kolonisering och expansion, militära kampanjer och upptäcksresor, välmående befolkning och ekonomi. Den historien är allt för lång att dra här dock och jag hänvisar därför för de intresserade till Kurlanskys bok.

En intressant aspekt med torsken är att den är väldigt temperaturkänslig. Dess optimala vattentemperatur är mellan 2-13 grader och för fortplantning vill fisken helst ha mellan 4-7 grader varmt vatten. Under vikingatiden var vattnen kring Grönland tillräckligt varma för att torsken skulle trivas där och man vet att fisken var en viktig del av de nyanlända grönländarnas kost. Efter en tid började dock fisket bli sämre, vilket kunde kopplas till att vattnet blev kallare. Samtidigt började isarna växa och isberg blev allt vanligare kring Grönlands sydspets. Torskbeståndet förflyttade sig söderut allt eftersom temperaturen sjönk. Under 1400-talet var det riktigt illa för den lilla kolonin på Grönland, såpass illa att den utraderades. Mycket på grund av den ökande kylan men också den alltjämt ökande bristen på föda, däribland torsk. Vattnet förblev kallt kring Grönland och det var inte förren 1930-talet som varmare vatten återigen började strömma in i området. Med den ökade temperaturen kom torsken tillbaka. Under 1933 fanns torskbeståndet hela vägen upp till 72 grader nord, och så bestod det fram till 1950-talet. Därefter blev vattnen kallare igen och torsken försvann. Nu har det kanske inte påverkat fiskeriindustrin i särskilt stor utsträckning eftersom de flesta fiskeriverksamheterna bedrevs en bra bit söder om Grönland. Men även söderut (och österut mot Island) kom problem.

Färöarna var en viktig utpost för torskfisket. Kring öarna fanns det rikligt med fisk. Men när lilla istiden blev allt mer påtagligt försämrades villkoren även här. Vissa år, exempelvis 1625 och 1629, var totala katastrofår för fisket. Under den allra värsta tiden av Maunderminimat (cirka 1645-1715) försvann torsken under långa tidsperioder. Så skedde exempelvis efter 1675. Shetlandsöarna, som ligger söder om Färöarna, drabbades också påtagligt av kraftigt minskade torskbestånd. Läget i området skulle inte förbättras förren under första hälften av 1800-talet. Grovt kan man säga att torsken nästan försvann helt och hållet mellan åren 1600-1830 i området, vilket sammanfaller med den period då lilla istiden var som allra kallast. För Islands del kollapsade torskfisket nästan helt under denna period. Så sent som 1756 omgavs Island av is i trettio veckor, vilket pekar på att torsken förmodligen hade flytt området. Vänder vi blickarna mot Norge var torskfisket väldigt begränsat under 1600-talet då vattentemperaturen understeg 2 grader i perioder av 20-30 år.

Uppenbarligen visar torskbeståndens spridning genom tiderna att temperaturen förändrats kraftigt (vilket inte är någon nyhet). Det finns nedtecknat en hel del om fångster i journaler lite här och var. En ordentlig genomgång av dem skulle kanske kunna ge ytterligare värdefull information beträffande klimatets variabilitet under lilla istiden, och om inte annat om torsken i sig. Precis som trädringar och nermalda bisontänder visar klimatförändringar kan också protokoll över torskfångst göra det. Dock får man hålla i minnet att det inte är en bra källa att använda sig av för dagens klimat då beståndet är såpass kraftigt påverkat av utfiskning. Men det är inte heller det viktiga! Det viktiga är att förstå hur klimatet har varierat och i vilken utsträckning det har gjort det. För om vi förstår historien kan vi också försöka förstå oss på framtiden.

augusti 9, 2006

Nermalda tänder visar klimatvariationer

Filed under: Ekologi,Historia,Klimatdata,Rekonstruktioner,Temperaturer — by Daniel @ 18:38

Från trädringar, bottensediment, koraller, pollen, torv, fisk, iskärnor och en rad andra metoder har man länge kunnat få en bild över hur temperaturutveckligen varierat under tusentals år genom proxydata. Alla metoder har olika upplösning och regionstäckning samt visar lite olika parametrar (exempelvis kan trädringar visa temperatur eller nederbörd utan att man egentligen med säkerhet vet exakt vilket de visar). Nu är det dags att uppdatera listan över proxydatametoder med en lite annorlunda och lite mer bisarr metod. Genom att mala ner visdomständerna från bisonoxar kan man få information om vilka grässorter som växt över de stora slätterna i Nordamerika under de senaste 200 000 åren. Vet man vilka grässorter som fanns under vilka tidsperioder kan man bilda sig en uppfattning över hur temperaturen varierat genom tiden då gräs är en temperaturkänslig växt. Förhoppningen är att förstå hur känslig de stora slätterna är för klimatförändringar.

”We know from looking at evidence of past climatic conditions that we currently are in a warm period and that climates have changed dramatically. There have been times in the past, for example, when the climate was so dry that northern Nebraska was a desert with sand dunes. The Sand Hills are a remnant of that time,” Hoppe said. ”The better we understand what happened in the past, the better we can predict what will happen in the future,” she said.

Slår projektet väl ut kan man använda data från bisontänderna till att validera klimatmodellerna. Och precis som Hoppe säger så måste man ha förstått det förflutna innan man kan förstå framtiden, det gäller i synnerhet i sammanhang med klimatmodeller. Det finns tyvärr en tendens att det glöms bort i diskussionerna.

juli 19, 2006

Smådjur transporterar koldioxid i havet

Filed under: Ekologi,Växthusgaser — by Daniel @ 12:51

Från Woods Hole Oceanographic Institution kom i slutet av juni ett pressmeddelande med intressant information. I nordatlanten utanför nordamerikans östkust har man studerat ett litet djur, Salpa Aspera, som svärmar i många miljontals och äter upp stora delar av de koldioxdälskande planktonbeståndet i vattnet. När Salpa Aspera defekerar små pellets innehåller de kol, vilka snabbt sjunker till botten. Sjunkhastigheten av dessa pellets har uppmäts till 1000 meter per dag, vilket är snabbare än andra pellets. När en Salpa Aspera dör sjunker också den ner i vattnet med hög hastighet och det verkar som om djuret är sista anhalten i näringskedjan. Av denna anledning verkar det som om dessa smådjur i sina stora svärmar transporterar koldioxid ner i havet och därmed för bort koldioxiden helt från atmosfären. Enligt beräkningar tar en svärm, som täcker 100 000 kvadratkilometer (jämför Östersjön som är drygt 4 gånger så stor), bort uppåt 4000 ton koldioxid från atmosfären per dag. Forskarna vill nu se om det finns fler svärmar i andra ekosystem eller andra ställen på jorden. Bland annat vet man att de svärmar även utanför Antarktis. Det skulle vara intressant att veta hur, eller om, temperaturberoende dessa är.

Nästa sida »

Blogga med WordPress.com.