Lästips – Vindar i Arktis och Atlanten

I senaste Nature kan vi i en (kort) insändare läsa en viktig punkt angående att inte bara fokusera på ökade temperaturer när vi diskuterar minskande is i Arktis. Vindar är en minst lika viktig komponent, men dessvärre mindre diskuterad i medierapporteringen.

Changing wind patterns are an important influence on the distribution of sea ice. Throughout summer 2007, exceptional pressure and wind patterns persisted over the Arctic Ocean. The observed migration of ice cover, from the Siberian and Beaufort seas northwards and eastwards into the Arctic Basin, was in line with the expected response to the anomalous winds. These Arctic wind anomalies were part of a global-scale pattern of highly unusual circulation this summer, the causes of which are as yet unclear.

Och för den mer teknikintresserade föreslår jag att läsa senaste artikeln från Oceanus angående de utplacerade riggarna i Atlanten, som mäter förändringar i flödet. Varför skall man mäta strömmarna utanför USAs östkust och what’s in it for me?

Periodiserad kyla och värme

Den nordatlantiska oscillationen (NAO) är viktig för vårt klimat, speciellt under vinterhalvåret, och ges av tryckskillnaden mellan Azorerna och Island. En positiv fas ger mer nederbörd och varmare temperaturer, medan en negativ fas ger motsatt effekt. Det har föreslagits att de olika klimatperioderna – medeltida värmeperioden och lilla istiden – kan ha varit ett resultat av att NAO under en längre period höll sig till en positiv eller negativ fas. Två kanadensiska forskare publicerade häromdagen en artikel i Paleoceanography där de försöker finna svar på om NAO kan ha varit en dominerande faktor i de olika klimatperioderna.

I en modell för Nordatlanten testades olika scenarier; en där NAO dominerades av en positivt fas och en där den negativa fasen var frekvent. Det kan ses som ett antagande där positiv fas motsvarar medeltida värmeperioden och en negativ fas motsvarar lilla istiden. De fann att om NAO befinner sig i en huvudsaklig negativ fas kommer havscirkulationen att sakta ner, vilket ger kallare temperaturer i framförallt Europa och östra Nordamerika. På samma sätt fann de en motsvarande reaktion, fast tvärtom, på en i huvudsak förlängd positiv NAO-fas. Det kan tolkas som att havscirkulationen är kopplad till NAO och att klimatperioderna var ett resultat av mer eller mindre värmetransport upp i Nordatlanten.

Den positiva fasen är inte lika stabil som den negativa fasen vilket beror på interna processer så som att nordgående strömmar förändras mer i styrka över tid och förändrar väg. Det skulle isåfall innebära att den nordatlantiska regionen under en värmeperiod var rumsligt mer varierande i temperatur än under en köldperiod. Så verkar dock inte vara fallet under kortare varma och kalla perioder på den regionala skalan i Östersjön (återkommer till detta vid ett senare tillfälle). Författarna medger dock att det finns få bevis i form av klimatdata som stödjer en sådan teori om instabilitet, även om de har hittat några enstaka proxydata som kan stödja deras hypotes.

Då modellen körs i en företrädelsevis positiv NAO-fas tyder resultaten på oscillationer om 70 år, vilket är nära de 65 år som AMO oscillerar med (vilken i sig några anser vara relaterad till bland annat orkanfrekvens och styrka, och andra anser vara en inbillning). Om den modellerade oscillationen är identisk med AMO tyder det på att havscirkulationen, modulerad av NAO, är knuten till AMO. Men om det är AMO som sätter NAO i en positivt/negativ fas, eller tvärtom, går inte att avgöra (mycket på grund av att AMO ännu inte är väldefinierad och att mekanismerna bakom NAO är svåra att reda ut då inte den heller är helt kartlagd). Författarna tar också upp en frågeställning som är intressant att försöka besvara. Om NAO tenderar att gå mot en mer positiv fas under varmare förhållanden (vilket inte är helt givet), kan det då vara så att den nordatlantiska regionen går mot mindre stabilt klimat? Det är en stor nöt att knäcka. Däremot vet vi att NAO varit i en primärt positiv fas sedan 1990 – frågan är då, har det under denna (allt för) korta period blivit mindre stabilt?

Det var på tiden…

Ibland känns det skoj att vara alert och snappa upp nyheter långt innan mainstreammedia gör det, men att det skulle ta dem 4 månader trodde jag inte. Kanske har de vart så upptagna av jordgubbsdramat istället (del 1, del 2, del 3).

Så vad är det då som jag uppmärksammade redan i april? Jo, helt enkelt det lilla faktum att det inte verkar vara någon fnurr på tråden för ”Golfströmmens” välbefinnande, vilket vi fick klara besked om på EGU-konferensen i Wien (och som dessutom avhandlades för över ett år sedan i en annan notis). Det hela kokar ner till två nypublicerade artiklar (#1, #2) i Science om variationer i atlantens strömsystem längs 26,5N och ett nytt system av bojar i Atlanten. Använder vi data endast från det nya bojsystemet lär det ta minst ett halvsekel innan vi överhuvudtaget kan urskilja fakta från fiktion (alltså variabilitet kontra havererande/förändrade strömmar), såvida vi inte kombinerar det med mätexpeditioner till havs varenda år. Isåfall bör det ta i storleksordningen 20-40 år. Kanske lär sig media till nästa gång att inte dra för snabba slutsatser över bättre data, men det tror jag knappast de gör.

Läs det ”senaste” hos DN och SR. Eller, så kan du alltid komma hit först och få det senaste ännu snabbare. ;)

Lästips – Semesterslut och badankor…

Semestern är över och det är dags att gå igenom sommarens publikationer. Tänkte därför mjukstarta ”höstterminen” med ett litet lästips, som har några år på nacken och skrivits om otaliga gånger i såväl svensk som internationell press.

Badankor kan vara ett mycket pedagogiskt instrument när det gäller att lära känna världshavens strömmar. Släpper man ut tillräckligt många på en plats får man också över tid en fin illustration över hur haven hänger ihop, att de inte är separerade ”pölar”. Det är vad som skedde 1992 när ett containerfartyg förliste under en storm i Stilla  havet. Cirka 30 000 badankor släpptes då lös och har sedan dess drivit omkring och även fastnat i Arktis is och exporterats in till Atlanten. Läs mer om det hos Curtis Ebbesmeyers hemsida, AGU (1994), Times Online (2007) Ekstra Bladet (2007),  USA Today (2003), Wiki eller Aftonbladet (2003).

Liknande experiment, fast i mindre skala och med vatten eller kemikalier som tracer, användes (och används fortfarande) flitigt inom oceanografin för att kartlägga strömförhållanden och andra egenskaper av vattnet i exempelvis fjordar.

Blåsigt värre i Nature

Tidskriften Nature har i de senaste numren haft några artiklar och news features rörande tropiska cykloner och orkaner. Den stora 10 000 kronorsfrågan om vilka mekanismer som driver orkaners aktivitet är ännu inte besvarad, men många förslag har lagts fram. Exemplen varierar mellan blixtar, shear, nederbörd, kyla, eller bara inhomogena dataserier. Ytvattentemperaturer är i alla dessa fall snarare en indirekt påverkande faktor, men inte den primära drivande kraften, vilket ibland hävdas.

I Nature (24/5) publicerades en artikel, som undersöker orkanaktiviteten i Atlanten över de senaste 5 000 åren med hjälp av nytagna sedimentkärnor från Vieques utanför Puerto Ricos östkust. De fann att aktiviteten har haft ganska mycket variabilitet över de 5 senaste millenia. Aktiva perioder har det var mellan 5400-3600 år sedan (år ”noll” är satt till 1950), 2500 år sedan och för 1000 år sedan. Nästa aktiva period dröjde fram till 1700-talet och den pågår fortfarande. Dessa perioder bekräftas även av andra kronologier från andra platser runt om i Atlanten. Det finns från Puerto Rico antecknat att endast tre orkaner gjorde landfall mellan år 1550 och 1700. Mellan åren 1700 och 1850 ökade antalet till sexton. Att detta skulle vara ett resultat av bättre anteckningar ju närmre nutid vi kommer verkar dock inte stämma. Rekonstruktioner från sediment visar på samma fördelning, och dessa sediment har inte blivit sämre eller bättre historieskrivare över åren. Att en period med fler starka orkaner inleddes kring år 1700 bör alltså vara relativt välunderstött.

En jämförelse med temperaturer från området kring Puerto Rico ger dock inga starka bevis för att just ytvattentemperaturen skulle vara en drivande kraft för orkaners ökande intensitet. Under 1700-talet, då en ny aktiv period påbörjades, var ytvattentemperaturerna i det karibiska havet 2 till 3 grader kallare än idag. Vidare inföll en av de mest aktiva perioderna mellan 1766 och 1780, en period som enligt rekonstruktioner av AMO (Atlantic Multidecadal Oscillation) var negativ (kall). Tidigare i historien har samma mönster visat sig genom jämförelser av rekonstruktioner, vilket gör att ytvattentemperaturen förmodligen inte är huvudorsaken till hög orkanaktivitet. Författarna efterlyser högre upplösta ytvattentemperaturrekonstruktioner och mixed layer-tjockleken för att kunna undersöka frågan närmre.

Så vilkan övriga mekanismer anser de spela en viktig roll för bildandet av intensiva orkaner? Först och främst konstaterar de att El Niño tenderar att minska aktiviteten, medan La Niña ökar den. Det såg vi inte minst förra året då ett El Niño-fenomen oväntat dök upp i Stilla Havet och avslutade säsongen tidigt. Iår ligger varningen ute för att en La Niña kan uppkomma och därmed göra årets orkansäsong ännu värre än de första prognoserna. Detta mönster har också hållt sig genom historien. Under de hittills lågintensiva perioderna har omständigheterna favoriserat fler El Niño-händelser. De intenstiva perioderna har istället haft färre El Niños, så även den senaste perioden, som påbörjades 1700.

Rekonstruktion av nederbörd från Lake Ossa i Kamerun ger en annan ledtråd till orkanernas intensitet. Hög nederbörd över området sammanfaller med perioder med fler intensiva orkaner, och på samma sätt sammanfaller låg nederbörd med färre intensiva orkaner. De perioder då den afrikanska monsunen förstärks och ENSO befinner sig i en sval fas kan AEW (African Easterly Waves) färdas genom områden med gynsamma förhållanden för utveckling av orkaner.

Summa sumarum är alltså att ytvattentemperaturer i tropiska Nordatlanten inte är ett krav för att intensiva orkanperioder skall komma igång, men de spelar förmodligen roll i andra led i tropiska cykloners utveckling.

I numret från sjunde juni kom en artikel om orkanaktiviteten för de största orkanerna över de senaste 270 åren. Grundidén författarna kom med var att den senaste tidens ökning i orkanaktiviteten kanske är en återgång till mer naturlig aktivitet oavsett vad som orsakar det. Enligt dem var aktiviteten under 1970- och 1980-talet ovanligt låg, för att därefter öka till mer normal aktivitet. Den mycket aktiva perioden, i vår referensram, efter 1995 är satt i ett längre perspektiv inget ovanligt alls, utan snarare ganska normalt. Dessutom ger resultaten stöd till ovanstående artikel då perioden kring 1760-1775 verkar vara den mest aktiva perioden (jmf 1766-1780 enligt ovan). Andra perioder med liknande aktivitet som idag var 1756-1774, 1780-1785, 1801-1812, 1840-1850, 1873-1890, 1928-1933. Analyser av data verkar peka på ett cyklist beteende på cirka 10-30 år.

Till grund för artikeln ligger flera proxyserier härledda dels ur koraller från karibien samt sedimentkärnor från Cariacobassängen utanför Venezuelas kust. Det verkar som windshear är den avgörande faktorn då både observerad och rekonstruerad shear i jämförelse med rekonstruerad och observerad orkanaktivitet är omvänt proportioneliga mot varandra. Den ökning av ytvattentemperaturer har därför förmodligen kompentserats av ökad windshear istället. Men om det är en naturlig återgång till normal aktivitet, eller om det är påhjälpt av eventuella antropogena effekter, går inte att mer än spekulera i. Eftersom denna artikel har anknytningar till Göteborgs Universitet och min institution bjuder jag även på länken till pressmeddelandet.

I en tredje artikel från Nature (31/5) undersöks hur omblandningen i havet påverkas av tropiska stormar och inte orkaner specifikt. Stormar över haven blandar om i vattenkolumnen och det är en mycket viktig process att förstå för att kunna utveckla klimatmodellerna till ett mer avancerat stadie. Idag har vi ännu ganska dålig inblick i hur detta system fungerar och haven innehåller betydligt mycket mer värme än atmosfären, varför haven är otroligt viktiga på längre tidsskalor, speciellt om man vill göra någorlunda trovärdiga projektioner för framtiden. Basen för omblandningsprocessen när en storm passerar är att kallare vatten från djupet i vattenkolumen blandas uppåt mot ytan (och också för med sig näringsämnen), vilket ger kallare ytvattentemperaturer och värmetransport neråt. De efterföljande dagarna flödar värme genom ytan för att få balans i energibudgeten. Totalt ger det alltså en uppvärmning av vattenkolumnen, eftersom det nedblandade värmet finns kvar. Eftersom vattenkolumnen inte blir varmare och varmare hela tiden (jag har fortfarande inte sett kokande hav) transporteras vattenmassan i meridionala transporter (exempelvis upp via Golfströmmen, Nordatlantiska strömmen och vidare till de nordiska haven).

Författarna uppskattar att 0,26 PW (1 petawatt = 10¹⁵ watt) tillförs havens värmeinnehåll från tropiska stormar. Det kan jämföras med Golströmmen (alltså den del som går från Florida upp en bit längs amerikanska östkusten) som transporterar ungefär 1,4 PW (vilket är samma siffra som Kerry Emanuel år 2001 föreslog blandades ner i haven av tropiska stormar). Ytterligare en intressant detalj är att nerblandningen av värme verkar kunna stå i stark relation till ytvattentemperaturer, och att ganska små ändringar i denna kan öka nedblandningen rejält. Översatt med spets kan man alltså fundera på hur dessa stormar påverkar klimatet. Den aspekten är fortfarande mycket lite utforskad, speciellt eftersom man tidigare i stor utsträckning inte ansett stormar ha såpass stor påverkan.

I samma nummer (Nature, 31/5) finns en News Feature som diskuterar mycket av de olika oceanografiska aspekterna på omblandning i havet, satt i realtion till stormar, tidvatten och virvlar. En del av denna News Feature behandlar också bioturbiditet, alltså hur livet i havet blandar om i vattenkolumnen. Bland annat pekas det på exempel där man visat att krill blandar om vattnet i vissa canadensiska fjordar. Ett annat exempel är en studie som indikerat att det marina livet blandar om i haven lika bra som vind och tidvatten. Det låter ganska enastående om så skulle vara fallet, men en diskussion kring ämnet är intressant. Förmodligen, i min mening, går det mesta av djurens rörelser över till friktion snarare än omblandning varför den komponenten inte bör vara så stor. Men konceptet är ändå exotiskt och spännande.

Funderingar kring gungbrädor

Med anledning av gårdagens ”gungbrädenyhet” (LU, NyT, SvD) om att klimatet gungar fram och tillbaka mellan norra och södra halvklotet är det intressant att se tillbaka även på några artiklar jag skrivit om tidigare. Att det finns en sådan mekanism mellan nord och syd har man länge misstänkt, på långa tidsskalor. Men vad gäller teorierna kring havsströmmar har andra forskare nyligen studerat kärnor för de senaste 1000–2000 åren, vilket endast är den senaste delen av holocen. Man har funnit att strömmen genom Floridasundet och ytvattentemperaturer i Nordatlanten har varierat över denna relativa korta tid, och i grovt samma tidspunkt som Europa upplevt sina olika värme- och köldperioder. Så visst verkar det finnas en komponent som är sammankopplad med dessa nordatlantiska strömmar. Och om det funnits under de senaste 2000 åren är det rimligt att anta att samma mönster skett flera gånger under hela holocen, och självklart tidigare. Nu vet jag inte hur de nya resultaten ser ut, men om de sammanfaller med dessa tidigare upptäckter get det en stark indikation på att klimatet svänger fram och tillbaka så som föreslagits. Jakten på den bakomliggande mekanismen kan börja!

Däremot förbehåller jag mig rätten att vara lite tveksam till hur den nordatlantiska strömmen kommer reagera i ett framtida klimat. Om nederbörden, eller för den delen avsmältningen, skall avgöra ett riktigt problem för strömmen måste denna färskvattentillförsel öka ganska mycket för att konkurrera med de andra upprätthållande mekanismerna. Men vem vet, det är inte riktigt känt hur framtida nederbördsmönstret kommer se ut (ännu verkar det inte finnas någon global trend iallafall [pdf, sid 6], även om det säkert kan finnas vissa regionala förändringar) och vad gäller avsmältningen är de mekanismerna ännu inte särskilt bra förstådda (vilket var anledningen varför IPCC utelämnade dem i sin projektion av framtida havsnivåer). Så, transporten norrut kan också variera av sig självt ganska mycket och med de mätmetoder vi idag använder kommer det uppskattningsvis ta över ett halvt sekel att skilja de interna förändringarna från dem inducerade från mänsklig aktivitet – om en sådan uppstår i den termohalina cirkulationen. Tidsskalan havscirkulationen verkar över är lång, och sker inte på 10 dagar som vissa verkar tro (ja, jag vet, det börjar bli gamalt nu, skall sluta tjôta om det, lovar).

Stort, skoj och svulstigt i Wien

En vecka i Wien är intensiv, inte bara på grund av alla mozartkulor och sachertårtor. Ännu mer intensivt blir det när tusentals och ännu mer tusentals geovetare träffas i en och samma konferensbyggnad. Det var första gången jag deltog på en EGU-konferens, och det var nog större än vad jag hade förväntat mig. Att ta in all information är inte varken praktiskt eller teoretiskt möjligt. Tur nog fick jag antecknat en hel del av vad som sades där nere, och jag fick också träffat några av dem jag läst artiklar av (och ibland även skrivit om här på bloggen).

Så vad fick jag reda på? Jag tänker inte redovisa person efter person vad de sa (det blir allt för stort) eller gå in på något i detalj (det mesta av det nedanför sysslar jag ju inte med själv utan bara finner intressant), istället tar jag det i stora drag varför många föredrag och postrar inte kommer att omnämnas även om de var se- och hörvärda.

Solforskarna verkade inte riktigt nöjda med senaste IPCC-rapporten då de anser den underskatta solens roll i systemet. Att varje ny satellit, som skjuts upp för att mäta solstrålningen, ger olika resultat är lite problematiskt och ett stort pusslande. Från proxyfolket är det problem med att datumsätta proxyserierna eftersom den metod man hittills använt är ganska oexakt. Vi fick också veta att Dansgaard Oeschger-händelserna inte är periodiska och att de inte drivs av externa faktorer såsom solstrålning.

Mycket pratades det om värmetransporterna i haven och deras betydelse för klimatet. Som vi vet varierar det ganska mycket på en sub-årlig skala hur mycket värme som transporteras norrut (och söderut) i systemet. Det kan ju få som följd att vissa skriker vargen när det egentligen är en liten guldfisk. Det krävs betydligt längre mätningar än 1 år för att förstå hur variabiliteten är i haven. Med den transektmetod som användes, och som sedan blev en vargen kommer-nyhet, krävs det en tidsskala på århundraden för att kunna konstatera förändringar i MOC. En ny mätmetod, bestånde av flera fasta kontinuerligt mätande bojar tvärs Atlanten, kan istället vara bättre. Använder man den metoden behöver vi bara vänta någonstans i storleksordningen 50-60 år innan vi kan se någon förändringar i MOC. Används istället både transekter och bojar samtidigt förkortas tidsskalan ytterligare till ett antal årtionden. Det går alltså inte med dagens mätningar att skilja på variationer och/eller trender i data gällande MOC. I övrigt noterade jag att den händelse, som inträffade i november 2004 och som fick stor skrämselgenomslag i världsmedia snarare betecknas som lite kuriosa hos forskarna och inte som särskilt katastrofal eller ens direkt märkvärdig i sig. Det enda man kan säga är att instrumenten blev fler och bättre i början av 2000-talet och att man helt plötsligt bara fick bättre upplösning. I övrigt fick vi också lära oss om att minnet i haven är olika – från Atlanten som har ett ganska långt minne till Stilla Havet som snarare verkar lida av alzheimers.

Värmeinnehållet i haven är en ganska het fråga. Beroende på vem man frågar kan man få helt olika resultat, dessutom har man nyligen upptäckt ganska stora felkalibreringar hos instrumenten, varför vissa föredrar att utesluta instrument. Jag har anledning att återkomma till detta ganska snart i och med en just sådan rättelse till ett tidigare inlägg. Enligt Levitus, som höll ett föredrag i Wien, rasar för tillfället en ganska hetsig debatt om hur man skall korrigera alla data som visat sig vara fel, och det är inte världens lättaste uppgift. Dessutom har man bara under de senaste åren börjat täcka in även södra halvklotets hav i värmemätningarna, och det påverkar också data i viss utsträckning.

Högupplösta tidsserier av temperatur eller nederbörd i olika områden upptog också en del av veckan. En serie från Island visade bland annat på höga ytvattentemperaturer under medeltida värmeperioden, och att temperaturen sedan dess minskat. Mycket snabba förändringar på uppåt 1 grad skedde när värmeperiden började och avslutades. För Atlantens djupvatten, och ventilationen av djupvatten är kalla perioder goda nyheter då ventilationen sker oftare trots att transporten upp i Atlanten via flordiaströmmen är svagare. Som kompensation får istället vattnet en högre densitet, vilket ger mer djupvattenventilation. I Medelhavet var det under den medeltida värmeperioden också högre produktion då det nuvarande sydeuropeiska klimatet förflyttades längre söderut. Gränsen, som idag går i nordafrika, har flera gånger förskjutits fram och tillbaka över Medelhavet. I västafrika var det under den romerska värmeperioden mycket blötare än idag. Nordafrika fungerade ju som Roms kornbod, men sedan blev det helt plötsligt torrare, vilket gav mindre mat till rikets invånare, vilket i sig skulle kunna vara en bidragande orsak till rikets kollaps. Jag gillar dessa teorier, även om man inte kan förklara samhällens kollaps med en enda faktor – det är alltid många som samverkar. Iallafall verkar nederbördsmönstret i nordafrika variera i cykler på 500 år och att det efter medeltida värmeperioden har blivit betydligt torrare än vad det varit tidigare i området.

Stormar (inte orkaner) är ett ämne som många pratar om, speciellt nu efter vi har haft flera i vårt område – inte minst Gudrun och Per, och allt annat vad de nu heter. Även om många redan vet det har inte stormarna i Europa ökat nämnvärt på senare tid. På längre sikt, sedan slutet av 1800-talet, har de istället minskat, förutsatt att man har tilltro till data. En viss ökning skedde 1960-1990, men därefter minskade stormigheten igen. Och det är liknande resultat som BACC fann för Östersjöområdet, att stormigheten inte har en trend alls. Vi skall dock hålla oss kvar i atmosfären lite och vända blicken mot NAO, detta fenomen som ofta styr vintrarna hos oss. Normalt brukar man se det som tryckgradienten mellan Azorerna och Island, men en ny tolkning ger en annorlunda bild. Man skall tänka sig NAO som brytande vågor i stratosfären över Grönland, vilket föranleder blockeringar över Europa. Blir NAO positiv betyder det att färre vågbrytningar sker, och ett negativt NAO följdaktligen att fler vågor bryts.

Känslorna svallade ibland ganska mycket på föredragen. Jag var med om iallafall två sådana tillfällen. Dels var det en fransk professor inom solmagnetism som retade gallfeber på en kvinnlig modellör genom att säga att solens magnetfält är direkt ansvarigt för intensiva orkansäsonger, smältande isar och förändrade ekosystem. Ganska kontroversiellt må jag säga, och tyvärr var jag inte med under hela föredraget så jag missade på vilka data han underbyggde sina teorier. Men nog var det väldigt underhållande gräl de hade, lite på catfight-stadiet. Den andra händelsen var när Fred Singer höll låda. Han pratade om CCSP-rapporten (vilken ingen europeisk forskare verkar ha läst eftersom nästan ingen räckte upp handen när Singer frågade vilka som läst den – jag har inte läst den) och hur själva rapporten skiljer sig från sammanfattningen. Han tyckte det var den fullständiga rapporten man skulle läsa och inte sammanfattningen eftersom sammanfattningens slutsatser inte har stöd i rapporten. Singer uppmuntrade därför alla att läsa den fullständiga rapporten snarare än sammanfattningen (han hänvisade bland annat till skillnader i modellresultat kontra mätningar de olika lagrens temperaturvariationer i atmosfären). Givetvis fick detta mothugg från en annan amerikan som ansåg att Singer inte höll sig till sanningen. Denna person, vem det nu var, tyckte istället man skall läsa sammanfattningen, eftersom den är lättare att förstå (jag antar också han anser att sammanfattningen och rapporten ge samma stöd till vad som än står däri). Men, det man kunde dra som slutsats var att Singer ansåg man skulle läsa en fullständig rapport och hans kommentator att man skulle läsa sammanfattningen. Det gav inte så mycket klarhet, men det var inte oväntat.

En liten kuriosa är att dagarna, på grund av växthusgaserna, kommer bli längre i framtiden, hela 0,65 millisekunder längre till år 2100. Dessutom kommer vikten att öka hos en människa som väger 80 kg idag; år 2100 kommer han eller hon att väga 0,001 milligram mer.

Och för dig som brukar illustrera solen med hjälp av en apelsin – byt till en citron istället eftersom det är mer likt formen på solen.

I övrigt hade jag två postrar där nere och det var väldigt givande. Fick träffat många människor som var intressanta och genuint intresserade av vad man sysslade med. Sånt gillar jag, speciellt eftersom det var första gången på en sådan konferens och man inte känner många folk ännu. Men även om det kan se så ut är det inte alltid lätt att stå med ett stort brett leende i två timmar. Dags att ta den här vitamininjektionen och använda den till något vettigt i arbetet…

Notis: Mer om interoceaniskt färskvattentransport

I mitt förgående inlägg skrev jag bland annat om Anders Stigebrandts artikel om hur färskvattentransporten från Atlanten till Stilla Havet håller igång djupvattenformationen i Nordatlanten och därmed vidlivhåller Golfströmmen. I Nature kom det för någon vecka sedan en artikel i ämnet, men satt i relation till långa tidsskalor. Artikeln rekonstruerar salthalten i Stilla Havet 90 000 år tillbaka och kartlägger hur Dansgaard/Oeschger– och Heinrich-händelser i samverkan med ITCZs latitudinella position påverkar flödet av färskvatten mellan de båda oceanerna. En kall period, oftast i samband med en migration söderut av ITCZ, ger saltare Stilla Havsvatten. Då regnar det mesta av vattnet ner i Amazonas (eftersom Anderna blockerar transport av färskvatten västerut) och mer sötvatten kommer ut i Atlanten via floder. Salthalten kan därför inte öka så mycket i Atlanten, samtidigt som salthalten ökar i Stilla Havet – saltskillnaden haven emellan minskar.

Abstract:

Moisture transport from the Atlantic to the Pacific ocean across Central America leads to relatively high salinities in the North Atlantic Ocean and contributes to the formation of North Atlantic Deep Water. This deep water formation varied strongly between Dansgaard/Oeschger interstadials and Heinrich events—millennial-scale abrupt warm and cold events, respectively, during the last glacial period. Increases in the moisture transport across Central America have been proposed to coincide with northerly shifts of the Intertropical Convergence Zone and with Dansgaard/Oeschger interstadials, with opposite changes for Heinrich events. Here we reconstruct sea surface salinities in the eastern equatorial Pacific Ocean over the past 90,000 years by comparing palaeotemperature estimates from alkenones and Mg/Ca ratios with foraminiferal oxygen isotope ratios that vary with both temperature and salinity. We detect millennial-scale fluctuations of sea surface salinities in the eastern equatorial Pacific Ocean of up to two to four practical salinity units. High salinities are associated with the southward migration of the tropical Atlantic Intertropical Convergence Zone, coinciding with Heinrich events and with Greenland stadials. The amplitudes of these salinity variations are significantly larger on the Pacific side of the Panama isthmus, as inferred from a comparison of our data with a palaeoclimate record from the Caribbean basin. We conclude that millennial-scale fluctuations of moisture transport constitute an important feedback mechanism for abrupt climate changes, modulating the North Atlantic freshwater budget and hence North Atlantic Deep Water formation. [länk]

Salt, strömmande, torsk

Har haft lite ont om tid för nya inlägg den senaste veckan, men här kommer två blänkare.

Min biträdande handledare i mitt doktorandprojekt, Anders Stigebrandt, har i senaste numret av Geologiskt Forum (nr 53) en bra, intressant och högst aktuell artikel om Golfströmmen: Golfströmmen är trög (saknar länk). Däri redogör han för varför Golfströmmen inte kommer att stanna av i första taget, och att det är saltskillnaden mellan Stilla Havet och Atlanten som upprätthåller den storskaliga havscirkulationen. Tyvärr förekommer det ju vissa tendenser i media att överdriva ”hotet” för en nedstängd Golfström. Att den kan försvagas eller förflytta sig lite söderut är möjligt, men inte att den stängs av. Det är det atmosfäriska flödet av färskvatten från Atlanten till Stilla Havet som är en mycket viktig drivande mekanism. Den utgör idag ett flöde på cirka 200 000 kubikmeter per sekund. På så sätt håller sig Atlanten saltare och Stilla Havet sötare, och det driver hela termohalina cirkulationen (av vilken Golfströmmen är en del). Och som Stigebrandt själv skriver:

Det finns ingen anledning att förmoda att Nordatlanten inte kommer att fortsätta att producera djupvatten för Världshavet även vid ändrade klimatförhållanden. Tidsskalan för den termohalina cirkulationen är cirka 1 000 år. Det betyder att det tar hundratals år innan förändringar i de interoceaniska atmosfärstransporterna av vatten får effekt på salthaltsfördelningen mellan oceanerna och därmed på den termohalina cirkulationen. /…/

Vilken betydelse har ett extra färskvattentillskott från en smältande inlandsis på Grönland? Den extra tillförseln av färskvatten måste ställas i relation till den totala tillförseln av färskvatten till regionen, som är av storleksordningen 200 000 kubikmeter per sekund, medan den extra tillförseln av färskvatten från den smältande Grönlandsisen har uppskattats till cirka 5 000 kubikmeter per sekund. Eftersom allt färskvatten blandas in i djupvattnet betyder det att salthalten på nytt djupvatten sjunker från cirka 34,92 till 34,91 promille. /…/

Den världsomspännande vertikala meridionala cirkulationen kallas ofta för den termohalina cirkulationen för att markera att den kräver att tyngre vatten skapas av termohalina processer vid havsytan. Cirkulationen drivs dock inte av djupvattenbildningen utan av den vertikala blandningen som bringar upp djupvattnet till ytskiktet. Blandningen i djuphavet drivs av turbulens som till största delen får sin energi från interna vågor som bildas då tidvattnet sveper över ryggar och trösklar i havsbottnen. Vertikalcirkulationen bör därför vara oberoende av klimatförändringar. Ökande transport av färskvatten i atmosfären mot högre latituder kan ge reducerad salthalt av djupvattnet. Men djupvattenbildningen upphör inte, möjligen flyttas den till ett annat område. /…/ För att djupvattenbildningen skall flytta från Atlanten till exempelvis Stilla Havet måste de atmosfäriska medelflödena av vatten mellan oceanerna byta riktning. Detta skulle kräva en annan atmosfärscirkulation än den vi känner.

Spana in tidningen och läs hela artikeln!

Min huvudhandledare, Anders Omstedt, pratar om förändringar i Östersjön hos Vetenskapsradion. Det handlar framförallt att nederbörden skulle öka, och på så sätt söta ut Östersjön. Men som jag och Anders visade i en artikel att det krävs ganska stora förändringar i ökad sötvattentillförsel för att Östersjön skall gå  mot ett mer sjölikt stadie. Idag är färskvattentillförseln till Östersjön cirka 15 000 kubikmeter per sekund. För att vårt innanhav skall bli som en sjö krävs att färskvattentillförseln ökar till 60 000 kubikmeter per sekund. Det mest extrema skulle kunna vara att det börjar ösa ned väldigt mycket vatten och medeltalet ökade till 20 000 kubikmeter per sekund. Då skulle salthalten så småningom minska med cirka 2,5 psu. Men tidsskalan Östersjön reagerar på i salthalt ligger på cirka 30 år, varför en förändring i salthalt inte syns omedelbart. Att Östersjön blivit något sötare på senare tid verkar stämma, men samtidigt är sådana variationer inte något nytt. Från Havsklimatgruppens hemsida (forskargruppen jag ingår i) går det att hämta en publicerad datafil över salthaltsförändringen i Östersjön sedan början av 1900-talet. Som framgår av data (se bild) förekommer stora variationer över tid och förändringar på i medeltal 1 psu är inte främmande. Att salthalten kommer förändras är inte något konstigt, för det har den alltid gjort. För 8500 år sedan var ”Östersjön” en sötvattenssjö som öppnades mot havet. Två tusen år senare nådde salthalten sitt maximum (mellan 10-15 psu), för att därefter successivt sjunka igen (idag ligger salthalten på 7-8 psu). Hur salthalten kommer variera i framtiden är alltså inte helt givet. Än mindre säkert är det hur torsken kommer att reagera.

Vad har hänt i Arktis och Antarktis?

En artikel av John Turner (BAS), James E. Overland (NOAA/PMEL) och John E. Walsh (IARC) dök i dagarna upp i International Journal of Climatology. Pappret är en sammanfattning av en workshop (2004) om höglatituda klimatförändringar. Artikeln är ett nytt grepp där man vill sätta de pågående klimatförändringarna i polarområdena i ett perspektiv – inte minst eftersom de flesta studier fokuserar på bara det ena polområdet, istället för att jämföra de båda områdena; hur stor är variabiliteten, vad ger haven för effekt och vad ger atmosfärscirkulationen och hur bra är datamängderna? Det sistnämnda är vad som nästan alltid är den begränsande faktorn för att svara på de andra undringarna. För Arktis finns det i runda slängar 100 år av bra data medan det för Antarktis endast finns cirka 50 år. Dessa två tidsskalor jämförs i vardera område av författarna. Vi vet sedan tidigare att båda polarområdena har upplevt vissa förändringar under de senaste åren. Även om förändringarna är ojämnt fördelade i rummet kan man peka på några saker som skett nyligen. I Arktis är det temperaturökningar i östra Sibirien och nordvästra Nordamerika, avsmältning av is från Grönland, minskad sommarisutbredning i Arktis, viss upptinande av permafrost. I Antarktis är det framförallt den Antarktiska halvön som påverkats av högre temperatur och smältande isar, medan övriga kontinenten är relativt oförändrad.

Arktis

Temperatur och tryck

• Uppvärmningen var störst i Nordvästra Nordamerika och centrala Sibirien, även om uppvärmningen var ganska ojämn över Arktis (Prova gärna och gör en egen yttemperaturanalyskarta hos NASA-GISS).
• Temperaturtrenderna är störst i landregioner än i havsangränsande regioner.
• Mätstationer visar på generellt varma temperaturer i vinter- och vårsäsongen under 1990-talet samt under 1930-1950-talen.
• Från svenska mätstationer var 1800-talet under vintern cirka 1 grad kallare än under 1900-talet första hälft. Skiftet skedde kring år 1900 (eller 1877 enligt svenska studier). Slutet av 1700-talet var lite varmare än 1800-talet.
• Ökade varma lufttemperaturer kan främst härledas till att mildre luft advekteras från sydliga till nordligare latituder. Uppvärmningen under vintern och våren i Nordeuropa och Sibirien under 1980- och 1990-talet är en effekt delvis härledd till ökade västerliga vindar med en positivt fas av Arktiska oscillationen (AO). Av samma anledning och under samma tidpunkt sjönk temperaturerna i östra Kanada och södra Grönland.
• En stor del av uppvärmningen i Alaska inträffade under PDO-regimskiftet 1976/77. Även om PDO under senare år åter har börjat inta en mer neutral form är det tämligen säkert att generellt säga att Arktis fortsatt värmas upp.
• Tryckgradienten har ökat över delar av Arktis.
• AO var ofta i en positiv fas från 1960-talet fram till mitten av 1990-talet. Senare år har sett en mer neutralisering av oscillationen. Osäkert om växthusgaser påverkar AO-frekvensen positivt.

Nederbörd, snö och färskvatten

• Indikationer finns att nederbörden har ökat i Arktis, men det är svårt att avgöra med säkerhet då mätarna är glest uppsatta, samt att nederbörd varierar mycket lokalt på grund av exempelvis jordytans beskaffenhet (temperatur är inte lika beroende av denna faktor då det snarare är den storskaliga cirkulationen som spelar roll, vilket också är sant till viss del för nederbörd).
• Snötäcket varierar stort från år till år. En minskande tendens finns mellan 1973 till 2003 då snöytan minskade med ungefär 10% (motsvarande cirka 3,5 x10⁶ km²). Bakomliggande mekanismer är inte helt karlagda, ty snöutbredningen är inte en direkt funktion av exempelvis temperatur (mildare vintrar med hög luftfuktighet kan ger mer snö än kalla och torra vintrar).
• I Barrow, Alaska, börjar snön smälta cirka 10 dagar tidigare under mitten av 1990-talet än under 1970-talet. Detta är förmodligen en effekt av förändrat flödesmönster mellan norra Stilla Havet och Artkis.
• Generellt har färskvattenutflödet från de ryska floderna i Sibirien ökat mellan 1950- och 1990-talet. Vad som bidrar mest (varmare temperaturer, förändrad nederbörd, tinande permafrost och mänskliga aktiviteter i form av omledning och dammbygge) är under utredning.

Permafrost

• Jordtemperaturen i stora delar av Alaska och Sibirien närmar sig 0 grader Celcius.
• Ytvegetationen på tundran förändras mot fler buskar och våtmark då sommartemperaturerna oftare når 10 grader Celcius.
• Enligt satellitmätningar har tundraområdet minskat med 17% under de senaste 25 åren.

Havsis

• Från satellitmätningar har isutbredningsarealn i september minskat med 17% under de senaste 25 åren.
• Isens tjocklek har förmodligen förändrats negativt.  En del av denna utveckling kan möjligen ha att göra med förändrat vindfält och positiv fas av AO. Ytterligare minskning kan härledas till regionalt ökande temperaturer. Ytterligare avsmältning blottlägger med havsyta, vilket kan fungera som ytterligare en positiv feedback som absorberar med solenergi.

Glaciärer

• Massbalansen hos glaciärer i Nordamerika har vart negativ sedan 1970-talet, medan den vart positivt för skandinaviska glaciärer under samma period. Det finns dock indikationer på att dessa glaciärer uppnåt en negativ massbalans sedan slutet av 1990-talet.
• Grönlands glaciärer smälter vid kanterna samtidigt som det finns indikationer som visar på förtjockning av Grönalands inre. Författarna drar ingen slutsats vilken effekt som är störst utan hänvisar till den pågående debatten i ämnet (förtjockningen i Grönlands inre är okänd då data saknas).

Hav

• Ytvattentempepraturer visar samma lågfrekventa beteende som lufttemperaturen.
• De Grönländska, Isländska och Norska haven färskas upp, vilket kan ge svagare konvektion.
• Under 1990-talets början försvann det kalla haloklina lagret från vissa av bassängerna i Norra Ishavet, samtidigt som AO kom i en än mer positiv fas. Sedan 1998 har lagret återigen börjat återetablera sig. Detta lager har stor betydelse för värmebalansen och därmed isbildningen. Frånvaro av lagret ger förmodad mer avsmältning på grund av ökat vertikalt värmeflöde.

Antarktis

Temperatur och tryck

• Förändrinar i temperatur varierar stort över kontinenten, med Antarktiska halvön som en utstickare med kraftigt uppvärmning sedan 1950-talet. Stationen vid Faraday/Vernadsky visar en årlig uppvämning på 0,56 grader Celcius per dekad, eller 1,09 grader Celcius per dekad under vintern. Temperaturen har vart näst intill konstant stigande sedan stationen upprättades 1947 med endast ett fåtal kallare år. Temperaturen vid denna station är nära relaterad till isutbredningen. Mycket (lite) is ger låg (hög) temperatur.
• Temperaturökningen på Antarktiska halvön är begränsad till ett mindre område med minskade uppvärmning i nordlig riktning.
• Utanför den Antarktiska halvön är antalet statistiskt signifikanta temperturförändrinar låg, ofta som ett led i stora årliga variationer. Av totalt 19 stationer visade 11 en värmande och 7 en kylande trend (den sista stationen har för lite data för att fastslå en årlig trend).
• Det finns bara en station med genomgående kylande trend i alla säsonger; Amundsen-Scott-stationen vid Sydpolen. Dock är endast den årliga trenden på -0,17 grader Celcius per årtionde signifikant (denna station är i princip den enda som finns för Antarktis inland, övriga stationer är belägna nära eller vid kusten – Vostok-stationen undantagen).
• Southern Hemisphere Annular Mode (en oscillation för Antarktis liknande AO för Arktis) gick in i en positiv fas 1957 och har ökat mest under sommarhalvåret, vilket förmodligen bidragit till de ökande temperturerna vid Antarktiska halvön.

Nederbörd, snö och färskvatten

• Nederbörd, vilken nästan helt uteslutande (bortsett från Antarktiska halvön) kommer som snö, är mycket svårt att mäta i Antarktis på grund av vind som advekterar snön.
• Visuella observationer från stationer på Antarktiska halvön visade att det förekommer 50% mer nederbördshändelser nu än under 1950-talet.
• Från studier av nya data för hela Antarktis mellan åren 1979-1993 fann man ingen förändring av nederbörden i Antarktis, även om 15 år är lite för kort tid att dra slutsatser ifrån.
• Klimatmodeller föreslår ökad nederbörd i Antarktis, vilket dock ännu inte hittas stöd för i observationer (det är dock ingen hemlighet att klimatmodeller på dessa latituder inte uppvisar sin starkaste sida).

Permafrost

• Permafrost fins framförallt längs vissa kuststräckor och på den Antarktiska halvön. En viss upptining har skett enligt mätningar runt stationer, men det finns ingen uppskattning på hur stor denna upptining är.

Havsis

• Tillförlitliga havsisdata finns sedan 1970-talet med införandet av satellitmätningar. Under perioden 1973-1977 minskade havsisen markant med över 15%, men har sedan dess återhämtat sig fram till 2002. Minskningen under 1970-talet tros bero på en stor positiv avvikelse i havsisutbredningen under 1960-talet.
• Isutvecklingen är olika i olika havsområden. I Wedellhavet, Stilla Havssektorn och Rosshavet var isutvecklingen positiv mellan 1979-1998. I Indiska oceansektorn var trenden något negativ medan den i Amundsenhavet var starkt negativ, vilket kan kopplas till uppvärmningen kring den Antarktiska halvön.

Glaciärer

• På den Antarktiska halvön har 87% av de 244 studerade galciärerna smält tillbaka och att denna reträtt har ökat i hastighet.
• I övriga Antarktisk är det svårt att dra en generell slutsats om isen smält eller blivit tjockare. På regional skala finns dock indikationer på att vissa isområden har blivit tunnare under 1990-talet.

Sammanfattningsvis drar författarna slutsatsen att de klimatförändringar Arktis upplevt under det senaste århundradet beror på en kombination av förändringar i den storskaliga atmosfärscirkulationen (förmodligen förstärkt av växthusgaser) och lokala feedback-mekanismer. Däremot finner inte författarna stöd för att AOs mer frekventa läggning i en positiv fas skulle vara rent växthusgasdriven, vilket några modellstudier tidigare föreslagit. Därför anser författarna att ACIA-rapporten till viss mån överdriver växthusgasernas roll i de närliggande förändringarna bakåt och framåt i tiden. De lägger också till att på grund av de stora positiva feedback-mekaniserm som nu verkar i området blir det svårt för en framtida intern variabilitet att motverka fortsatt positiv feedback-respons (exempelvis att isutbredningen fortsätter vara tillbakadragen trots att AO numera är i en mer neutral fas). Social och ekonomisk anpassning till ett förändrerligt klimat är därför något som krävs för området (samma sak torde gälla globalt också).

För Antarktis del ser författarna det som mindre troligt att den snabba uppvärmningen på Antarktiska halvön kommer att fortsätta i samma takt. Detta eftersom temperaturen där är nära kopplad till isutbredningen. När isen smält undan bör därför temperaturen stabiliseras någorlunda, om än på en högre nivå.

Det finns uppenbarligen en hel del kvar att fokusera på vad gäller klimatförändringar på höga latituder, inte minst fördjupad förståelse av feedback-mekanismer. I och med att International Polar Year startar den 1:a mars kanske vi får svar på flera av våra funderingar och frågor.

Vatten upp till halsen… eller?

Det har vart en del buzz om världshavens vattenstånd under senare tid. Speciellt har referenser dragits till en i januari publicerad artikel i Geophysical Research Letters av SJ Holgate från Proudman Oceanographic Laboratory i Liverpool (för övrigt samma institution som huserar välkända Permanent Service for Mean Sea Level). Jag skall strax återkomma till denna artikel, men först tänkte jag vidröra själva bakgrunden.

Vattenståndet i haven är inte permanent. Att havsytan förflyttas upp och ner är ett kontinuerligt förlopp och kommer ske vare sig mänskliga aktiviteter bidrar till termisk expansion och isavsmältning eller inte. Under Holocene har vattenståndet förflyttats uppåt flertalet meter, och sedan Last Glacial Maximum (senaste istidens ”höjdpunkt”) har det rört sig om cirkus 100 meter uppåt enligt rekonstruktioner. Under 1700-talet och 1800-talet började man lite smått mäta vattenståndet (i Stockholm, vid Slussen, började man mäta redan 1774, se här) och under 1900-talet exploderade antalet mätstationer runt om i världen (okej, efter 1950 om vi nu skall vara petiga). Det gör att vi har ungefär 50-100 år av högkvalitativa mätserier av världshavens vattenstånd och stigningshastighet (ungefär i samma tidsskala som temperatur). Sedan 1990-talet finns också kontinuerliga mätningar med hjälp av satellit, vilket är ett bra komplement till instrumentella mätserier. I allmänhet säger man att vattenståndets stigning under 1900-talet var 1-2 mm/år, och under 1990-talet var stigningen cirka 2,6 ± 0,7 mm/år, härlett från satellit. Totalt (det vill säga kumulativt) steg havsytan med cirka 17 cm under 1900-talet.

Så vad ger då Holgate för bidrag till det hela? Nio långa och i princip kontinuerliga stationer användes för ändamålet, då dessa ansågs representativa för en stor mängd andra stationer med sämre datakvalité. Han visar att variabiliteten i vattenståndet är ganska högt och invecklat. Över hela 1900-talet har vattenytan stigit med 1,74 mm/år (alltså 17,4 cm – väl i linje med 17 cm enligt andra analyser), men att ”i värsta fall” kan havet ha stigit hela 1,8 mm/år. Det beror lite på vilka stationer man räknar med, och om man anser dem fånga den fulla variabiliteten eller ej (uppjustering 0,06 mm/år beror på att stationen i Trieste exkluderas på grund av bias mot lägre medelvärde, det vill säga Trieste har en låg variabilitet).

Det som skapat mest uppsikt är dock att Holgate fann en större trend i vattenståndet under första hälften av 1900-talet jämfört med andra hälften (2,03 mm/år mellan 1904-1953 samt 1,45 mm/år mellan 1954-2003). Det är dock värt att notera att dessa två siffror är statistiskt likvärda på 95%-nivån när standardfelen beaktas (det vill säga att osäkerheterna i första hälten är större, vilket gör att man strikt statistiskt sett inte med större säkerhet kan avgöra om medelvärdena egentligen skiljer sig åt). Att den största förändringen i vattenståndet skedde under första hälften av 1900-talet och en mindre ökning senare (alltså decelererande i motsats till accelererande) är däremot inte ett nytt resultat. Det är till och med i linje med andra författares förslag, nämligen att perioden 1930-1960 var ganska fattig på vulkanutbrott, vilket fick vattenståndet att variera mindre och därmed behålla en mer konstant ökningstakt. Även resultat från en klimatmodell (HadCM3) visar på samma sak.

Resultaten föringar inte på något sätt att en viss tendens till ökande havsnivåhöjning kan finnas under senare delen av 1900-talet. Däremot ger det en indikation på att en sådan ökning inte är ovanlig, då liknande inträffade under början av samma sekel. Dessutom måste man ju se på vattenståndet rent kumulativt och inte endast det årliga vattenståndsvärdet – och rent kumulativt har vattenståndet ökat. Men variabiliteten mellan tioårsperioder är stor; mellan 1975-1985 var det årtionde då havet steg som mest, med 5,31 mm/år, i kontrast till perioden 1959-1969 då havet istället sjönk med 1,49 mm/år. Återigen, det handlar om den kumulativa verkan.

Men, jag låter mig inte stoppas av en artikel. Istället tar vi en snabbtitt på en liknande artikel (där förvisso Holgate var medförfattare, men satt som fjärdeförfattare av fyra möjliga). Denna artikel publicerades under hösten 2006 i Journal of Geophysical Research och är därför utkommen innan den ovanstående artikeln. Den går in lite mer i detalj på när och var variabiliteten i vattenståndet inträffade. Författarna ger en tydlig bild att såväl satellitmätningar som in situ-mätningar från vattenståndsmätare stämmer överens inom rimliga gränser. Perioden 1993-2000 steg havet med 2,6 ± 0,7 mm/år enligt satelliter (TOPEX/Poseidon) jämfört med 2,4 ± 1 mm/år från in situ-mätningar. I arbetet togs alla mätare från PSMSL med, så länge de inte bryter mot väldefinierade uppsatta kriterier – allt i allt blev det 1 023 stationer med 385 324 månadsserier. Ur detta fann de att en liknande ökning, som skedde under 1993-2000, inträffade mellan 1920-1945. Då steg havet med 2,5 ± 1 mm/år och ledde till en kumulativ höjning på 48 mm av havsnivån (men här var dessvärre antalet mätstationer lägre än efter 1950-talet, vilket dock enligt författarna inte borde påverka såpass mycket). Det får mig direkt att tänka på den varma period i Arktis (åtminstone på delar av Grönland) som var tydlig under 1930-talet. Kanske smalt isarna ganska mycket då, varför de bidrog en del till höjningen. Tyvärr finns det ännu inga kompletta studier över avsmältningsdynamiken för denna period (exempelvis jämviktsdynamiken efter ett regimbyte). Likadant med avsmältning sker till viss del idag, även den också är föremål för variabilitet.

Mycket siffror kanske, men båda artiklarna visar klart och tydligt att mer vikt bör läggas på dessa serier för att förstå den fulla vidden av vattenståndets variabilitet. Satellitmätningar är än så länge ganska begränsade i längd, och det är därför av hög vikt att dessa tillsammans med in situ-mätningar blir bra kalibrerade. Det framtida vattenståndets förändring är ju en mycket het fråga och analyser av detta slag kan ligga till grund för att ge oss en bra bild av troliga spann i framtiden.

Den uppochnervända hockeyklubban

En av dem jag träffade och pratade lite med i somras på en konferens i London var Helen McGregor – en mycket trevlig och framåt kvinna (som de flesta kvinnor i klimatbranschen jag träffat verkar vara; nästa steg är förhoppningsvis att de blir mer förekommande ”högre upp”). Det var därför riktigt kul att se att hon fått in en artikel i senaste numret av Science.

Uppvällning förekommer längs vissa kuster runt om i världen. I dessa områden kommer kallt, näringsrikt vatten upp vilket gör att det lokala fisket är exemplariskt där. Runt 20% av världens fångster fångas i uppvällningsområden trots att dessa områden endast utgör mindre än 1% av värlshavens yta. Längs den Marockanska kusten, med centrum utanför Cape Ghir (strax norr om Agadir), finns ett uppvällningsområde. Här togs två högupplösta sedimentkärnor från botten. Totalt ger kärnorna information för de senaste 2500 åren (520 f.kr till 1998 e.kr). Analyser gjordes på alkenoner i sedimenten för att rekonstruera ytvattentemperaturen (SST) i området. Om man får reda på SST kan man därmed få en bild över hur uppvällningen varierat över tid, vilket ger information om klimatet i sig.

Rekonstruktionen visar att temperaturtrenden är negativ (1,2 grader Celcius) under 1900-talet. Detta indikerar att uppvällningen ökat under 1900-talet, eftersom allt kallare vatten kommer upp till ytan. Det är till och med så att uppvällningen nu är den högsta under de hela den rekonstruerade tidsperioden. Dessutom var SST mellan 1965 och 1998 hela 0,5 grader kallare än under den näst kallaste perioden (1845-1880). På millenieskalan ses också stora variationer med temperaturminima runt år 0 samt 1100-talet. Temperaturmaxima sker istället runt 600-talet och 1600-talet. Det intressanta här är att dessa perioder har föreslagits vara tvärtom i temperatur i exempelvis nordamerika och Europa (romerska värmeperioden, medeltida värmeperioden och lilla istiden). En uppochnervänd hockeyklubba alltså.

Så varför är det kallare temperaturer utanför Afrikas nordvästkust när det är varmt i övriga världen, och tvärtom? Svaret kan ligga i den temperaturskillnad som byggs upp mellan land och hav (den skillnad som idag i stor utsträckning drivs av CO2 och dess ekvivalenter). Om temperaturen ökar över land byggs det upp ett lågtryckscenter där, medan det över hav byggs upp ett högtryckscenter då havet värms upp långsammare än land. Kustremsan utgör gränsen mellan dessa två områden. Eftersom vindarna vrids medsols runt högtryck och motsols runt lågtryck fås en resulterande vind som gynnar uppvällning, och därmed kallt vatten i havsytan. Ökad uppvärmning skulle alltså leda till mer uppvällning.

Författarna medger att resultatet är förvånande, men pekar på att några andra studier funnit liknande resultat i andra uppvällningsområden (exempelvis längs Iberiska halvön och utanför Peru-Chile för att nämna två välkända områden). En omfattande analys av uppvällningsområdenas framtid (och vad det kan ha för följder för lokalbefolkningen) vore alltså inte olämplig.

Ytvattentemperaturer i Nordatlanten över 2000 år

För en vecka sedan publicerades en ny artikel i Nature om golfströmmens variationer över det senaste millenniet, vilket jag skrev om. Den behandlade nya proxydata från området utanför Florida, vilket är där golfströmmen tar sin början. Studien visade att volym- och värmetransporten varierat ganska mycket över de senaste tusen åren, och att det var öppet för diskussion hur orsak-verkan-sambandet fungerade.

I novembernumret av The Holocene finns ytterligare en intressant och relevant artikel rörande havsströmmarnas påverkan av klimatet i Europa – över de senaste 2000 åren. Även i denna artikel har sedimentkärnor från havsbotten tagits och analyserats. Kärnorna i denna artikel härstammar från Nordatlanten och togs utanför Island, Norge, Skottland samt Portugal. Med detta kan man få information om variationerna i nordatlantiska strömmen, den havsström som golfströmmen övergår i när den närmar sig Europa.

I sedimentkärnorna analyserades temperaturkänsliga parametrar, mest fokuserat på stabila syreisotoper (dO18) och planktonsammansättning. Det understryks av författarna att analysernas resultat inte enkelt går att jämföra på grund av fysiska faktorer i omgivningen. Exempelvis ger kärnan tagen utanför Island en stark säsongsignal då vattnet där under sommar och höst kommer från Atlanten och under vintern från Arktis med tillhörande omblandning. Utanför Skottska västkusten finns en stratifiering av vattenkolumnen under sommarhalvåret, men inte under vinterhalvåret. Utanför Portugal svänger strömningsriktningen efter säsong. Sommartid går strömmen söderut och en starkare upwelling finns, medan strömmen vintertid vänder norrut samtidigt som avrinningen från land ökar. Alla dessa mekanismer påverkar sedimentet i kärnorna.

Det finns fyra klimatperioder som är viktiga för de senaste 2000 åren; romerska värmeperioden (ca år 50-400 ekr), medeltida köldperioden (ca år 400-800 ekr; jag tror inte det finns ett etablerat svenskt namn för denna period – Dark Ages Cold Period), medeltida värmeperioden (ca år 800-1300 ekr) samt lilla istiden (ca år 1300-1900 ekr). Det finns också den nuvarande värmeperioden, men den vet vi ju inte hur länge den pågår. I vart fall sätter författarna dessa klimatperioder i relation till vad analyserna i deras kärnor visar. För jämförelse använder författarna också en iskärna från Grönland för att få en referens för atmosfärisk cirkulation under analysperioden. Gemensamt för både ytvattentemperaturer och lufttemperaturer är en tendens till lägre temperaturer under de två köldperioder (den medeltida köldperioden och lilla istiden) som kommit och gått under de senaste 2000 åren. Lilla istiden verkar också vara den kallaste perioden av de två. Det är däremot svårare att hitta gemensam respons under värmeperioderna. Utanför Island och Portugal är den romerska värmeperioden varmare än medeltida värmeperioden, medan det utanför Norge är tvärtom. Beroende på vad som analyserats fås också olika resultat. Utanför Portugal ger två metoder att 1900-talet var varmare än tidigare, medan en metod ger stor temperaturmässig variation (vilket förmodligen beror på tätheten av data) men inte något utslag av varmare än normalt. Sammantaget visar dock 1900-talet en stigande trend (vilken pågått under de senaste 200 åren) i alla kärnor, men författarna kan utifrån analyser av marina sediment inte fastslå att århundradet var exceptionellt. Men, jag är lite osäker på hur väldefinierat 1900-talet är i deras kärnor, det vill säga om hela århundradet är med (fram till 1950 finns med i alla kärnor dock) eftersom man nästan alltid mister några år när en kärna tas upp (och är det ”nyckelår” så kan det ju ge viss effekt). Någon jämförelse med uppmätta instrumentella data för 1900-talet presenteras inte, vilket kanske hade vart intressant i sammanhanget med deras slutsats (även om det alltid är lite riskabelt att jämföra några få årtionden med 2000 år).

Det författarna beskriver kan ge visst stöd till förra veckans Natureartikel att golfströmmen under Lilla Istiden förmodligen var svagare. Alla undersökta kärnor visade på en nedkylning under lilla istiden, vilket också var vad Natureartikel föreslog. Nedkylning skedde också under medeltida köldperioden. Om detta också berodde på samspel med golfströmmen hade vart intressant att veta. Det verkar dock ganska troligt eftersom samma mönster återspeglas i såväl iskärnor från Grönland som de marina sedimenten. Det omvända fallet, med värmeperioder, verkar dock inte lika starkt underbyggt, iallafall inte i marina sediment.

Golfströmmens variationer över ett millennium

Det har vart mycket diskussioner om Golfströmmens variationer under det senaste året (se kategori). I en rykande färsk artikel, publicerad i dagens (30/11) nummer av Nature läggs ett förslag fram på hur Golfströmmen varierat i styrka under de senaste tusen åren uttolkat ur havssediment. Idag håller sig volymtransporten i Golfströmmen uppskattningsvis runt 31 Sverdrup (1 Sverdrup = 1 miljoner kubikmeter per sekund). Så har det inte alltid vart, och kommer säkerligen inte heller att vara (det är inte mycket som är konstant). Vår förståelse för hur Golfströmmen fungerar rent dynamiskt, och hur den reagerar på exempelvis mer färskvatten eller högre salthalt, är fortfarande relativt låg. Mätningar för längre tidsperioder saknas och kontinuerliga mätningar av delar av hela termohalina cirkulationen (i vilken Golfströmmen är en delström) har precis påbörjats. Som så mycket annat måste man ta till proxy-data för att förstå hur variationerna varit.

För den aktuella Natureartikeln har sedimentkärnor tagits upp utanför Florida; vid Dry Tortugas (7 kärnor från 5 olika djup i intervallet 200-750 m) och vid Great Bahama Bank (7 kärnor vid 4 olika djup i intervallet 260-700 m). Foramininiferer, vilket är små skalförsedda organismer på havsbotten, har sedan analyserats i borrkärnan. Skalet hos en foraminifer innehåller syreisotopen dO18, vars förekomst i skalet beror på omgivande temperatur vid skalbildning och dO18 i vattnet. Eftersom det hela tiden läggs nytt sediment ovanpå äldre sediment kan man räkna ut hur gammalt varje lager är med tillhörande dO18-värde. På så sätt kan artikelförfattarna få fram flödesvolymen för Golfströmmen under de senaste 1100 åren.

Från artikeln får vi veta att volymflödet i Golfströmmen varierade med uppskattningsvis 3±1 Sverdrup över det senaste millenniet, vilket skulle motsvara cirka 10% av det totala flödet. I geologiskt tidsperspektiv är det däremot inte lika våldsamt som under Last Glacial Maximum (ca 20 000 år sedan) då uppskattningar tyder på en reduktion av flödet på uppåt 10-15 Sverdrup. I vart fall inträffade det lägsta volymflödet för Golfströmmen, enligt dO18-beräkningar, för under perioden 700-100 år sedan. Detta sammanfaller grovt med den uppskattade tidsperioden för Lilla Istiden (ca år 1300-1850), vilket avspeglar sig i många proxy-data och längre instrumentella serier i Europa (och även nordöstra Nordamerika). Eftersom Golfströmmen antas vara relativt tätt kopplad till värmen på våra breddgrader skulle det kunna vara så att mindre värmetransport i form av lägre volymtransport påverkat klimatet under Lilla Istiden i framförallt Europa. På motsvarande sätt fann artikelförfattarna högre volymtransport 100-0 samt 1100-1000 år sedan, det sistnämnda vilket borde falla inom vad man tror var en medeltida värmeperiod (hur denna såg ut är dock inte fullt utrett). Flödesfördelningen ser dock lite annorlunda ut idag jämfört med för 1000 år sedan.

Vilka implikationer får detta för klimatet? Flödesförändringarna är inte bara kopplade ihop med kallare klimat på de högre breddgraderna. Under Lilla Istiden var det väldigt torrt i Central- och Sydamerika samtidigt som höga ytsalthalter kunde återfinnas i Floridaströmmen (rundar floridas spets och beger sig norrut längs USAs östkust och övergår till att bli Golfströmmen). Artikelförfattarna genomförde en jämförelse mellan dO18-halterna i Floridaströmmen med de data för torka som finns för Cariaco Basin, utanför Venezuela. Tydligen finns det en länk dem emellan. Författarna tror att en minskad värmetransport i Golfströmmen under Lilla Istiden förändrade ytvattentemperaturen i Atlanten och därmed fick den atlantiska Intertropical Convergence Zone (ITCZ; ett lågtrycksbälte runt ekvatorn) att förflyttas söderut och därmed skapa torka i Central- och Sydamerika. Förhållandevis små förändringar (<1 grader Celcius) i ytvattentemperaturgradienten över ekvatorn på års- och dekadskala kan få ITCZ att förflyttas över 1000 kilometer. Av denna anledning var det kanske en utjämnad salthaltsgradient (genom ökad salthalt kring Karibien) som fick golfströmmen att sakta ner under Lilla Istiden. En annan förklaring kan vara att solinstrålningen minskade varvid vinden avtog, vilket minskade transporten, då ITCZ förflyttades söderut.

Artikelförfattarna skriver dock att även om Golfströmmen spelade en nyckelroll i Lilla Istidens klimat på våra breddgrader går det inte att, från deras resultat, avgöra om det berodde på en feedback på en intern variation i klimatsystemet eller om det var en förstärkt reaktion på en extern drivning (vilket jag tolkar som ifall det var golfströmmen som orsakade klimatförändringen eller om det var klimatförändringen som påverkade volymtransporten).

Mediastorm kring bra data?

Ett väldigt hett ämne i dessa klimatlarmsdagar är golfströmmen. En av våra kvällstidningar (behöver jag nämna att det var Expressen?) publicerade en tämligen skakande artikel om golfströmmen och om hur den hux flux bara hade stannat av under 10 dagar i november 2004. Bakgrunden till historien har Expressen säkerligen fått från The Guardian, som körde samma nyhet i fredags. Själv var jag bortrest i helgen men såg i besökstatistiken att antalet besökare exploderade under helgen (och fortsatt vara relativt högt, även om en viss avmattning ny kan urskönjas) – alla inkommande via sökmotor relaterade med sökordet golfströmmen. Jag hade inte tänkt skriva något om det från början, men nu såg jag att RC skrivit ett inlägg om just detta och jag känner för att uppmana alla att läsa det. Tydligen är det inte bara i Sverige folk har fått sökmani på ordet. Tidigare har jag uppmärksammat en del av de vetenskapliga artiklarna, som behandlar golfströmmens framtid – och det är slående att nästan alla kan dra olika slutsatser. Det betyder inte att forskningen i ämnet är dålig, tvärtom. Så när Expressen i lördags publicerade en artikel som påstod att golfströmmen stängts av i 10 dagar fick folk tydligen lite panik. Nu säger det sig självt för dem som har lite mer koll på havens dynamik att golfströmmen inte bara kan stängas av och på som en strömbrytare på de korta tidsskalor som det pratas om i Expressens artikel.

Egentligen är de resultat, som ligger till bakgrund för artikeln samma resultat som Bryden presenterade i sin artikel i Nature för nästan ett år sedan. Med fem expeditioner tvärs över Atlanten under de senaste 50 åren (det vill säga fem mätpunkter utspridda på 50 år) kom Bryden och medförfattare fram till att golfströmmen minskat i styrka med 30%. Samtidigt framhöll författarna specifikt att osäkerheterna var större än den explicita siffran, vilket inte är så konstigt med tanke på de få mätpunkter som finns tillgängliga. Dessa synpunkter uppmärksammades inte alls i så stor utsträckning som 30%-resultatet gjorde. Utöver detta har Bryden kunnat uppmäta – surprise, surprise – att golfströmmen varierar i styrka över tid. Ett medelvärde på en sådan variation gör att styrkan ibland är svagare än medelvärdet och ibland starkare än medelvärdet. Under 10 dagar i november 2004 var styrkan den lägsta som uppmätts, och det är det här som journalisterna helt plötsligt blev till sig och fick för sig att golfströmmen stannat av (eller mer troligt är att man försöker sälja fler lösnummer med katastrofrubriker och därmed medvetet missleder läsaren). Och skall vi vara riktigt petiga så var det inte golfströmmen som ”stannade av”, det var en av djupvattenströmmarna (western boundary current), som bär med sig kallt vatten norrifrån söderut. Så vad säger det att styrkan under 10 dagar var den lägsta som någosin uppmätts? Tja, ingenting faktiskt. För det är väldigt nyligen som vi börjat övervaka just denna del av strömsystemet mer kontinuerligt och vi vet väldigt lite om det än så länge. Datamängden är relativ återhållsam fortfarande och vi vet inte om sådana här minima inträffar ofta eller sällan. Men att påstå att golfströmmen stannat av i 10 dagar är bara absurt. De enda slutsatser man egentligen kan dra utifrån allt detta är att vi behöver mer forskning kring dynamiken i havet och att media reagerar väldigt häftigt på att datamängden blivit bättre. Jag är rädd för att ”larm” som dessa trubbar av många människor och får det att framstå som om de är maktlösa.

Nu drar jag iväg till Oslo på konferens i några dagar.