Det nordlege Atlanterhavet er heim for det største varme- og karbonsluket i verda, og driver omveltningssirkulasjonen i det nordlige Atlanterhavet (AMOC), eit massivt system av straumar som flytter varme og næring rundt på kloden.

Men området er også under raske endringar, som ein regional nedkjøling som går på tvers av den globale varmetrenden, og ei mogleg svekking av AMOC som kan ha store konsekvensar for klimaet og økosystema.

For å betre forstå desse endringane og implikasjonane av desse har prosjektet DYNASOR (DYnamics of the North Atlantic Surface and Overturning ciRculation) blitt starta av eit lag av Bjerknes-forskarar ved Universitetet i Bergen, Havforskningsinstituttet, og NORCE Research Centre i Bergen.

Djup forståing av overfladiske endringar

– Den tiår gamle forestillinga av AMOC som "transportbandet" har kome under stadig nærare gransking etter kvart som viktigheita av overflatesirkulasjonen blir meir og meir tydeleg, seier Andreas Born, DYNASOR-prosjektleiar og professor ved UiB og Bjerknessenteret.

Prosjektet tek sikte på å utforske interaksjonen mellom den subpolare kvervel (subpolar gyre) og sørlege AMOC ved Grønland-Skottland-ryggen (GSR), i tillegg til utvekslinga av vannmasser over denne ryggen, både ved overflata og der vatnet renn over tersklane i djupet.

DYNASOR vil bruke en kombinasjon av dei fremste klimamodellane, paleoseanografiske rekonstruksjonar, og moderne hydrografiske observasjonar for å nå måla sine.

Berre slike tverrfaglege samarbeid gir data på tilstrekkeleg detaljnivå og tidsmessig dekning til å finne ut meir om variasjonane i havstrøymane på tidsskalaer over mange tiår.

Å forstå og forske på svakheitene i klimamodellar er ei viktig oppgåve, især for korleis variasjonane i djupet påverkar dei ulike laga av havet. Dette kan hjelpe til å forstå dei spesifikke grunnane for det observerte varmeholet i området.

Lener set på Bjerknes-styrke

Dette går hand i hand med det strategiske fokuset Bergen sitt forskingsmiljø har på området Nordishavet og dei nordiske hava, eit område som blir sterkt påverka av den nordatlantiske sirkulasjonen.

– DYNASOR trekker på tre kjerneverksemder i Bjerknessenteret: fysisk oseanografi, paleoklimarekonstruksjonar, og karbonsyklus-dynamikk, seier Born, som har ambisjonar om å setje dagsorden for forskingsområdet.

DYNASOR er eit av Bjerknessenterets fem strategiske prosjekt i perioden 2022-2025.

Under den siste istid har den storskala sirkulasjonen i Atlanterhavet (AMOC: Atlantic Meridional Overturning Circulation) vært knyttet til raske klimaendringer og arktisk sjøis. AMOC - dette store systemet av overflate- og dypstrømmer - bidrar til omfordeling av varme fra tropene til de høye nordlige breddegradene.

Med tanke på de pågående klimaendringene og rask tilbaketrekning av sjøis, er det avgjørende å forstå koblingene mellom havsirkulasjonen og arktisk sjøis.

I dag overvåkes sirkulasjonen i Atlanterhavet, spesielt over Golfstrømmen ved 26°N; men hva vet vi om den nordligste delen av havstrømmene når de nærmer seg kanten av sjøisen? I min avhandling vil jeg ta deg med til Arktis, til regionen der det varme atlantiske vannet møter det kalde arktiske klimaet, mister varmen sin og synker til havets dyp.

Personalia

Anais Bretones (f. 1994) er oppvokst i Lyon, Frankrike, og har en mastergrad i fysisk oseanografi fra Universitet i Vest-Bretagne i Brest. I 2017 påbegynte hun doktorgraden i klimadynamikk ved Institutt for Geovitenskap, Universitetet i Bergen, og har i denne perioden også vært tilknyttet Bjerknessenteret for klimaforskning.

Veilederne under doktorgradsarbeidet har vært professor Kerim H. Nisancioglu og postdoktor Mari F. Jensen.

Stabiliteten til havstraumane i Atlanterhavet er viktig for oss nordmenn, som ei av dei viktigaste varmekjeldene for livet langs den lange kysten vår. Men kva vil hende med havsirkulasjonen i eit varmare klima? Diskusjonane rundt dette har gått heite i forskarmiljøet.

Det europeiske forskingsrådet, ERC, ynskjer også å vite meir om dette, og har difor tildelt eit prestisjefylte Consolidator Grant til professor Kjetil Våge ved UiB og Bjerknessenteret for å undersøke det nærare.

– Det er veldig kjekt når ein får det positive svaret, seier ein smilande Våge.

ROVER undersøker havstraumane

Prosjektet hans har fått namnet «Resilient northern overturning in a warming climate», eller ROVER blant vener. Målet er å finne ut kor motstandsdyktig havstraumane er mot endringar i klimaet, og spesielt reduksjonen i sjøis om vinteren.

– Eit av hav- og klimaforskinga sine store uløyste spørsmål er korvidt havet i nord er «årsak» eller «verknad» i klimasystemet, seier professor Tor Eldevik, instituttleiar på Geofysisk institutt ved UiB. 

– Påverkar isens tilbaketrekking Golfstraumen? Eller er det global oppvarming i seg sjølv via Golfstraumen som endrar Arktis? Her håper eg Kjetil kan hjelpe oss med gode svar etter kvart som prosjektet skrider fram.

Omveltningssirkulasjonen i det nordlige Atlanterhavet (AMOC) er namnet på det store havstraumsystemet som fraktar vatn frå ekvator mot nord i overflaten, og kaldt, tett vann i dypet mot sør igjen, i ein evig sirkel. Både Golfstraumen og den nordatlantiske straumen er ein del av dette.

Dei arktiske områda er nokre av dei som har hatt størst auke i temperatur dei siste 50 åra, som gjer seg tydeleg til syne i sjøisens endring her.

Ny kunnskap om havets sirkulasjon

Spesielt ser ROVER på påverknaden minkande is på austkysten langs Grønland har på danninga av det kalde djupvatnet i AMOC. Noko av det særeigne her er at havstraumen følgjer kontinentalsokkelen langs marginaliskanten, og straumen blir i aukande grad isfri.

– Når vatnet er under isen, er det lite varmeutveksling med lufta over. Når iskanten flytter seg, blir ikkje straumen forflytta, men den totale avkjølinga av vatnet i straumen vil auke. Dette blir ikkje oppfatta av klimamodellar, fordi dei ikkje har  tilstrekkelig oppløsning i sine modelleringar, forklarar Våge.

Klimapanelet forventer ei svekking av AMOC, men hypotesa til Våge er at den manglande isen styrkar danninga av det kalde djupvatnet. Målet er å finne ut kor mykje kaldt djupvatn som dannar seg i området under der det før pleide å vere konstant havis. Kan det til og med styrke AMOC? Følgjene av kunnskapen gjer forskaren nysgjerrig:

– Potensielt får det innverknad på vår grunnleggjande forståing for AMOC, og korleis den endrar seg i eit varmare klima. Kanskje det også kan hjelpe oss nærare ei forståing for vippepunkta i Nord-Atlanteren?

Nybrottsarbeid langs Grønlandskysten

– Kjetil er ekspert på havstraumane i Nord-Atlanteren og har alt bidrege tungt til ny forståing av denne sentrale delen av det globale klimasystemet, seier Kikki Kleiven, direktør på Bjerknessenteret. 

Ho gratulerar hjarteleg, og seier heile bjerknesmiljøet er stolt på hans vegner.

– Det er viktig for Bjerknessenteret, men også for samfunnet at Kjetil no får moglegheita til å bygge opp si forskingsgruppe og internasjonale forskingsaktivitetar på havstraumar ytterlegare.

I ROVER skal forskararne observere straumane og dypvannsdannelsen medan den foregår, både gjennom vintertokt med isbrytar, og gjennom fortøyingssensorar – såkalla målerigger – på tvers av kontinentalskråningen øst for Grønland, og glidere – autonome undervannsfartøy. Gode data herfrå vil vere nybrottsarbeid, og er kritiske for forståinga vår av dypvannsdannelsen i området

I 2015 fekk han og laget hans eit rekrutteringsstipend frå Bergens forskningsstiftelse, no Trond Mohn-stiftelsen. Dette arbeidet la grunnlag for ROVER.

Resultat av ein laginnsats

For å nå opp til toppen i ERC-systemet må ein gjennom to rundar med det europeiske forskingsrådet og ein heil del venting, og etter eitt år fekk han endeleg svaret han ynskja.

Våge trekker fram ERC-søknaden som ein laginnsats, som ikkje hadde gått åleine:

– Eg er veldig takknemleg for alle frå Geofysisk institutt som har stilt opp, støtta prosjektet, og bidrege med mykje inn mot søknaden. Mange har vore involvert, både frå det administrative og samarbeidspartnarar i det faglege.

– Det er utruleg gledeleg at det er så mange som har bidrege kvar gong ein hjå oss lukkast, seier Eldevik, som trekker fram at Christian Gebhardt ved GFI og Bergen Offshore Wind også fekk Consolidator Grant denne runden.