Hvordan kan vi måle utbredelsen av sjøis i Arktis?

Sjøis i Dicksonfjorden på Svalbard. Foto: Andreas Frøyland

Satellitter har hatt en enorm betydning siden de ble introdusert på 70-tallet. Vi har fått enklere tilgang til observasjoner av havet og atmosfæren. Dette gir oss muligheten til å få et daglig bilde av hvordan utbredelsen av sjøis i Barentshavet er. Spredningen av sjøisen er essensiell opp mot muligheten til å drive oljeutvinning i Barentshavet. Stortinget har vedtatt at vi ikke skal drive petroleumsvirksomhet langs iskanten. Hvordan iskanten defineres er ikke helt rett frem. Les denne artikkelen fra yr.no som prøver å forklare begrepet «iskanten». Om du ønsker en litt dypere forståelse av hvorfor forskning på sjøis er viktig, kan du se videoen under!

Oppgaver:

1. Utbredelsen av sjøis kan måles ved hjelp av satellitter. Denne oppgaven går ut på å beskrive hvordan en satellitt kan oppdage sjøis, og hvordan man kan måle tykkelsen.
   1. På hvilken måte klarer satellitter å oppdage sjøis? Benytt denne siden for å finne svaret.
   2. Hvordan kan en satellitt måle tykkelsen på isen? Benytt denne siden for å finne svaret. Forklar hvorfor begrepet hydrostatisk likevekt er viktig her.
   3. Tykkelsen til sjøs kan beskrives med formelen (Alexandrov et al. 2010):
      $H_i=\frac{\rho_wF_i}{{\rho_w-\rho_i}}$
      der $H_i$ er tykkelsen til isen i centimeter, $\rho_w$ = 0,9998 g/cm$^3$ er den gjennomsnittlige tettheten til saltvann, $\rho_i$ = 0,9167 g/cm$^3$ er den gjennomsnittlige tettheten til is og $F_i$ er isens høyde over vannet i centimeter.
      Hvor tykk vil sjøisen være, om isoverflaten befinner seg 10 cm over havoverflaten?
2. Utbredelse av sjøis måles ofte i noe som kalles «sea ice extent», eller sjøisutbredelse. Vi deler området inn i bokser (typisk med sider på 1 eller 4 km) og om minst 15% av dette området er dekket av is regnes hele boksen som is. Siden isen brer seg mer som et knust speil langs iskanten (se faktaboks) er den ikke så lett å definere. Finnes det et alternativ til begrepet «iskanten»?

   Knust speil

   Isens utbredning er ikke nødvendigvis jevn langs iskanten. Det kan sammenlignes med et knust speil, der deler av overflaten er is og andre deler er åpent vann. Dette dekket oppfører seg også som et trekkspill. Avhengig av vindretningen som beveger på isen, så kan isen enten skyves fra hverandre og bli hullete, eller blåses mot hverandre og bli jevnere. Dette gjør at det å definere en iskant kan være svært vanskelig, da det ikke nødvendigvis finnes noen ordentlig «kant». Det kan dermed finnes is utenfor den definerte iskanten.

   

   Brytende sjøis på våren, som kan minne om et knust speil. Foto: Colourbox.com

3. Meteorologisk institutt lager hver ukedag et kart over sjøisutbredelsen rundt Svalbard og i Barentshavet. Her finner du dagens kart ved å gå inn på «Regional icecharts» og deretter velge «Barents Sea» eller «General View». Du kan også finne isdekket ved tidligere datoer ved å trykke på «Icechart Archive». Her er iskartene først fordelt på årstall, deretter kan du velge dato. Så velger du iskartet på formen general_xxxxxxxx.png (gjelder bare fra og med 2015), der xxxxxxxx er datoen på formen ååååmmdd.
   Hvordan har isdekket, og spesielt «iskanten» forandret seg de siste dagene? Er det mye eller lite forandring fra dag til dag? Hva skjedde 28. desember 2016, og hva sier dette om sjøisens bevegelsesmønster? (Du kan lese mer om denne hendelsen i yr.no sin artikkel)
4. De to videoene under viser mengden sjøis i Arktis,  både i volum og i utbredelse, i september måned. Dette er da isen er på sitt minste. Kan du bruke dette til å si noe om hvordan klimaet har utviklet seg, og hvordan dette har påvirket sjøisen? Hvorfor tror du vi måler sjøis i både utbredelse og volum? (Her finner du også meteorologisk institutts målinger av sjøisutbredelse siden 1979.)
   Volum av sjøis i Arktis:

   Utbredelse av sjøis i Arktis:
   
5. Presenter utfordringer knyttet til begrepet «iskanten». Hva er problematisk, og hvilke tanker gjør du deg om regjeringens og andres definerte «iskanter» som er presentert i artikkelen? Hvorfor kan oljeutvinning og eventuelle utslipp i nærheten av iskanten være så skadende?

Kilder

Alexandrov, V., Sandven, S., Wahlin, J. & Johannessen, O. M. The relation between sea ice thickness and freeboard in the Arctic. Cryosph. 4, 373–380 (2010).

Forfatter

Andreas Frøyland