CO2-utslippene fører til dramatisk issmelting i Nordishavet

I det siste har det vært mye diskusjon blant politikere, forskere og miljøorganisasjoner om hvor isgrensen skal settes i Barentshavet med hensyn til oljeboring i dette området i fremtiden. I den nye boken «Sea Ice in the Arctic: Past, Present and Future», publisert av Springer i deres «Polar Science Serie», har vi blant annet studert isgrensens midlere variasjoner for tiårene 1980-1989, 1990-1999, 2000-2009 og 2010-2016 i Barentshavet, samt de andre randhavene til Nordishavet (fig.1), basert på mikrobølgesatellitdata fra USA som «ser gjennom skyer og mørke».

Isgrensen i mars måned (fig.2) som representerer vinteren med maksimal utbredelse syd-syd-øst for Svalbard og rett syd for Bjørnøya (lokalisert rett nord for hvor iskanten snur fra nord-øst til nord-nord- vest) har forandret seg lite over denne perioden og sammenfaller med den polare havfronten mellom det varme innstrømmende Atlanterhavet i Barentshavet og det utstrømmende kalde polarvannet rett syd for Bjørnøya som renner nordover etter å ha rundet Bjørnøya. Vi har vist at denne polare havfronten er styrt av bunntopografien rundt Bjørnøya og er meget godt korrelert med 100-metersdybden, men dette er ikke dominerende lenger øst i Barentshavet

Temperaturforskjellen i overflatelaget mellom det varme atlanterhavsvannet og det kalde polarvannet tvers over denne polare havfronten er på flere grader celsius over noen få kilometer. Når nordlige vinder forårsaker at isen driver sydover og krysser denne polare havfronten og driver inn i det varme atlanterhavsvannet, vil isen fort smelte. Det vil si at det er den polare havfronten som er hovedbegrensingen sydover for isgrensen i området rundt Bjørnøya om vinteren.

Figuren for mars måned viser at isengrensen øst for Bjørnøya har trukket seg tilbake opptil 25- 50 kilometer lenger øst i Barentshavet i denne perioden. Klimamodeller som vi har anvendt for denne perioden, med observert økning av CO2, viser at denne tilbaketrekkningen primært er forårsaket av økende CO2. Samtidig som dette ikke er tilfellet med isgrensen syd for Bjørnøya, som ikke viser noen stor forandring i denne perioden. Generelt forandret isutbredelsen i Barentshavet seg i mars måned fra 0,95 million kvadrat kilometer i perioden 1980-1989 til 0,65 million kvadrat kilometer i perioden 2000-2016, primært forårsaket av økende CO2. Dog har ikke isen trukket seg tilbake i randhavene utenfor Russland og Alaska i denne perioden

Men siden isgrensen er midlere verdier for de forskjellige periodene vil det selvfølgelig forekomme variasjoner fra år til år på grunn av naturlige variasjoner av både meteorologiske og oseanografiske variabler.

Isutbredelsen i Barentshavet om vinteren i fremtiden er vanskelig å forutsi, både fordi det et vanskelig å vite hvor mye CO2-utslippene kan reduseres i fremtiden, men også på grunn av stor spredning av isutbredelsen i de globale klimamodellene for de Arktiske havområdene, inkludert Barentshavet. Vi har analysert 23 globale klimamodeller for to av IPCC scenarier, RCP 4,5 og RCP 8,5. Siden disse modellene viser stor spredning av isutbredelsen, valgte vi derfor ut tre av disse som best viste resultatene når vi sammenliknet med observasjoner av isutbredelsen for vår periode fra 1980-2016. Resultatene indikerte at isutbredelsen i Barentshavet vil fortsette å minke fra 0,65 million kvadrat kilometer idag til 0,20 million kvadratkilometer ved slutten av dette århundret. Det vil si nesten isfritt om vinteren. Det vil også ble betydelige tilbaketrekkning av isen i de andre randhavene.

I Barentshavet er det store sesongvariasjoner fra vinter til sommer (fig.3). Isgrensen rett nord for Svalbard har forandret seg lite i september perioden 1980-2016, mens lenger øst har den forflyttet seg opp til 50 km. Resultatene fra våre tre utvalgte klimamodeller viser at hele Nordishavet vil bli isfritt etter midten av dette århundre i september. Vi har også direkte analysert korrelasjon mellom isutbredelse og ln (CO2/CO2 referert til 1901) fra 1901-2011 i september, med det resultat at korrelasjon mellom disse var 0,92. Det vil si at 84 prosent av isutbredelsen kan forklares med økende CO2. Ved bruk av regresjonslikningen mellom disse kan vi beregne at et isfritt Nordishav kan inntreffe hvis den globale C02-konsentrasjonen er 500 parts deler per millionvolume (ppmv) i september. I dag er denne 407 ppmv (0.04%) og hvis CO2-konsentrasjonen vil øke med dagens verdi, vil et isfritt Nordishav inntreffe om 40 år, det vil si i september rundt 2060. Grunnen til at vi korrelerer med ln er at det er den empirisk loven for langebølget tilbakestråling fra isen. En likende beregning for mars måned vil kreve at CO2-konsentrasjonen på flere tusen ppmv, noe som er helt urealistisk, noe som indikerer at vinterisen i de indre deler av Nordishavet ikke vil forsvinne. I hvert fall ikke på grunn av potensiell CO2 økning.