Forskere opdager nyt, iskoldt fænomen i Grønland

Vi er midt i en global opvarmning, og langs Grønlands kyster brækker indlandsisen af og smelter bort med foruroligende hast.

Men langt mindre synligt er det, hvad der sker inde midt på indlandsisen, hvor iskappen opbygges.

Nu har et hold forskere med dansk deltagelse fundet en overraskende ny proces, der har betydning for, hvordan isen ophobes.

De finder populært sagt, at der i store perioder af vinteren dannes isolerende luftlag, som kobler luften ved overfladen fra den frie atmosfære og hindrer vanddamp fra isen i at forsvinde.

»Man kan sige, at det er en slags genbrugsproces, hvor vanddamp fra isen bliver holdt som tågeskyer, der lander på iskappen igen i stedet for at forsvinde ud i atmosfæren,« siger lektor Max Berkelhammer ved University of Colorado, USA, som har stået bag forskningen.

Men samtidig viser forsøgene også, at vanddamp i atmosfæren, som i sidste ende kommer glidende fra troperne, tilsvarende er koblet af, så det ikke kan nå overfladen og kondensere og derfor blæser væk i stedet for at bidrage med ny is til iskappen.

Opdagelsen kan forklare, hvorfor der er mindre is en forventet

Opdagelsen kan måske forklare, hvorfor isen gennem årtier ikke har hobet sig så meget op som forventet:

»De seneste 10 år er dagene med stabil, lagdelt atmosfære steget fra 40 til 60 procent af tiden,« fortæller postdoc Hans Christian Steen-Larsen ved Center for Is og Klima på Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet, som har deltaget i forskningen.

Der burde derfor være akkumuleret mere is på overfladen gennem de seneste årtier, fordi den globale opvarmning øger atmosfærens indhold af vanddamp. Men i stedet er vinterakkumulationen faldet i perioden, siger Hans Christian Steen-Larsen.

»Et virkelig interessant studie«

Det nye studie får roser med på vejen af klimaforsker Ruth Mottram fra Danmarks Meteorologiske Institut:

»Det er et virkelig interessant studie og virkelig godt udført, og deres datasæt er meget imponerende, fordi den slags målinger er virkelig svære at få fat i,« siger Ruth Mottram, der arbejder med iskappemodellering.

»Det er et meget komplekst system at prøve at forstå, og derfor er det et virkelig vigtigt arbejde, som kaster meget lys på de her indviklede processer. Det vil hjælpe os med at forbedre vores modeller.«

Studiet er netop offentliggjort i det videnskabelige tidsskrift Science Advances.

Et laboratorium under isen

I 2011 drog forskerne ind til den højeste del af Grønland, hvor iskappen er mere end 2.500 meter over havet, og isen stort set aldrig smelter om sommeren.

Forskerne tog ind til en permanent bemandet forskningsstation, Summit Camp, der er ledet af amerikanske forskere, og hvor iskappen er tykkest (mere end 3,2 kilometer tyk).

Her gravede forskerne et laboratorium ned under isen lige for foden af en 50 meter høj vejrmast. Op langs masten monterede de kobberrør, der kunne suge luften fra forskellige højder ned i laboratoriet, hvor instrumenter målte på forholdet af tunge og lette vandisotoper.

Isotopindholdet afslører, hvor vanddampen kommer fra

Det smarte er, at isotopforholdet er en slags fingeraftryk, der afslører, hvor vanddampen kommer fra.

»Vi ville finde ud af, hvad interaktionen er mellem isen på overfladen og den frie troposfære og måle, hvor meget vanddamp der bliver deponeret, ikke i form af snebyger, men i form af generel kondensation af den kolde is,« siger Hans Christian Steen-Larsen.

Instrumenterne kørte uafbrudt året rundt, og hver morgen klokken 4 sendte de et bundt data af sted til forskerne hjemme på deres lune kontorer.

»Vi sad rart komfortabelt ved vores computere. mens instrumenterne knoklede under isen,« griner Max Berkelhammer.

Uden turbulens opstår bevarende lag i luften

Efter tre år kunne forskerne analysere data og for første gang få syn for det overraskende fænomen.

Det viser sig, at der er store perioder med stabile vejrforhold, hvor luften over isen simpelthen bliver lagdelt, så isen isoleres fra atmosfæren af en grænsezone, som ifølge målingerne primært er i de nederste 10 meter.

Fænomenet opstår, fordi isen reflekterer sollyset og ikke optager varme.

Herhjemme vil solen for eksempel varme jordoverfladen op, og luften vil blive blandet rundt på grund af turbulens. Men på iskappen er der ingen opvarmning og ingen turbulens, så når området er fladt, og det ikke blæser, bliver luften lagdelt.

Med isotopfingeraftrykket kan forskerne nu se, hvordan det lagdelte grænselag så at sige lægger ’låg’ på isen, så vanddamp fra isen forbliver under låget som tågedampe og falder ned igen uden at blandes med de højere luftlag og forsvinde ud i troposfære.

Det er altså en proces, der er med til at bevare iskappen.

Fænomenet gør, at mindre ismasse tilføres iskappen

Men samtidig betyder det nye fænomen også, at der sker en modsatrettet effekt, hvor mindre ismasse tilføres iskappen.

Her er det vigtigt at bemærke, at Grønland trods is og kulde faktisk hovedsageligt er en isørken, hvor der falder meget lidt nedbør i form af sne, kun nogle få ti-centimeter om året.

Så den proces, forskerne studerer, hvor vanddamp fra luften kondenserer direkte på overfladen, er ret vigtig for tilførslen af ny is til iskappen.

Og den proces burde øges med den globale opvarmning, fordi varmere kan indeholde mere vanddamp (syv procent mere pr. grad).

Så på den ene side betyder de højere temperaturer, at iskappen smelter hurtigere, og på den anden side, at der kan dannes mere is.

Isolerende effekt forhindrer dannelse af ny is

Men de seneste 30-40 år har forskerne ikke set en stigning i nedbøren over iskappen, og ifølge Hans Christian Steen-Larsen har man ved Summit Camp målt 30 procent mindre akkumulering af is det seneste årti.

Det kan hænge sammen med det nye fænomen.

Den isolerende effekt af det lagdelte grænselag betyder nemlig, at kondensering af vand i troposfæren over indlandsisen afkobles og derfor ikke tilfører ny is i de perioder, hvor vejret er stabilt, og det ikke blæser.

I den samme periode, hvor ophobningen af is er faldet 30 procent, er der sket en stigning på 40 til 60 procent i perioderne med det lagdelte grænselag, og det kan se ud, som om en del af den is, der burde dannes på iskappen på grund af de højere temperaturer, i stedet lander et andet sted.

»Det er et meget interessant aspekt af det her studie,« siger Ruth Mottram.

»Men der er stor variabilitet, og det kan også skyldes, at der har været flere store højtrykssystemer over Grønland, som stopper de store storme fra at komme ind og dumpe sneen. Så sneen er blevet smidt over Nordatlanten i stedet for over iskappen.«

Forskerne ved altså endnu ikke, om den mindre is skyldes det nye fænomen, men »vi kan se, at der ser ud til at være en sammenhæng,« siger Hans Christian Steen-Larsen og tilføjer:

»Man bliver nødt til at indarbejde den her proces i klimamodellerne for at forstå, hvor stor betydning den har.«

Kalibrering af hundredtusinder års klimadata

Ifølge Max Berkelhammer er det vigtigste med det nye fund at få det indarbejdet i fortolkningen af, hvordan isen er opbygget.

Forskerne bruger iskerner til at forstå Jordens klimahistorie flere hundredtusinder år tilbage i tiden, og de vigtigste iskerneboringer kommer fra denne del af Grønland.

Derfor bliver det nye fund afgørende for at kalibrere de historiske klimadata.

»Hvis vi vil bruge iskernerne til at se på klima, er vi nødt til at vide, hvad der styrer akkumuleringen på de steder, iskernerne er taget fra. Det er her, arbejdet virkelig bliver afgørende,« siger Berkelhammer.

»Vi har fundet det nye fænomen, og det næste bliver at tænke over, hvor følsomt det er for tidligere ændringer i klimaet og dermed for fremtidige klimaforandringer.«