Christian Stranne

Forskarstuderande
Oceanografi

Göteborgs universitet
Institutionen för geovetenskaper
Box 460
405 30 Göteborg

Tel: 031-786 28 74
Mobil: 0706-47 61 54
Fax: 031-786 19 86
E-post: christian.stranne[at]gvc.gu.se

Forskning

Hydrotermala källor

År 2007 deltog jag i den Amerikanska expeditionen Arctic Gakkel Vents Expedition (AGAVE) som hade som mål att lokalisera och observera hydrotermala källor längs Gakkelryggen, en spridningsrygg som går rakt igenom den Arktiska Oceanen. En mycket detaljerad kartläggning av hydrotermala plymer i ett område kring 85°N utfördes och tillsammans med en förbättrad numerisk plymmodell i kombination med CTD-data utvecklade jag en ny metod för att uppskatta värmetransporten från de hydrotermala källorna. Mina resultat visar att det finns upp till åtta individuella källor i området varav en ser ut att vara en stor så kallad black smoker med temperaturer på över 100°C, medan de övriga förmodligen är diffusiva flöden med betydligt lägre temperaturer (T < 10°C). Mina numeriska simuleringar av hydrotermala plymer antyder att den stora källan har ett energiflöde på 1.8 GW vilket är i samma storleksordning som de största kända källorna på jordklotet (TAG-fältet och Rainbow-fältet i Atlanten) medan de mindre, diffusa källorna troligen har energiflöden på mellan 5 och 110 MW.

Den Arktiska packisens respons på förändringar i den externa drivningen

Den Arktiska packisen har minskat både med avseende på yta och volym under de senaste 20-30 åren. Dessutom ökar medeltemperaturen på marknivå i Arktis mer än dubbelt så snabbt som den globala medelökningen. Detta fenomen kallas på engelska för polar amplification och betyder att förändringar i det storskaliga, globala klimatet förstärks i Arktis. Ett flertal studier pekar på att den så kallade albedo-återkopplingen (på engelska albedo feedback) utgör en viktig del av förklaringen till varför globala signaler har en tendens att förstärkas i Arktis.

Vi undersöker packisens egenskaper och hur den reagerar på olika störningar i drivningen med hjälp av en kopplad ocean-is-atmosfärsmodell. Ismodellen, som är utvecklad av Göran Björk, har en istjockleksfördelning och en relativt avancerad hantering av cirka femtio olika iskategorier. Atmosfärsmodellen är en ”stand alone-version” av den globala klimatmodellen CCSM3 (som bland annat ligger till grund för den senaste IPCC-rapporten, AR4). Vi utför systematiska perturbationer på tre olika typer av drivning; den meridionala energistransporten, Fwall som beskriver mängden värme som transporteras in i Arktis (främst via polara lågtryck), solinstrålning till den övre atmosfären, SI och atmosfärisk CO2-koncentration [CO2]. FWALL och SI är två av de tre dominerande komponenterna i den totala värmebudgeten och motsvarar en värmetransport på cirka 100 respektive 200 W/m2 i den nuvarande klimatregimen (det är naturligtvis annorlunda under istider). Den tredje komponenten är den infraröda strålningen tillbaks till rymden som är kopplad till växthusgaskoncentrationer och molnbildning.

I den här studien visar vi att utformningen av albedoparametriseringen och mängden nederbörd kontrollerar packisens tjocklek likväl som hur mycket isen drar sig tillbaka (smälter) under sommaren. Vi visar också att den albedoparametrisering som används i CCSM3-modellen (CSIM5) ger en komplex respons på perturbationer i drivningen och att små förändringar i de snörelaterade parametrarna och/eller i mängden snöfall har en mycket stor betydelse för när, med avseende på ändringar i [CO2] och ändringar i FWALL (som är relaterad till den storskaliga atmosfärscirculationen) och var, med avseende på SI (som är direkt relaterad till latituden) som vi får isfria somrar. Det finns studier som tyder på att hela Arktis kommer att vara isfritt inom ett par decennier. Våra resultat visar att sättet på vilket man parametriserar albedo och snöfall i klimatmodellerna kan ha stor betydelse för vilken bild modellernas scenarier ger av framtidens Arktis.