Professor og klimaforsker Shfaqat Abbas Khan fra DTU Space og hans kolleger har gjort en overraskende opdagelse langt inde på Grønlands indlandsis. Opdagelsen er et af mange elementer, der skal indgå i en ny og meget præcis klimamodel.
Modellen skal bruges til at forudsige, hvor høj vandstanden bliver langs udsatte kyster over hele kloden. Det sker efterhånden som mere og mere af isen i Arktis og Antarktis smelter bort.
”Det er i arbejdet med at samle data til modellen, at vi har konstateret, at der smelter sne og is helt oppe i 3,5 kilometers højde midt på Grønlands indlandsis. Et sted, hvor man normalt forventer, det altid er koldt og tørt,” fortæller Shfaqat Abbas Khan.
”At sneen smelter her og ikke bliver gendannet, er noget nyt. Denne viden kan være med til at gøre vores model mere præcis.”
20 eksperter er i gang på særligt forskningscenter
Abbas Khan leder forskningscentret CISP, Center for Ice-sheet and Sea-level Predictions på DTU Space. Centret blev oprettet for godt to år siden med støtte fra Novo Nordisk Fonden og får støtte i alt seks år til at udvikle modellen. Her arbejder et internationalt forskerhold på omkring 20 personer fra DTU Space, GEUS, Københavns Universitet og det amerikanske Dartmouth College.
”Vores store mål er at få udviklet en model, der kan sige præcist, hvordan havstigninger rammer kysterne ved forskellige scenarier for global opvarmning og smeltning af isen – fra Miami og Dubai til Esbjerg og København,” fortæller Abbas Khan.
”Vi forventer at have en første prototype klar inden for de næste to år”.
Det går fremad med den enorme opgave
Det er en enorm opgave, forskerne står med. Men arbejdet går fremad.
Opdagelsen på indlandsisen udgør kun en lille del af den store ligning. Den omfatter også data om globale temperaturstigninger samt ismassernes bevægelse fra land ud mod havet.
Derudover undersøges, hvor meget smeltevand fra overfladen, der siver ned under isen og videre ud i havet. Dette smeltevand virker som et smøremiddel, der får isen ovenpå til at glide hurtigere mod havet, hvor den smelter.
”Et af de vigtige parametre er for eksempel at kunne forudsige, hvilke dele af indlandsisen der risikerer at kollapse, og hvornår det sker. Den slags hændelser vil føre til ryk, hvor smeltningen og dermed havstigninger accelererer,” fortæller Abbas Khan.
Forskerne bruger en kombination af målinger fra satellitter i rummet og GPS-stationer på isen og grundfjeldet i Grønland til at beregne, hvor meget is, der forsvinder, og hvor store havstigninger det medfører.
Den første model er på plads
Det første store skridt har været at udvikle en model, der mere præcist end hidtil kan beskrive, hvad der er sket de seneste 30-40 år. Den er på plads nu.
”Vi har nået en hel del. De første to år har vi fokuseret på observationer og udvikling af modeller baseret på altimetri – data fra satellitmålinger af isen – som vi supplerer med data fra GPS-stationer placeret på grundfjeldet og indlandsisen i Grønland. Formålet har været at finde ud af, hvor, hvornår og hvordan de store gletsjere mister is og bliver tyndere,” forklarer Shfaqat Abbas Khan.
”På baggrund af satellit-data har vi også udviklet den første grundmodel, der i meget høj opløsning viser, hvor meget is der er smeltet måned for måned gennem de sidste 30 år. En så præcis opgørelse er ikke lavet før. Typisk har man opgjort udviklingen i 1, 5 eller 10 års intervaller”.
I denne fase har det især handlet om at sikre, at modellen stemmer overens med de faktiske observationer.
”Det er gået godt med den grundmodel, vi har udviklet. Vi ser det som et stort delresultat af vores indsats,” siger Shfaqat Abbas Khan.
Fra historiske data til fremtidens scenarier
I den næste fase af projektet udvikles modeller, som kan genskabe de data, der er observeret, uden at være direkte baseret på målingerne. Det store mål er, at modellerne også skal kunne forudsige fremtidige observationer.
”Nu kan vi begynde at indbygge og justere parametre som temperaturer - der både får isen til at smelte hurtigere, og havvandet til at udvide sig og fylde mere - og så de mere tekniske detaljer omkring isens smeltning forskellige steder og de afledte selvforstærkende effekter af det. Og så kan vi begynde at forudsige fremtidige udviklinger,” fortæller Shfaqat Abbas Khan.
Stor efterspørgsel på viden om fremtidens vandstand
Forskningen på centret har foreløbig resulteret i 12 videnskabeligt publicerede artikler.
Flere er på vej i internationale tidsskrifter som Nature og Science.
FN’s klimapanel IPCC vurderer, at havniveauet kan stige mellem 0,6 og 2 meter frem mod 2100 og ramme op mod 630 millioner mennesker.
”Med vores kommende model vil det blive muligt at forudsige meget mere præcist, hvordan havniveauet vil ændre sig forskellige steder. Det er vigtigt for at kunne planlægge og tilpasse sig – og det er noget, som både FN og mange lande efterspørger,” siger professoren.
Oversete processer og detaljer gør modellen præcis
For at få en så præcis model som muligt arbejder forskerne især med at forstå nye og oversete processer, som kan påvirke isens bevægelse og smeltning. For eksempel isen, der smelter midt på Grønland og efterlader smeltevand, der både løber oven på og siver mange kilometer ned gennem isen.
De arbejder også med meget større detaljeringsgrad end tidligere, så de også kan fange små ændringer og sæsonvariationer. Det er især kombinationen af satellitmålinger og GPS-data fra en række målestationer placeret i Grønland, der gør det muligt at lave nøjagtige modeller.
GPS’erne kan måle, når højden på isen eller grundfjeldet ændres som følge af issmeltning. Ud fra det beregnes, hvor meget smeltevand det svarer til. De kan også afsløre små ryk i isens bevægelse, som satellitter ikke kan se.
”GPS-målinger på isen har vist os, at smeltevand fra overfladen ikke bare fryser, når det trænger ned under isen. I stedet bevæger det sig videre. Det får isen oven på til at glide hurtigere, samtidig med at smeltevandet løber ud i havet. Det har vi publiceret en artikel om i Nature,” fortæller Abbas Khan.
”Det tyder på, at isen ikke bevæger sig jævnt og lineært. Det kan skyldes komplekse dræningsmekanismer under isen, som vi stadig prøver at forstå bedre. Det er vigtigt, fordi vi forventer, at sådanne fænomener bliver mere almindelige, efterhånden som flere smeltevandssøer opstår på overfladen af isen med varmere temperaturer”.
Feltarbejde på isen er afgørende for at få gode data
Feltarbejde på isen i Arktis spiller en stor rolle i projektet, fordi det giver de præcise data, som er nødvendige for at lave pålidelige modeller.
DTU Space har særlig ekspertise i GPS-målinger. Derfor henter forskerne både data fra GPS-stationerne i Grønland og vedligeholder dem for Klimadatastyrelsen, der ejer dem.
I sommer har Shfaqat Abbas Khan og kolleger været i Grønland flere gange. De skulle sikre, at de GPS-stationerne var klar til målinger hen over sommeren, hvor afsmeltningen og isens bevægelse er mest markant. Senere var de på ekspedition til Petermann-gletsjeren i Nordvestgrønland i et af Grønlands mest utilgængelige områder for at foretage præcise målinger på isen.
”Der er meget barske forhold på indlandsisen i Grønland, men det er vigtigt at få målinger direkte fra isen for at gøre modellerne så præcise som muligt,” fortæller Abbas Khan.
693 kubikkilometer is er smeltet hvert år siden 2000
I takt med den globale opvarmning smelter isen hurtigere.
Indtil videre er cirka 693 gigaton af klodens ismasser – altså cirka 693 kubikkilometer is – smeltet og blevet til vand i verdenshavene hvert år siden 2000. I Arktis er afsmeltningen især koncentreret omkring 20-30 gletsjere i Grønland. Den største bidragyder til havstigning er Jakobshavns Isbræ i Vestgrønland godt 550 km nord for Nuuk.
Derudover bidrager Antarktis i stigende grad til havstigningerne. Det kan få stor betydning for vandstanden langs Danmarks kyster i fremtiden.
”Når isen ved Antarktis smelter, så stiger vandstanden især på den nordlige halvkugle – altså hos os – fordi vandet trækkes den vej. Omvendt betyder smeltningen i Grønland, at vandet i første omgang forskyder sig mod syd og øger vandstanden omkring den sydlige halvkugle. Det gør det ekstra vigtigt at kunne forudsige udviklingen begge steder så præcist som muligt,” siger Abbas Khan.
Og så er vi tilbage ved det detaljerede kort, som professoren og hans kolleger på CISP arbejder på:
”Når vi har vores model klar, kan vi teste forskellige klimascenarier og se, hvordan isen og havstigningerne udvikler sig. Så får vi et globalt havstigningskort, der viser by for by, hvilke steder, der vil blive hårdest ramt af havstigninger frem mod 2100,” fastslår Shfaqat Abbas Khan.
