Forskerne har gått gjennom observasjoner fra de siste 40 årene og oppdaget et mønster: Om vinteren før de ti varmeste somrene dukket det opp betydelig større mengder ferskvann i deler av Nord-Atlanteren sammenlignet med vintrene før de ti kaldeste somrene.

Hvordan kan dette egentlig henge sammen? Ifølge Marilena Oltmanns, hovedforfatter av studien, starter det hele når ferskvann kommer ut i havet.

Vi snakker med

Marilena Oltmanns er forsker ved National Oceanography Centre i Southampton i Storbritannia.

Dette intervjuet er en forkortet oversettelse av et lengre intervju på engelsk som du kan lese her.
This is an abridged translation of a longer interview in English. To read the original, click here.

Referanse: Oltmanns, M., Holliday, N. P., Screen, J., Moat, B. I., Josey, S. A., Evans, D. G., and Bacon, S.: European summer weather linked to North Atlantic freshwater anomalies in preceding years, Weather Clim. Dynam., 5, 109–132, https://doi.org/10.5194/wcd-5-109-2024, 2024.

Marilena Oltmanns: – Når isen smelter, blir det ferskvann som er lettere enn det omkringliggende havvannet fordi det inneholder mindre salt. Derfor danner det seg et topplag av ferskvann.

Dette ferske topplaget hemmer varmevekslingen mellom det dypere havet og atmosfæren. Det får konsekvenser både for havet og for sirkulasjonen i atmosfæren.

Om vinteren mister havet varme og blir tyngre. Dette tunge vannet synker ned og bidrar til den storskala havsirkulasjonen. I noen vintre blir imidlertid dette ferske overflatelaget liggende. Det avkjøles, men synker ikke og blander seg ikke med det saltere vannet under.

Kaldt og ferskt vann gir varm og tørr sommer

<2 °C: – Dette høres jo mistenkelig ut som det som skjer med AMOC, som mange av oss sikkert har hørt om. Men hva er nytt med denne studien?

– Det har lenge vært kjent at ferskvann kan påvirke den store havsirkulasjonen. Denne nye studien antyder imidlertid at ferskvannets påvirkning på varmeutvekslingen også kan ha direkte konsekvenser for den atmosfæriske sirkulasjonen. Og dermed for været vårt.

Normalt, i dette området om vinteren, er overflatehavet varmere enn atmosfæren. Så det taper etter hvert varme og varmer atmosfæren. Men når det er mer ferskvann, er overflatelaget grunnere og tilpasser seg raskere de lavere lufttemperaturene. Dette kan skape områder med skarpe temperaturfronter i havoverflaten om høsten og vinteren, mellom områder med mye ferskvann og områder med lite ferskvann.

Disse frontene fremmer i sin tur utviklingen av lavtrykkssystemer. Siden det meste av ferskvannet forekommer i den subpolare regionen, er det et forsterket temperaturskille mellom de nordlige og mer sørlige delene av Nord-Atlanteren. Vi får sterkere vestavind som også beveger seg lenger nord enn normalt. Dette skaper trykkforskjeller langs havoverflaten, som varer helt til neste sommer og forskyver den nordatlantiske havstrømmen lenger nord. Den nordatlantiske havstrømmen er altså forlengelsen av Golfstrømmen.

• Les mer om AMOC i dette ekspertintervjuet med professor Ulysses S. Ninnemann

– Og hvordan påvirker dette været i Europa?

– Temperaturfronten i havoverflaten, mellom denne varme nordatlantiske havstrømmen og det kaldere vannet lenger nord, fungerer som en barriere for vind. Sommeren etter følger derfor vindene den nordatlantiske strømmen og bøyes av nordover. Også om våren og sommeren er det en ekstra temperaturkontrast langs den europeiske kysten, fordi landet varmes opp raskere. Og så blir vindene avbøyd nordover, først over Nord-Atlanteren og deretter langs den europeiske kysten, noe som gir opphav til varmere og tørrere vær over Europa.

Har analysert data fra 1979-2022

– Kan du kort beskrive metodene du har brukt i denne studien?

– Vi brukte et omfattende sett med observasjoner, inkludert havobservasjoner, satellittobservasjoner for sjøoverflatetemperatur og havstrømmer, og atmosfæriske reanalyseprodukter som dateres tilbake til 1979. Reanalyseprodukter inkluderer de mest tilgjengelige observasjonene fra værstasjoner, værballonger og satellitter. Disse observasjonene kombineres deretter med fysikkens lover for å utlede datapunkter på steder og tider der ingen direkte observasjoner eksisterer.

Til slutt brukte vi ulike statistiske analysemetoder for å skjelne mønstre i dataene. For eksempel så vi spesielt på forskjellen mellom de ti varmeste og ti kaldeste somrene de siste 40 årene.

– Og hva fant du?

– At når vi trekker de ti kaldeste fra de ti varmeste somrene, ser vi at varmt og tørt sommervær henger sammen med dette ferskvannet. Vi ser også sammenheng mellom havoverflatetemperaturene og de storskala sirkulasjonsforholdene i atmosfæren om sommeren, og finner de mønstrene i havet og atmosfæren som vanligvis fører til varmebølger og tørke.

Alt dette støtter hypotesen vår. I tillegg, basert på tilgjengelige observasjoner og teori, mener vi at vi kan bekrefte at kaldere og ferskere vann om vinteren er en potensiell utløser av hele forløpet. Tidligere studier har vist individuelle sammenhenger, men denne studien setter alt i system. Ferskvann fra issmelting gir kalde avvik som endrer den atmosfæriske sirkulasjonen. Det fører til endringer i havstrømmene. Som igjen fører til nye endringer i havoverflatetemperaturen. Som til slutt fører til endringer i den storskala atmosfæriske sirkulasjonen om sommeren, og dermed været.

Hadde vi kjent hele denne mekanismen tidligere, kunne vi estimert de sterkeste hetebølgene de siste 40 årene minst én vinter i forveien.

Kan anslå sted og intensitet

– Hvor presist kan du varsle dette? Kan vi for eksempel finne ut hvor i Europa det er størst sannsynlighet for ekstreme varmehendelser?

– Vi ser at lokaliseringen og intensiteten av ferskvannsavvikene om vinteren korrelerer med lokaliseringen og intensiteten av ekstremvarme og tørke over Europa i den påfølgende sommeren. Så dersom vi vet hvor disse ferskvannsavvikene er, kan vi anslå hvor det kan bli varmt og tørt i Europa i de påfølgende somrene, og vi kan anslå hvor intens varmen og tørken blir. Anslagene blir imidlertid bare grove, fordi vi bare har et begrenset antall år med observasjoner å bygge på. Til syvende og sist ønsker vi å modellere for å fange opp disse tilbakekoblingsmekanismene. Da vil vi kunne få mer presise sesongvarsler.

– Så hva skal vi gjøre nå som vi vet alt dette?

– Dagens modeller undervurderer klimaforutsigbarheten, spesielt i den subpolare Nord-Atlanteren. Ferskvann er en komplisert variabel i klimasystemet som avhenger av mange forskjellige faktorer, og derfor er den dårlig representert i modellene. Denne studien tyder nå på at ferskvann er en god kandidat til å avklare mye av uforutsigbarheten i modellene. Vi kan dermed få bedre modeller og bedre innsikt.

Transportbåndet i havet

Havsirkulasjonssystemet i Nord-Atlanteren kalles Atlantic Meridional Overturning Circulation, eller AMOC. På norsk: Omveltningssirkulasjonen i det nordlige Atlanterhavet. Golfstrømmen og Den nordatlantiske strømmen er begge deler av dette systemet.

I AMOC beveger vann seg nordover i Atlanterhavet langs overflaten (røde piler). Når vannet i overflaten kommer langt nok nord, mister det varme, blir tettere, synker ned i dypet og strømmer sørover igjen (blå piler). De hvite sirklene viser hvor dypvannsdannelsen foregår.

Den sørlige dyphavsstrømmen kompenserer for den nordlige som går i overflaten. Derfor sammenliknes AMOC ofte med et transportbånd: De ulike strømmene «drar» hverandre videre.

_{Kilde: Srokosz&Bryden 2015, Praetorius 2018
Illustrasjon: Jhåland}