Arktisk isdekke før og etter 1979

Forfattet av Jan-Erik Solheim.

I et innlegg 22 juli «Akademisk overtramp på iskanten» skriver Geir Aaslid at Bjerknesinstituttets leder Tor Eldervik unnlater å ta med Arktis isdekke før 1979 i sine klimamodelleringer. Det gjengis en figur fra en artikkel av Vinnikov et al. fra 1981 som viser variasjoner av isdekket fra et maksimum på 7 mill km2 i 1925 til 6 mill km2 i 1945 og deretter økning til nesten 7 mill km2 i 1965. I det følgende vil jeg utdype Aaslids inlegg.

For tiden varier isdekket i Arktis mellom ca 15 mill km2 i mars og ca 5 mill km2 i september. Dvs. i gjennomsnitt ca. 10 mill km2. Dette er basert på en serie satellittmålinger som startet senhøstes 1978.

Arealet av Arktisk sjøis slik de presenteres av Meteorologisk institutt. Utviklingen domineres av en nedadgående trend.

Sammenkopling med tidligere observasjoner

Siden satellittmålinger dekker mesteparten av kloden mens bakkemålinger, særlig i arktiske strøk er sparsomme, er det vanskelig å sammenligne observasjoner gjort før 1979 med satellittmålingene. Tidligere observasjoner er gjort av fangstfolk som jaktet på sel og hval ved iskanten og etterhvert med fly og satellitter med kamera. De kunne imidlertid kun observere isen i klarvær, mens satellitter etter 1978 beregner isdekket ut fra måling av stråling på infrarøde bølgelengder som slipper gjennom skydekket.

Ut fra mønsteret i strålingen beregnes mengden av is ut fra forskjellig stråling fra fast is og åpent vann. Det er to problemer med disse målingene: Det ene er at det om sommeren danner seg dammer av smeltevann oppå isen. Disse kan være ganske store og bli klassifisert som åpent vann. Det andre er å finne grensen mellom is og land når den er dekket med snø.

Det er gjort flere forsøk på å koble sammen tidligere observasjoner med satellittmålingene. Et nylig forsøk er gjort av Ronan & Michael Connolly og Willie Soon som ble publisert i 2017. De oppdaget at iskart produsert av DMI (Dansk Meteorologisk Insitutt) før 1953 var mangelfulle på grunn av at data fra russisk side ble holdt hemmelig under den kalde krigen. På DMIs iskart er det tegnet is i Russisk sektor «basert på antakelser men uten konkret informasjon». Connolly og Soon fikk tak i data fra begge sider og brukte temperaturmålinger fra arktiske stasjoner til å fylle hull i serien som deretter ble kalibrert slik at korrelasjonen mellom is-areal og temperatur etter 1979 også ble den samme før 1979.



Figur 2, fra Connolly et al (2017), med utvikling av gjennomsnittlig mengde sjøis i Arktis siden 1900. Det blå feltet viser usikkerheten i beregningen

Kurven i figur 2 viser at omfanget av sjøisen økte fram til 1915. Deretter ble isdekket redusert il et minimum omkring 1943. Så vokste det til et nytt maksimum omkring 1970 og fra 1980 ser vi en jevn reduksjon. Det er denne reduksjonen som er observert med satellitter etter 1979. Den største reduksjonen skjedde imidlertid mellom 1915 og 1925. Det blå feltet viser usikkerheten i beregningene. Vi ser at den er svært stor i begynnelsen av århundret da det var sparsomt med ismålinger og få bakkestasjoner å sammenligne med. Vi ser at det først i 2005 ble like lite is som i 1943 og at 1943-minimum fremdeles ligger innenfor usikkerhets-intervallet (rød stiplet strek) i 2015. Statistisk sett er det derfor ikke signifikant mindre is i 2015 enn i 1943.

Sammenligning mellom måleserier og klimamodeller

Connolly et al. (2017) sammenlignet også observasjonsserier med klimamodeller brukt av FNs klimapanel (IPCC). Figuren nedenfor (panel d) viser resultat fra 36 klimamodeller (CMIP5) som har beregnet ismengde tilbake til år 1900 for september måned. Den viser også sommer-is beregninger fra Walsh et al. og Connolly et al. (panel a og e), samt beregninger av is i september fra to andre grupper (b og d). (I Arktis regnes månedene juli, august og september for sommermåneder – siden isen vanligvis har minimum i begynnelsen av september). Ved å sammenligne kurvene ser vi at klimamodellene ikke har greidd å beregne ismaksimum som ble observert i 1960-årene.

Figur 3, en sammenligning av rekonstruksjon av minimum Arktisk sjøis 1900-2015 og beregninger fra klimamodller: a) Sommer is (Walch et a.l 2001), b) september is (Piron og Pasalodos 2016) c) september is (Alexev et al. 2016) d ) september is gjennomsnitt og medianverdier av 36 CMIP5 klimamodeller brukt av IPCC e) estimert sommer-isdekke (Figur 3 er fra Connolly et al 2017).

At Vinnikov et al. (1981) kun har 7 millioner km2 is totalt kan tyde på at russerne ikke hadde tilgang til iskart fra amerikansk sektor under den kalde krigen.