Nationalt Center for Klimaforskning

Ved at koble den globale klimamodel EC-EARTH med iskappemodellen PISM kan man iagttage samspillet mellem de smeltende iskapper og det globale klima.

Hvad har vi undersøgt?

NCKF har videreudviklet klimamodellen EC-EARTH, så den nu medtager de matematiske ligninger, der beskriver de fysiske processer for de to store iskapper i nord og syd, Grønland og Antarktis.

I et varmere klima med større afsmeltning fra iskapperne påvirkes samspillet mellem de forskellige dele af klimasystemet; iskapperne, atmosfæren og havet. Den øgede tilstrømning af smeltevand til havet omkring Grønland kan f.eks. påvirke havstrømmene og dermed temperaturen i det Arktiske område.

Den nye model gør det muligt at undersøge samspillet mellem iskapperne og resten af klimasystemet, hvilket er særligt interessant i et klima hvor iskapperne er under forandring.

Hvem kan have glæde af undersøgelsen?

Klimaforskere verden over er usikre på netop dette område, hvilket også fremgår af de internationale rapporter fra FN’s klimapanel om klimaets tilstand og fremtid. Den nye model kan gøre os klogere på, hvordan havstrømme og nedbørsmønstre påvirkes af ændringer i iskapperne. Og hvordan disse ændringer i klimaet virker tilbage på iskapperne.

Samspillet mellem klimaet og iskapperne er også vigtigt for at kunne vurdere størrelsen af fremtidige vandstandsstigninger. Når isen på Grønland smelter, hæver landet sig på den nordlige halvkugle, og den effekt kompenserer for en del af den stigende vandstand. Det samme gør sig ikke gældende for Antarktis, og smeltevandet fra sydpolen vil kunne få stor indflydelse på fremtidige danske vandstandsstigninger.

Hvilke data og metoder har vi benyttet?

Vi har koblet den globale klimamodel, EC-Earth, med iskappemodellen, PISM (the Parallel Ice Sheet Model), så klimamodellen nu indeholder en dynamisk beskrivelse af de to store iskapper, Grønland og Antarktis.

Hvem har vi samarbejdet med?

Den globale klimamodel, EC-Earth, udvikles i et europæisk samarbejde. EC-Earth indeholder selvstændige modelkomponenter for atmosfære/jordoverflade og hav/havis og udveksler løbende information mellem de enkelte komponenter.

Iskappemodellen PISM, er udviklet på universitetet i Alaska.

DMI har koblet EC-Earth til iskappemodellen PISM og desuden udviklet den komponent, der beskriver vekselvirkningen mellem de to modeller.

Udviklingsarbejdet er sket i samarbejde med dem, der har lavet de to modeller, og efterfølgende er NCKF’s arbejde og den nye modelkode stillet til rådighed i EC-EARTH konsortiet. DMI er en ud af meget få forskningsinstitutioner i verden der har muligheden og kompetencerne til at udføre disse modelberegninger, hvor iskappernes ændringer er inkluderet.

Hvilket resultat fandt vi?

NCKF har udviklet en model (EC-EARTH-PISM), der indeholder en dynamisk beskrivelse af begge de store iskapper. Den opdaterede model har en mere realistisk beskrivelse af indlandsisen på Grønland.

Hvad kan den nye viden bruges til fremover?

Den nye model kan bruges til at undersøge samspillet mellem klimaet og de to store iskapper. Hvordan påvirker det isen, når temperaturen stiger, og hvordan virker ændringer i indlandsisen tilbage på klimaet. En opgave, der er planlagt i NCKF til 2022.

Modellen vil give bedre grundlag for fremskrivninger af klima (havniveau, havstrømme og temperaturer), som anvendes til vurderinger af fremtidens udfordringer med et klima i forandring – det som ender i rapporterne fra FN’s Klimapanel.

Hvad er vi nu i stand til, som vi ikke var før?

Den nye model ligner på mange måder den forrige version, som DMI tidligere har udviklet med ældre udgaver af modellerne, men der er en række vigtige ændringer.

For det første beskriver modellen nu begge de store iskapper, tidligere var kun Grønland inkluderet. Derudover kører modellen på et finere gitter, hvilket bl.a. giver en præcis beskrivelse af iskappernes ændringer. Iskappe-modellen har en opløsning på 5x5 km for Grønland og 8x8 km for Antarktis, mens opløsningen i klimamodellen er cirka 80 km.

Modellen er desuden ved at blive sat op, så overflademassebalancen for Grønland kan beregnes på iskappens finere gitter vha. energibalancemodellen CISSEMBEL. CISSEMBEL er en forkortelse for Copenhagen Ice Snow Surface Energy and Mass Balance modEL, en model med en meget detaljeret beskrivelse af processerne i snelaget oven på iskappen, særligt afsmeltning og genfrysning af smeltevand. Udviklingen af CISSEMBEL medfinansieres af NCKF.

Modellen kan nu give os ikke alene en bedre oversigt over, hvordan de forskellige dele af Arktis’ klima hænger sammen, også indsigt i, hvor hurtigt begge de store iskapper trækker sig tilbage, og hvilke mulige effekter det har, f.eks. på havstrømmene der fordeler varmen rundt omkring på kloden.

Vekselvirkningen, der foregår der hvor iskappen på Antarktis er i direkte kontakt med havet, er endnu ikke velbeskrevet . Det kan spille en vigtig rolle for fremtidens ændringer af iskappen, f.eks. på grund af afsmeltning fra varmere havvand, og vil være et fokusområde for forskningen i de kommende år.