Ny og bedre havismodel

Lang tids arbejde med at forbedre DMI’s operationelle hav- og havismodel for Grønland og Arktis er nu søsat. Den nye havismodel præsterer endnu flere detaljer om havisens udbredelse. Detaljer, som er vigtige for klimaforskere og søfarende i Arktis.

Havisen i Arktis er hele tiden i bevægelse. Isen følger årstiden og varierer i udbredelse og tykkelse. Ikke kun fra sommer til vinter, men også fra år til år.
 

Udbredelsen af havis er afgørende for klodens klima, men overvågningen er udfordrende.

Satellitter er et uundværligt værktøj til at følge havisen ude fra rummet, men selvom satellitterne blive bedre og bedre, er der behov for avancerede modeller og antagelser til at sammensætte observationer og give et komplet billede af havisens tilstand. Modellerne kan også lave prognoser for de næste døgn modsat satellitterne, som kun giver near-real-time tilstande.

DMI’s ocean og havismodel består af HYCOM, der er en tredimensionel havmodel, som er koblet sammen med en avanceret havismodel, CICE, der simulerer vækst, smeltning og bevægelse af havis og sne på havisen.

Modellerne er fuldt koblede og producerer forudsigelser to gange dagligt hos DMI. Resultaterne vises på DMI’s ocean.dmi.dk og polarportal.dk, hvor GEUS, DTU, KU, AU og DMI formidler de seneste observationer og den nyeste viden om is- og klimaudviklingen i Arktis.

Bedre forståelse af isens udvikling

Opdateringen af HYCOM-CICE er først og fremmest i en højere opløsning. Derudover er især havisdelen blevet forbedret.

Modellen har fået endnu flere detaljer med som f.eks. smeltevandssøer, havisens saltindhold og bedre intern dynamik. GEUS har bidraget med nyeste estimater af ferskvandstilførslen fra Grønland til havmodellen, som er blevet markant bedre beskrevet, hvilket især forbedrer beskrivelsen af de kystnære havstrømme og dermed istransporten langs Grønlands kyster.

Modellen bruger løbende observationer af havisens udbredelse monitoreret fra satellit. Men eftersom modellen er blevet markant bedre til at fremskrive havisen, så bliver de løbende tilpasninger af modellen til det observerede mindre.

»Man kan sige, at modellen har mindre brug for observationer, fordi den er blevet mere præcis,« siger Mads Hvid Ribergaard, der er oceanograf og forsker hos DMI.

Samlet bidrager HYCOM-CICE til en bedre forståelse af isens aktuelle tilstand i form af koncentration og tykkelse, og dermed den fulde mængde.

Modellen er stærkt anvendeligt både i international forskning og i forhold til skibstrafik langs Grønlands kyster. Eksempelvis har DMI en aftale med Grønlands hjemmestyre om et 24/7 oliespilds og partikeldrift beredskab.

Hurtigere tilpasning efter årstiden

Den forbedrede model giver et mere realistisk billede af isens afsmeltning og opfrysning. Den viser en mindre kraftig afsmeltning om sommeren, hvilket giver en forskydning på ca. en halv måned i tiden for mindste isvolumen.

Tilsvarende er den for hurtige tilvækst i istykkelse langs isranden tidlig om vinteren, som modellen tidligere viste, blevet kraftigt dæmpet. Modellen er blevet langt mere præcis, og har langt mindre behov for at tilføje havis ’for at få regnestykket til at gå op’. Haviskoncentrationen er præcist bestemt fra observationer, mens tykkelserne endnu er svær at fastslå helt præcist – også i dag.

»Tidligere har vi ofte overvurderet istykkelserne, når vi assimilerede havis, hvilket gav udslag i urealistisk hurtig tilvækst i istykkelsen i randzonerne,« siger Mads Hvid Ribergaard.

Det samlede volume af havisen er dog tæt på det samme som før. Tendensen årene imellem er stort set uændret, således at et år med stort havisvolumen i det gamle setup også har et stort havisvolumen i det nye, og tilsvarende for år med lav havisvolumen – men med mere variation i detaljen, når man ’zoomer ind’.

Den større variation hænger sammen med faldet i isvolumen i 2007, som er større i den opdaterede model, i forhold til den gamle. Dette skyldes, at den mere præcise model ikke har samme behov for tidligere for at assimilere haviskoncentrationer fra observationer og kvalificeret gætte på istykkelsen. Nu er det mere den frie models resultater der vises, hvor tykkelserne bygger på ren fysik.

Ligesom for vejrmodeller er det en evig opgave at blive ved med at udvikle og forbedre HYCOM-CICE modellen. Denne udvikling sikres ved, at DMI netop er kommet med i et vigtigt europæisk projekt om at levere modeldata for ocean- og havis for Arktis. Det sker gennem det treårige projekt for den arktiske modelkomponent Copernicus Marine Service

Af Torben Bjørgheim, DMI Kommunikation
15. december 2021