Polarforskning bidrar till att förstå hur inlandsis och glaciärer smälter och påverkar havsnivåhöjningen. Smältande isar från Grönland och Antarktis förväntas höja den globala havsnivån, och genom att övervaka dessa processer kan forskare förutsäga framtida effekter.

Årets expedition med isbrytaren Oden, North of Greenland 2024, syftar till att behandla vetenskapliga frågor som är inriktade på att förstå den marina kryosfärens dynamiska historia och påverkan på framtida klimatförändringar, inklusive konsekvenser för marina och markbundna ekosystem i Norra Grönland och intilliggande Norra ishavet, en av de minst kända regionerna på jorden. Fokus ligger även på att undersöka hur inlandsisen på Norra Grönland kan bidra till den globala havsnivåhöjningen. Expeditionen ingår i temat GEOEO som skapats inom Polarforskningsprocessen.

På expeditionen ARTofMELT 2023 med isbrytaren Oden studerade forskarna samspelet mellan mellanbreddgraderna och Arktis samt vad som händer när den årliga smältprocessen av havsisen startar, vilket är en central fråga för många arktiska vetenskapliga discipliner.

För 2023 inleddes smältsäsongen den 10 juni, vilket var senare än åren 2020–2022. Oden var på plats före och under inledningen av smältsäsongen och forskarna på expeditionen kunde konstatera att iakttagbara förändringar skedde väldigt snabbt när smältningen väl inleddes. Detta gav viktig kunskap om mekanismerna bakom smältprocessen. Forskarna blev överraskade av att ”våren” inleddes under isen redan ett par veckor innan lufttemperaturen gick över smältpunkten. En stor mängd värdefulla data – från havet, isen och atmosfären – kunde samlas in under övergången från vinter till sommar, för att förstå processerna som leder till smältning och dess konsekvenser.

På isbrytaren Oden fanns därför ett tydligt gemensamt mål för de 16 forskningsprojekt som forskarna arbetade med. Data samlades in genom ett gemensamt provtagningsprogram när det gäller hydrografiska, kemiska och biologiska parametrar.

– Hela expeditionen var utformad som en gemensam ekosystemstudie. Både forskningsmässigt och utrustningsmässigt var samarbetet ombord utomordentligt bra. Stödet från Polarforskningssekretariatets personal och Odens besättning var också väldigt bra. De var utomordentligt professionella och flexibla så att vi kunde nå våra vetenskapliga mål, säger Pauline Leijonmalm, Chief Scientist på SAS 2021.

– Området som vi ska till mellan Grönland och Nordpolen utgör i princip en blank yta när det kommer till mätobservationer och vi hoppas fylla denna yta med råge. Utifrån den data vi kommer att samla in hoppas vi få en bättre förståelse av de fysiska och biogeokemiska processer och återkopplingsmekanismer som påverkar det marina systemet i området. Tillsammans med våra kollegor från de andra internationella expeditionerna inom SAS, hoppas vi få en helhetsbild av tillståndet i hela Arktis. Norra ishavet är ett hav i snabb förändring och det är av yttersta vikt att ha en gedigen baslinje och processförståelse att luta sig mot för att kunna följa utvecklingen, säger Adam Ulfsbo, forskare vid Göteborgs universitet, inför SAS 2021.

Antarktisexpeditionen DML 2023/24 deltar ett projekt där forskarna söker svar på hur Antarktis kommer utvecklas i ett framtida varmare klimat. En del av svaret sitter i berggrunden och flyttblock som inlandsisen fört med sig.

– Den största osäkerheten i IPCC:s prognos av havsnivåförändringar är hur mycket smältande inlandsisar bidrar till höjningar, och speciellt inlandsisar på Antarktis. Att få bättre kontroll på detta är viktigt för samhället i stort, och speciellt för kustnära samhällen, säger Arjen Stroeven, professor i naturgeografi vid Stockholms universitet som är forskningsledare för projektet MAGIC-DML.

MAGIC-DML står för Mapping, Measuring and Modelling Antarctic Geomorphology and Ice Change in Dronning Maud Land. Det är ett internationellt samarbete med forskare från bland annat Sverige, Norge, Storbritannien, Tyskland och USA. Det gemensamma intresset är att studera variationer i de antarktiska inlandsisarnas tjocklek och dynamik.

– Vi söker svar på frågan hur fort, och när, som inlandsisens yta har förändrats i geologisk tid. Vi testar hypotesen att isen växer till på höjden och smälter bort längs havskanten under globala värmetider (interglacialer) samt det motsatta förhållandet – att den krymper i höjd men växer till längs havskanten under globala kalltider (glacialer). Detta kan vi simulera genom datormodeller, men dessa modeller måste kalibreras mot kunskap från fältstudier. En sådan ”kalibrerad” datormodell ger de bästa förutsättningarna för att kunna prognostisera hur Antarktis kommer att utveckla i en varmare framtida klimat, säger Arjen Stroeven.

Sedan 1913 har stationen systematiskt samlat in meteorologiska data som lufttemperatur, vind och nederbörd. I kombination med observationer av isläggning och islossning samt lövknoppning och lövfällning utgör detta basen för en närmast unik samling av data från höga latituder. Under 1900-talet har miljöövervakningen genom internationella och nationella samarbeten utvecklats till ett holistiskt program som öppnar möjligheter för integrerade klimat- och ekosystemsstudier.

Meteorologiska observationer

Genom samarbetet med SMHI bedriver ANS automatiska meteorologiska mätningar enligt WMO-standard vid stationsområdet. Tillsammans med SMHI:s egna mätningar i Kiruna, Rensjön och Katterjokk bidrar de kompletterande mätningarna vid ANS till en unik bas för vetenskapligt arbete där landskapet utgör en naturlig klimatgradient som möjliggör avancerade klimateffektstudier. Samarbetet med SMHI innefattar även hydrologisk övervakning (vattnets cirkulation mellan hav, atmosfär och landområden) vilket i kombination med meteorologiska observationer möjliggör integrerade vattenbalansstudier.

Kolbalans i Stordalen

Tinande permafrost är ett av många områden som intresserar den stora mängd forskare som besöker stationen varje år. I Stordalen öster om Abisko finns ett av Sveriges få områden med permafrost. Sedan mätningar startade 1970 har myrmarkerna i området blivit alltmer upptinade. Stora mängder metan frigörs när gammalt biologiskt material börjar brytas ned. Genom etablerandet av det europeiska forskningsinfrastrukturkonsortiet (s.k. ERIC) ICOS observerar ANS sedan 2015 våtmarkens kolbalans. Som konsortiummedlem i ICOS bidrar ANS som en av 170 stationer med standardiserade och fritt tillgängliga data (enligt de s.k. FAIR principerna) av kolutbyte mellan atmosfär, land och hav. Dessa data analyseras av forskare från hela världen men används också som underlag av myndigheter och beslutsfattare för att prediktera och hantera klimatförändringarnas framtida samhällseffekter. 

Vegetationens dynamik

För att komplettera mätningarna på utbytet av kol mellan myren och atmosfären initierade nätverket Swedish Infrastructure for Ecosystem Science (SITES) år 2013 permanenta mätningar av vegetationens spektrala reflektion, vilket är ett mått på vegetationens säsongs- och mellansäsongsvariation. Möjligheten att över tid kunna kombinera information om vegetationens dynamik med dess inverkan på kolutbytet ger en djupförståelse för hela ekosystemets respons till ett förändrat klimat. Från och med sommaren 2024 inkluderas även våtmarkens sjösystem i övervakningen när SITES vattenövervakningsprogram flyttar till Stordalen från ett närliggande område.