Kunnskapsstatus for havforsuring i fjorder langs Vestlandskysten

Transkript

1 MILJØOVERVÅKNING M Kunnskapsstatus for havforsuring i fjorder langs Vestlandskysten

2 KOLOFON Utførende institusjon Uni Research og Universitetet i Bergen Oppdragstakers prosjektansvarlig Ingunn Skjelvan Kontaktperson i Miljødirektoratet Gunnar Skotte M-nummer År Sidetall Miljødirektoratets kontraktnummer Utgiver Miljødirektoratet Prosjektet er finansiert av Miljødirektoratet Forfatter(e) Ingunn Skjelvan og Abdirahman M. Omar Tittel norsk og engelsk Kunnskapsstatus for havforsuring i fjorder langs Vestlandskysten. Status of knowledge about ocean acidification in fjords at the west coast of Norway. Sammendrag summary 1

3 Historiske og nye data fra fjorder sør for Bergen fra perioden 2005 til 2015 er brukt til å etablere en kunnskapsstatus for havforsuring. I området mellom Korsfjorden og Hardangerfjorden er ph og aragonittmetning i overflatevann lave om vinteren (januar til februar), med verdier på rundt 8,07 og 1,6. De høyeste ph-verdiene på ca. 8,2 finner vi i perioden mars til mai, mens perioden juli-september er tida for høy aragonittmetning (ca. 2,5). Den observerte sesongendringa i ph og aragonittmetning er først og fremst drevet av primærproduksjon/remineralisering og oppvarming/avkjøling. Generelt avtar både phverdien og aragonittmetningen nedover i dypet. I den dype Korsfjorden er ph og aragonittmetning på henholdsvis 7,94 og 1,4 i Ingen av de undersøkte områdene opplever undermetning av aragonitt, og det er heller ikke mulig å se signifikante mellomårlige trender i datamaterialet. For havoverflata kan framtidig overvåkning av forsuring operasjonaliseres ved å bruke kjente relasjoner mellom ph, metningsgrad for aragonitt, pco2, temperatur og salt. En slik metode må kalibreres, og vannprøver for totalt karbon og alkalinitet må samles inn fra få, men strategisk plassert, faste stasjoner minst fire ganger i året. Når det gjelder vannkolonna må det som før måles minst to karbonparametere for å kunne overvåke havforsuringstilstanden. Lange tidsserier av både kjemi, fysikk og biologi er spesielt viktig i kyst- og fjordområder siden stor naturlige variabilitet lett kan skygge for små menneskeskapte signaler og gjør disse vanskeligere å måle. Data-innsamling av fjord- og kystdata i regi av Uni Research vil fortsette også i framtida, og dette vil bidra til økt forståelse av prosessene i disse viktige delene av norske havområder. 4 emneord 4 subject words Havforsuring, CO2, fjord, kyst Ocean acidification, CO2, fjord, coast Forsidefoto Tor E. de Lange 2

4 Forord Havet blir påvirket av den økende mengden karbondioksid i atmosfæren, og dette har vært motivasjonen for mange forskningsprosjekter som studerer hvordan karbonkretsløpet i havet endres, hvilke prosesser som er involvert, og hvor raskt dette går. I 2013 gjorde forskere fra Uni Research, Universitetet i Bergen og Havforskningsinstituttet (alle partnere i Bjerknessenteret for klimaforskning) en studie av havforsuringstrender basert på lange dataserier av karbon samlet inn fra de Nordiske hav. Den gang ble resultat fra Norskebassenget og Lofotenbassenget presentert samt inn- og utstrømsområdene for de Nordiske hav (Skjelvan m. fl., 2013). I 2014 ble en ny rapport skrevet basert på nye data blant annet fra Havforsuringsovervåkningsprogrammet i regi av Miljødirektoratet. Grønlandshavet ble inkludert og trender for et større område ble presentert. I tillegg ble det vist hvor mye menneskeskapt (antropogent) karbon som er tatt opp i disse områdene over tid. Forskere fra Uni Research, Universitetet i Bergen og Havforskningsinstituttet var involvert (Skjelvan m. fl., 2014). I denne rapporten fokuserer vi på kyst og fjorder; områder som vi ikke vet så mye om men som er viktige både som gyteområder, for havbruksnæringen og ikke minst som rekreasjonsområder. Rapporten representerer starten på en forskningsinnsats i kystnære områder omkring temaet marint karbonkretsløp og havforsuring. Forfatterne, Ingunn Skjelvan og Abdirahman M. Omar, er forskere ved Uni Research og Universitetet i Bergen. Bergen, november 2015 Ingunn Skjelvan Denne rapporten refereres slik: Skjelvan, I. og A. M. Omar, Kunnskapsstatus for havforsuring langs i fjorder langs Vestlandskysten, Rapport, Miljødirektoratet, M

5 Innhold 1. Innledning Område, data og metode Område Data Metode CO2SYS Regresjonsanalyse Dekomponeringsanalyse Resultat og diskusjon Overflatevariasjon Variasjon i vannkolonna Oppsummering og videre arbeid Referanser

6 1. Innledning Havet er en viktig brikke i det globale klimasystemet. Den siste dekaden ( ) er det sluppet ca. 9,8 Pg C pr. år ut i atmosfæren fordi mennesker bruker fossile brensler og endrer bruken av land, og av dette absorberer havet årlig om lag 2,6 Pg C (Le Quere m.fl., 2014). Når havet tar opp en økende mengde karbondioksid (CO 2 ) blir vannet gradvis surere, og siden starten av den industrielle revolusjon rundt 1800 har havets ph avtatt med ca. 0,1 ph-enheter (Wallace, 2001). Dette tilsvarer en forsuring av havet på 26 % (Caldeira og Wickett, 2003). I tillegg til lavere ph har også konsentrasjonen av karbonat (CO 3 2- ) i havet blitt lavere, og dermed også lavere metning av kalsiumkarbonat ( Ca og Ar ). Denne prosessen kjenner vi som havforsuring (Royal Society, 2005). Våre havområder er spesielt sårbare for havforsuring fordi det kalde vannet her har et naturlig høyt innhold av CO 2 og dermed også en lavere karbonat-konsentrasjon enn varmere vann på lavere breddegrader. Derfor vil ph-verdien endres mer i våre havområder enn ved ekvator gitt at vannet på begge steder tar opp samme mengde CO 2 fra atmosfæren. Karbonkretsløpet i åpent hav er relativt godt kjent. Data samlet inn over mange år viser at i overflatelaget av Grønlandshavet og Norskebassenget avtar ph med henholdsvis 0,0023 og 0,0041 pr år, mens Ar avtar med 0,005 og 0,012 (Skjelvan m.fl., 2014). I Islandshavet reduseres ph og Ar med henholdsvis 0,0014 og 0,0018 (Bates m.fl., 2014). Hva som skjer langs kysten og i fjordene vet vi mindre om, og dette på tross av at her finnes store områder med kaldtvannskoraller, mange viktige gyteområder og bred akvakulturaktivitet. De få observasjonene som finnes fra kystområder (f. eks. Clargo m.fl., 2015 og Provoost m.fl., 2010) viser at observerte ph-endringer er mye større enn det som kan forventes fra opptak av menneskeskapt CO 2, og det må dermed være andre prosesser som bidrar til variasjonene her. Derfor er det viktig med målinger av både kjemiske, fysiske og biologiske parametere i disse områdene. Havforsuringsprogrammet i regi av Miljødirektoratet, Havforskningsinstituttet, Uni Research og NIVA startet innsamling av karbondata i 2013, men langs deler av kysten og spesielt i fjordene er det få systematiske karbondata. I denne rapporten samler vi det som finnes av historiske data mellom Bergen og Hardangerfjorden og supplerer med nye data fra september Målet er å etablere en kunnskapsstatus for havforsuring i dette området og lage en referanse som kan brukes når vi fortsetter tidsseriene fra disse områdene. 2. Område, data og metode 2.1 Område Området fra Bergen i nord til Hardangerfjorden i sør er karakterisert ved mange små fjorder som i større eller mindre grad er åpne mot kysten utenfor (Figur 1). Et stykke sør for Bergen finner vi Raunefjorden mellom fastlandet og øya Sotra, og her er maksimumsdypet ca. 250 m. Sør i Raunefjorden passeres en terskel på ca. 100 m dyp før den relativt vide Korsfjorden strekker seg fra øst mot vest og ut mot kontinentalsokkelen. Den dypeste delen av Korsfjorden er rundt 680 m mens terskeldypet ut mot kysten er på ca. 250 m. Videre sørover finner man 5

7 det smale og dype sundet Langenuen mellom Stord og Tysnes, og dette sundet munner ut i ytre del av Hardangerfjorden. Ved sørlige munning av Langenuen er Hardangerfjorden ca. 300 m dyp. Mengder med fersk vann fra land renner ut i fjordene og her blandes det med den relativt salte kyststrømmen som flyter nordover langs kysten. Vannkolonna i fjordene langs kysten er som oftest sterkt lagdelt, med ferskt, lett vann øverst og saltere og tyngre atlantisk vann i dypet. Blandingsmønsteret er komplekst og blir blant annet drevet av vind. Ved for eksempel langvarig nordavind vil vann skyves bort fra kysten og langs land får man oppblanding av dypereliggende, saltere og næringsrikt vann. Blanding av fjordvann er også påvirket av avkjøling om vinteren og oppvarming om sommeren, som er sesongen med sterkest lagdeling. I Korsfjorden, Langenuen og fjordene rundt Stord finnes de fleste forekomstene av korallrev på Vestlandet (Fosså m.fl., 2015), og vernesoner er foreslått i noen av disse områdene. Figur 1. Kart over dataområdet langs Vestlandskysten. Blå strek viser hvor pco 2-overflatedata er samlet inn fra M/S Trans Carrier og røde stjerner er vannkolonne-stasjoner med C T- og A T-data fra Korsfjorden, Langenuen og Hardangerfjorden. Grøn trekant viser stasjon i Raunefjorden der temperatur og salt ble målt, samt ph-målinger fra sensor. 6

8 2.2 Data Denne rapporten er basert på flere datasett som samlet er vist i Tabell 1 og Figur 1. Historiske karbon- og hydrografidata fra overflatevann ble kontinuerlig samlet inn mellom 2005 og 2009 fra cargoskipet M/S Trans Carrier, som hadde ukentlige turer mellom Bergen og Amsterdam. Dette er det største datasettet både i tid og rom, og vi fokuserer her på området mellom Korsfjorden og Hardangerfjorden. Mellom 2007 og 2010 finnes stasjonsdata av karbon fra enkeltstasjoner blant annet i Korsfjorden der hele vannkolonna har blitt målt med ujevne mellomrom, og disse prøvene ble samlet inn i forbindelse med det europeiske undervisningsprosjektet CarboSchools. I løpet av 2007 og 2008 ble temperatur og salt målt ca. to ganger i måneden i Raunefjorden, og fra samme fjord ble kontinuerlige ph-målinger samlet inn ved hjelp av en sensor plassert på 1 m dyp over 2 døgn i januar De nyeste karbondataene fra hele vanndypet er samlet inn i september 2015 fra Korsfjorden, Langenuen og i ytre del av Hardangerfjorden. Tabell 1 Data brukt i denne rapporten. Område Tid Parametere Dyp Målemetode for karbon Referanse/ institusjon/ Hele området (M/S Trans Carrier) T, pco 2 Overflate GO pco2 system (Pierrot m fl., 2009) Omar m.fl. (manuskript)/uni, UiB Raunefjorden T, S Vannkolonne - UiB v/erga (personlig kommunikasjon) Korsfjorden T, S, C T, A T Vannkolonne VINDTA 3C (Marianda, Tyskland) EU-prosjektet CarboSchools/ Uni, UiB Raunefjorden 2012 T, S, ph Overflate SAMI2-pH (Sunurst Sensors, USA) Uni, UiB Korsfjorden, Langenuen, Hardangerfjorden 2015 T, S, C T, A T, O 2 VINDTA 3C (Marianda, Tyskland) Vannkolonne Havforsuringsprogrammet /Uni, UiB GO = General Oceanics, Uni = Uni Research, UiB = Universitetet i Bergen 2.3 Metode Det uorganiske karbonsystemet er utførlig forklart i Skjelvan m.fl. (2013; 2014). Kort oppsummert kan karbonsystemet beskrives ved hjelp av de fire parameterne pco 2 (deltrykket av CO 2 ), C T (totalt innhold av uorganisk karbon), A T (total alkalinitet) og ph, som alle kan måles. I alt vårt karbonarbeid bruker vi internasjonalt godkjente analysemetoder anbefalt i Dickson m.fl. (2007), f.eks. VINDTA 3C-systemet fra Marianda, Tyskland, og General Oceanic pco 2 - systemet fra USA. Metodene inkluderer sertifisert kalibreringsmateriale (gass og standardvann), og mer om disse kan finnes i f.eks. Chierici m.fl. (2015). Merk at egentlig måles fco 2 (fugasitet 7

9 av CO 2 ) og ikke pco 2. fco 2 tar hensyn til at CO 2 er en ikke-ideell gass, men forskjellen mellom fco 2 og pco 2 er mindre enn 0,3 %, og vi har valgt å bruke pco 2 i teksten siden denne termen er mer kjent CO2SYS Kjenner vi to av karbonparameterne pco 2, C T, A T eller ph, i tillegg til temperatur og salt, kan de andre to beregnes. Med på kjøpet fra slike beregninger fås også metningsgrad av kalsitt og aragonitt ( Ca og Ar ) og flere andre parametere. Programpakken CO2SYS (van Heuven m.fl., 2011) er laget for å beregne karbonparametere, og verktøyet lar brukeren velge mellom ulike konstanter og inngangsvariable. I dette arbeidet har vi brukt karbonsyrekonstanter fra Lueker m.fl. (2000), HSO 4 - -konstant fra Dickson (1990) og ph på totalskala. CO2SYS beregner også karbonat-konsentrasjonen (CO 3 2- ) og videre Ar som sammen med ph beskriver havforsuringstilstanden. Vi har brukt CO2SYS til beregninger av både kontinuerlige overflatedata og vannkolonnedata Regresjonsanalyse I noen tilfeller måles bare én av karbonparameterne, og slik er det f.eks. for cargoskipet M/S Trans Carrier og for de fleste andre skip med pco 2 -instrumentering. På slike skip måles pco 2 kontinuerlig i overflata, men ingen av de andre karbonparameterne. Da må vi ta en omvei og benytte oss av andre relasjoner som er kjente eller kan finnes. For eksempel vil A T i overflatevann vanligvis variere tilnærmet lineært med salt (SSS), se eksempel i Figur 2. Figur 2. Sammenhengen mellom alkalinitet (A T) og salt (S) fra nordlige del av Nord-Atlanteren. Sorte punkt viser et lineært forhold mellom A T og salt i Atlantisk vann, der S > 34,5, og røde punkt viser det lineære forholdet for polar influert vann, der S < 3 4,5. Sorte punkt der S < 34,5 er fra Atlantisk vann som er fortynnet p.g.a. lokal issmelting. Figur er fra Nondal m.fl. (2009). Slik informasjon brukes til å finne karbonparametere i områder og til tider der de i utgangspunktet ikke er målt. I dette arbeidet bruker vi resultater fra Omar m. fl. (manuskript) som har undersøkt om det er linearitet mellom overflatetemperatur (SST) og salt basert på data fra Raunefjorden mellom 2007 og Deretter har de brukt data fra Korsfjorden mellom 2007 og 2010 for å undersøke sammenhengen mellom SST, SSS og A T. Fra testen over fås empiriske ligninger som er gyldige for et avgrenset område og ligningene er brukt til, via CO2SYS, å beregne ph og Ar i havoverflata langs skipsleia til M/S Trans Carrier fra Korsfjorden i nord til Hardangerfjorden i sør. 8

10 2.3.3 Dekomponeringsanalyse Variasjonen i ph og Ar blir drevet av ulike prosesser, for eksempel oppvarming, ferskvannstilførsel og biologisk produksjon. Hver av de kjente prosessene kan beskrives ved hjelp av en ligning, og summen av alle disse prosessene gir den observerte endringa i ph og Ar. Denne måten å dele opp drivere på kalles dekomponeringsanalyse og metoden er mer inngående forklart i Metzl m.fl. (2010), Skjelvan m.fl., (2014) og Omar m.fl. (manuskript). Ved hjelp av denne metoden kan vi finne ut hvilke av prosessene (driverne) som er viktige og hvilke som er mindre viktige. Her nevnes viktige sesongmessige drivere men ingen figurer vises fra dekomponeringsanalysen. 3. Resultat og diskusjon Karboninnholdet i kyst- og fjordvann er styrt av ulike prosesser som fotosyntese, respirasjon, gassutveksling mellom atmosfære og hav, produksjon/nedbrytning av kalsiumkarbonatskjell, oppvarming, nedkjøling, ferskvannstilstrømming, fordamping, vertikalblanding og horisontal transport. På grunn av ferskvannsavrenning og oppblanding av dypereliggende vann vil kyst- og fjordvann ha et saltinnhold som varierer mye mer enn i åpent hav. I tillegg vil også tilgangen på næringssalt være større nær kysten og oppblomstringa i disse områdene kan være svært store. Dette er også knyttet til relativt sterk lagdeling og stabilitet i vannkolonna. I det følgende velger vi å presentere resultat fra overflata og vannkolonna hver for seg. 3.1 Overflatevariasjon I Tabell 2 er resultatene av korrelasjonstestene mellom temperatur (SST) og salt (SSS) fra Raunefjorddata og mellom SST, SSS og A T fra Korsfjorddata presentert. Tabell 2 Empiriske sammenhenger brukt i denne rapporten. Målt / beregnet Empirisk ligning Korrelasjon (datapunkt) Referanse SST / SSS / A T A T = 30,84 SSS 4,689 SST ,4 0,91 (30) Omar m. fl. (manuskript) SST / SSS SSS = -0,142 SST + 31,09 0,29 (61) Omar m. fl. (manuskript) Relasjonen mellom SST og SSS i Tabell 2 inneholder en viss grad av spredning og har dermed en noe lav korrelasjonskoeffisient. Dette betyr at andre faktorer som ikke korrelerer med SST (f.eks. snøsmelting og annen ferskvannstilstrømming) også påvirker saltinnholdet i dette fjordområdet. Likevel finner vi samsvar mellom SST-SSS-relasjonen og SST og SSS fra sensormålinger i Raunefjorden i 2012 og fra stasjoner i Korsfjorden, Langenuen og Hardangerfjorden i Relasjonen mellom SST, SSS og A T i Tabell 2 samsvarer også med tilsvarende data fra Korsfjorden, Langenuen og Hardangerfjorden i For M/S Trans Carrier er bare pco 2 og SST målt, og vi må bruke begge relasjonene i Tabell 2 for å regne ut ph og Ar. 9

11 Ukentlige overflateverdier av temperatur samt beregna ph og Ar fra området Korsfjorden i nord til Hardangerfjorden i sør over årene 2005 til 2009 er vist i Figur 3. Ulike farger representerer ulike år, hver kolonne representerer en krysning av M/S Trans Carrier, og vertikalspredningen i kolonnene indikerer variabiliteten i området som passeres. Tidlig på vinteren er ph lav ( 8,07) og øker gradvis med avtakende temperatur i perioden januar til februar (Figur 3, midterste panel). Dette er knyttet til at løselighet for CO 2 øker og pco 2 avtar med synkende temperatur. Når våroppblomstringen starter i mars bindes marint CO 2 i organisk materiale og ph øker kraftig. Samtidig varmes vannet opp, men den forventa reduksjon i ph fra høyere temperatur blir overskygget av biologisk påvirkning fram til mars-mai, når ph er på sitt høyeste (rundt 8,2). Senere avtar ph på grunn av respirasjon men også fordi vannet blir varmere. I noen av årene ses også en sekundæroppblomstring i august-september med relativt høye ph-verdier. På høsten, når vannet avkjøles ville man forvente økning i ph, men på grunn av mer urolig vær blir blandingslaget dypere og vann med relativt høyt innhold av CO 2 blandes opp i overflata og ph avtar fram mot tidlig vinter. Metningsgraden av aragonitt, Ar, er lav (ca. 1,6) tidlig på året (Figur 3, nederste panel) samtidig med lav ph og temperatur. Ar øker med biologisk produksjon, tilsvarende ph. Men i motsetning til ph, som avtar med økende temperatur, vil Ar øke med økende temperatur. Når CO 2 bindes i organisk materiale vil mer karbonat (CO 3 2- ) dannes og Ar øker. Høye Ar -verdiene (ca. 2,5) finner vi i august når oppblomstringa er over og ph har begynt å synke. Figur 3. Sesongvariasjon av temperatur (øverst), ph (i midten) og Ar (nederst) basert på målte og beregna data i området Korsfjorden-Hardangerfjorden. De ulike fargene representerer ulike år fra 2005 til Hver kolonne i grafene representerer en krysning av M/S Trans Carrier gjennom studieområdet på vei mellom Bergen og Amsterdam. 10

12 Temperaturendring virker altså motsatt på ph og Ar, og dette er grunnen til det observerte faseskiftet i disse to parameterne i Figur 3. Videre er det er nettopp denne ulike responsen på temperatur som gjør det nødvendig å studere både ph og Ar når havforsuring skal beskrives. Mens ph både kan måles og beregnes kan Ar finnes kun ved beregning (se kap ). En dekomponeringsanalyse er utført for å bestemme hvor viktige prosessene som driver de sesongmessige endringene i ph og Ar er i forhold til hverandre (Omar m.fl., manuskript). Analysen viser at mens ph-endringer er drevet både av endringer knyttet til produksjon og nedbrytning av organisk materiale (som endrer C T ), temperatur og A T, så er Ar primært drevet av endringer knyttet til produksjon/nedbrytning av organisk materiale (via C T ) og temperatur. Dette betyr at ph er styrt av de samme driverne som styrer pco 2 (se Omar m.fl., 2010, Skjelvan m.fl., 2014) og bør dermed kunne estimeres fra pco 2. Tilsvarende bør Ar kunne estimeres fra C T. Omar m.fl. (manuskript) har sjekket dette og viser at det er god regresjon mellom ph og ln(pco 2 ), og arbeidet viser også god regresjon mellom Ar og pco 2 normalisert for temperatur og salt (dvs. pco 2 ved en valgt referansetemperatur og -salt). Ved å benytte slike metoder kan man få estimat for havforsuringsparameterne i havoverflata over et mye større område enn man ellers ville hatt mulighet til. Det er viktig å påpeke at slike regresjonslinjer må kalibreres og kontrolleres og dette kan gjøres ved å måle C T og A T fra enkeltstasjoner noen ganger i året. 3.2 Variasjon i vannkolonna Havforsuringsparameterne ph og Ar for hele vanndypet er framstilt i Figur 4, og for å kunne sammenligne ulike år har vi konsentrert oss om september-data fra Korsfjorden fra årene 2008, 2009, 2010 og Det generelle bildet er at ph er relativt høy i overflatevann og avtar nedover i dypet. Det samme er tilfellet for Ar. Det dype vannet er påvirket av respirasjon og remineralisering av organisk materiale, som gir de relativt lave verdiene. I overflatevann ser vi ingen systematisk mellomårlig trend for ph og Ar, og dette skyldes nok at tidsserien er for kort for å kunne måle små menneskeskapte signal som er overlagt store naturlige variasjoner. Det kan se ut som om ph i dypvannet i Korsfjorden er litt lavere i 2015 enn de tidligere årene, men dette er trolig tilfeldig, siden det tidligere år ikke ser ut til å ha vært noen konsekvent reduksjon fra et år til annet. Den relativt lave ph-verdien er knyttet til at vannet dette året var litt saltere ( salt = 0,2) enn tidligere år. Økende salt gir også reduksjon i Ar, men i mye mindre grad enn for ph, og i Figur 4 er ikke denne forskjellen signifikant. Det dypeste vannet i Korsfjorden (ca. 680 m), som har atlantisk opprinnelse, har ph- og Ar verdier på henholdsvis 7,94 og 1,4 i september Ingen av lokalitetene vi har undersøkt er undermettet med karbonat ( Ar < 1). 11

13 Figur 4. Målte og beregnede septemberdata fra Korsfjorden årene 2008 (- -), 2009 (- -), 2010 (- -) og 2015 (- -). A er temperatur, B er salt, C er ph og D er Ar. Figur 5. Beregnet ph (A) og Ar (B) fra Korsfjorden (- -), Langenuen (-x-) og Hardangerfjorden (-o-) i september Data fra Langenuen er tatt ved en korall-lokalitet. 12

14 Vannet fra ulike lokaliteter; Korsfjorden, Langenuen og Hardangerfjorden, er sammenlignet basert på 2015-data (Figur 5). September-verdier for ph og Ar i overflatevann ligger på henholdsvis 8,08 og 2,07 lengst sør (Hardangerfjorden) og på 8,1 og 2,26 lengst nord (Korsfjorden). Rundt ca. 50 m dyp finnes et lokalt maksimum ved de sørligste stasjonene både for ph og Ar, og mellom 100 og 150 m dyp finnes et lokalt minimum, før både ph og Ar avtar mot dypet. Det lokale minimumet, som er mest karakteristisk i Hardangerfjorden, er knyttet til remineralisering siden næringssaltverdier og C T er litt høyere ved dette dypet (ikke vist), og signalet blir noe utvannet lenger nord. I overflata er Ar -verdiene omkring 0,2 enheter høyere i Korsfjorden enn i Hardangerfjorden. Dette skyldes dels at overflatevannet i Korsfjorden er litt varmere og saltere enn i fjorden lenger sør. Men her spiller også sekundærblomstringa inn. C T - innholdet på m dyp i Hardangerfjorden og Langenuen er litt høyere enn på tilsvarende dyp i Korsfjorden lenger nord. Dette gir noe lavere ph- og Ar -verdier på de to sørligste lokalitetene enn på den nordligste. Mens bunnvannet i den dype Korsfjorden har ph og Ar på henholdsvis 7,94 og 1,4 (nevnt tidligere), så er bunnverdiene ca. 7,98 og 1,6 i Langenuen og Hardangerfjorden, der det er halvparten så dypt. Dekomponeringsanalyse er ikke blitt utført på vannkolonnedata i fjorder og langs kysten. Men om man bruker kunnskapen om at dypereliggende vann blandes oppover i vannkolonna seinhøstes og tidlig vinter ser man at på denne tida av året vil overflateverdiene gjenspeile signalene fra lenger nede i vannkolonna. For eksempel vil dypt vann med lavt innhold av Ar blandes opp i overflata på seinhøsten/tidlig vinter og medfører årets laveste verdier i overflata. 4. Oppsummering og videre arbeid Vi har samlet historiske karbondata fra deler av Vestlandskysten i tidsrommet 2005 til 2010 og supplert med nye data fra september i år (2015). Dataene omfatter både kontinuerlige overflatedata og enkeltstående stasjoner der prøver er samlet fra hele vanndypet. Typiske verdier for ph og Ar for ulike sesonger og dyp er oppsummert i Tabell 3. Tabell 3 Havforsuringsverdier i fjorder sør for Bergen, basert på data i perioden 2005 til Dypverdier er fra Korsfjorden i 2015, siden dette er året med de dypeste prøvene. Området Korsfjorden - Hardangerfjorden Variabilitet ph Ar ph Ar Overflate vår/sommer* 8,2 2,5 8,14 8,26 2,25 2,75 Overflate vinter 8,07 1,6 8,04 8,11 1,4-1,76 Dyp (Korsfjorden) 7,94 1,4 - - * ph fra perioden mars mai, Ar fra perioden juli-september. Sesongvariasjonene i ph og Ar er primært påvirket av oppvarming/avkjøling og av produksjon /nedbrytning av biologisk materiale (gjennom endringer i C T ), men mens ph avtar med økende 13

15 temperatur så vil Ar øke. Denne ulike responsen på temperatur gjør det nødvendig å studere begge parameterne når man søker informasjon om havforsuring. I vanndypet er stasjonsdata av C T og A T det viktigste verktøyet vi har i dag for å beregne havforsuringsparametere. Slike målinger og lange tidsserier er avgjørende for å kunne fange opp signaler fra menneskelig aktivitet, men tidsseriene vi har fra området i dag er ikke lange nok til å se slike signaler. For overflatedata kan vi bruke empiriske ligninger fra regresjonsanalyser av pco 2, salt og temperatur fra cargo- og forskningsskip til å estimere havforsuringsparametere over store områder. Prøver av C T og A T må da tas med jevne mellomrom for å kalibrere og validere de empiriske ligningene. Pr. i dag blir ikke pco 2 målt på M/S Trans Carrier, men i løpet av våren 2016 vil Uni Research gjenoppta disse målingene. Siden båten nå går så langt nord som til Nordmøre (Sunndalsøra) vil pco 2 i framtida bli målt kontinuerlig langs hele kysten fra Nord- Vestlandet til Nordsjøen. Siden observert variasjon i forsuringsparametere er store i fjordene og langs kysten, er det i disse områdene et tydelig behov for kombinerte målinger av både kjemiske, fysiske og biologiske parametere. I dette arbeidet har vi lagt grunnlaget for en fjord- og kyststudie som vil tilføre ny kunnskap om prosesser styrende for havforsuring i området, og vi ønsker å fortsette med observasjonene også i framtida. 5. Referanser Bates, N.R., Y.M. Astor, M.J. Church, K. Currie, J.E. Dore, M. González-Dávila, L. Lorenzoni, F. Muller- Karger, J. Olafsson og J.M. Santana-Casiano, 2014: A time-series view of changing ocean chemistry due to ocean uptake of anthropogenic CO 2 and ocean acidification, Oceanography, 27(1), , Caldeira og Wickett, 2003: Anthropogenic carbon and ocean ph, Nature, 425, pp Chierici, M., I. Skjelvan, M. Norli, H.H. Lødemel, L.F. Lunde, K. Sørensen, E. Yakushev, R. Bellerby, A.L. King, S. K. Lauvset, T. Johannessen, K.Y. Børsheim, 2015: Overvåking av havforsuring i norske farvann i 2014, Rapport, Miljødirektoratet, M Clargo, N.M., L.A. Salt, H. Thomas og H.J.W. de Baar, 2015: Rapid increase of observed DIC and po2 in the surface waters of the North Sea in the decade ascribed to climate change superimposed by biological processes, Mar. Chem., in press. Dickson, A.G., 1990: Standard potential of the reaction: AgCl(s) + 1/2 H 2(g) = Ag(s) + HCl(aq), and the standard acidity constant of the ion HSO 4 - in synthetic sea water from to K. J. Chem. Thermodyn. 22, Dickson, A.G., C.L. Sabine og J.R. Christian (eds.), 2007: Guide to best practices for ocean CO 2 measurements, PICES Special Publication 3, 191 pp. Fosså, J.H., T. Kutti, P. Buhl-Mortensen og H.R. Skjoldal, 2015: Vurdering av norske korallrev, Rapport fra Havforskningsinstituttet, nr. 8, ISSN Le Quéré, C. m.fl., 2014: Global carbon budget 2014, Earth Syst. Sci. Data Discuss., 7, Lueker, T.J., A.G. Dickson og C.D. Keeling, 2000: Ocean pco 2 calculated from dissolved inorganic carbon, alkalinity, and equations for K 1 and K 2: validation based on laboratory measurements of CO 2 in gas and seawater equilibrium, Mar. Chem., 70, Metzl, N., A. Corbière, G. Reverdin, A. Lenton, T. Takahashi, A. Olsen, T. Johannessen, D. Pierrot, R. Wanninkhof, S.R. Olafsdottir, J. Olafsson og M. Ramonet, 2010: Recent acceleration of the sea surface fco 2 growth rate in the North Atlantic subpolar gyre ( ) revealed by winter observations, Glob. Biogechem. Cycl. 24, GB4004, doi: /2009gn Nondal, G., R.G.J. Bellerby, A. Olsen, T. Johannessen og J. Olafsson, 2009: Optimal evaluation of the surface ocean CO 2 system in the northern North Atlantic using data from voluntary observing ships. Limnol. Oceanogr.: Methods 7, Omar, A.M., A. Olsen, T. Johannessen, M. Hoppema, H. Thomas and A.V. Borges, 2010: Spatiotemporal variations of fco 2 in the North Sea, Ocean Sci., 6, Omar, A., I. Skjelvan, S.R. Erga og A. Olsen, Ocean acidification parameters in western Norway fjords: based on data from voluntary observing ships, (manuscript). 14

16 Pierrot, D., C. Neill, K. Sullivan, R. Castle, R. Wanninkhof, H. Lüger, T. Johannessen, A. Olsen, R.A. Feely og C.E. Cosca, 2009: Recommendations for autonomous underway pco 2 measuring systems and data reduction routines. Deep-Sea Res. II 56, Provoost, P., S. van Heuven, K. Soetaert, R.W.P.M. Laane og J.J. Middelburg, 2010: Seasonal and longterm changes in ph in the Dutch coastal zone, Biogeosci., 7, Royal Society, 2005: Ocean acidification due to increasing atmospheric carbon dioxide. The Royal Society Policy Document 12/05. London. 68pp. Skjelvan, I., A. Olsen, A. Omar og M. Chierici, 2013: Rapport fra arbeidet med å oppdatere havforsuringsdelen av Forvaltningsplanen for Norskehavet. Miljødirektoratet, Norge. Skjelvan, I., E. Jeansson, M. Chierici, A. Omar, A. Olsen, S. Lauvset og T. Johannessen, 2014: Havforsuring og opptak av antropogent karbon i de Nordiske hav, , Rapport, Miljødirektoratet, M van Heuven, S., D. Pierrot, J.W.B. Rae, E. Lewis og D.W.R. Wallace, 2011: MATLAB Program Developed for CO2 System Calculations. ORNL/CDIAC-105b. CDIAC, Oak Ridge National Laboratory, Department of Energy, Oak Ridge, Tennessee, U.S.A. doi: /CDIAC/otg.CO2SYS_MATLAB_v1.1 Wallace, D.W.R., 2001: Storage and transport of excess CO 2 in the oceans: The JGOFS/WOCE global CO 2 Survey, in Ocean circulation and climate: observing and modelling the global ocean (eds. G.Siedler, J.Church, and J.Gould), pp FAKTA CO 2 fra atmosfæren tas opp i havet i de fleste norske områder. Dette fører til at havet gradvis blir surere. Samme effekten ses langs kysten og i fjorder, men her kan havforsuringa være vanskeligere å oppdage siden de naturlige variasjonene er store. Derfor er lange tidsserier et avgjørende hjelpemiddel for å kvantifisere havforsuring i kystnære områder. 15

17 Miljødirektoratet Telefon: 03400/ Faks: E-post: Nett: Post: Postboks 5672 Sluppen, 7485 Trondheim Besøksadresse Trondheim: Brattørkaia 15, 7010 Trondheim Besøksadresse Oslo: Grensesvingen 7, 0661 Oslo Miljødirektoratet jobber for et rent og rikt miljø. Våre hovedoppgaver er å redusere klimagassutslipp, forvalte norsk natur og hindre forurensning. Vi er et statlig forvaltningsorgan underlagt Klimaog miljødepartementet og har mer enn 700 ansatte ved våre to kontorer i Trondheim og Oslo, og ved Statens naturoppsyn (SNO) sine mer enn 60 lokalkontor. Vi gjennomfører og gir råd om utvikling av klimaog miljøpolitikken. Vi er faglig uavhengig. Det innebærer at vi opptrer selvstendig i enkeltsaker vi avgjør, når vi formidler kunnskap eller gir råd. Samtidig er vi underlagt politisk styring. Våre viktigste funksjoner er at vi skaffer og formidler miljøinformasjon, utøver og iverksetter forvaltningsmyndighet, styrer og veileder regionalt og kommunalt nivå, gir faglige råd og deltar i internasjonalt miljøarbeid.