Kjersti Opstad Strand

Transkript

1 Kjersti Opstad Strand NGF Geilo-symposium, 7. sept IPY, BIAC-prosjektet: 1

2 Hvorfor er Antarktis og Weddellhavet interessant Hva er ISW og hvordan blir det dannet Instrumentene Oversikt over datasettet og hvorfor dette er blitt brukt Kort diskutere de observerte variasjonene Oppsummering Hvor foregår langtidsovervåkning i Antarktis Videre arbeid 2

3 MÅL: Bedre forståelesen av dypvannsdannelsen i Antarktis (AABW) (IPCC, 2001) Nærmere bestemt i Weddellhavet Oksygenrik overflatevann til bunn ventilerer dyphavet Næringsrik bunnvann til overflaten økt biologisk produksjon Transporterer varme mot polene 3

4 Bunnvann fra Weddellhavet WSBW = ISW + WDW (WOCE) AABW (dekker bunnen av alle verdens hav) 4

5 Frysepunkt (T f ) Saltholdighet S Trykk P T f (P=0,S=35) -1.9 C.S m 400 m Tetthet ρ= ρ(t,s,p) 500 km Temperatur T Saltholdighet S Trykk P 5

6 Marin is: (Sandhager et al., 2004) Dannelsen av ISW er derfor også viktig for massebalansen og stabiliteten til isdekket i Antarktis 6

7 ANTARKTIS WEDDELLHAVET FILCHNER-TERSKELEN S2 Sirkulasjon under Filchner-Ronne Isbremmen (FRIS) Nicholls et al. (2009) 7

8 NARE 0102 S2 Simrad RCM-8 Kevlar 50 m Glass Floats RCM-8 Observasjonelle data: En av verdens lengste marine tidsserier i Antarktis! Historisk rekke med måleinstrumenter: RCM4, RCM7, RCM9, RDCP 602(BIAC rigg), SBE-37 Temperatur ved S2 T Nøyaktighet < 0.05 C (Kalibrert mot CTD) Kevlar 75 m Glass Floats Chain 25 m IPY-BIAC rigg: Akustisk oppsamling av data (2009) 8

9 . CTD data fra 1985 Def. fra Grosfeld et al. (2001) 9

10 30t filtrert data Kuttet 12 år 10

11 11

12 .S2 Nicholls et al. (2009): sirkulasjonen av MWDW er drevet av vind og prosesser ved isfronten 12

13 30d filtrerte data Alle tidseriene er lagt over hverandre for å se variasjoner bedre Årstallene tilsvarer det året riggen ble satt ut, og lengden på tidseriene varierer fra år til år. Grå kurve: Tilpasset kurve til årene 1985, 2009 og

14 Høyest T sen sommer/tidlig høst Lavest T sen vinter/tidlig vår Gjennomsnittlig sesongforskjell: 0.07 C Foldvik et al., (1985b) fant ingen sesongvariasjon (pga data fra 1977) Grosfeld et al., (2001) begrunnet sesonsvingningene i innblanding av omliggende vannmasser (HSSW og MWDW) Men sesongsignal er også observert under isbremmen (Nicholls and Østerhus, 2004) Jobber videre med å forklare sesongsignalet 14

15 1977 ingen sesongsignal 1985 ingen innstrømning av MWDW 1987 HSSW kommer inn på Filshnerterskelen 2003 Varmere + mindre variasjon Kuttet 12 år 15

16 Indikerer HSSW inn på Filchner-terskelen m.o.b 100 m.o.b 16

17 Oktober 1987: isfjell grunnstøter nord for Berkner øya Nøst og Østerhus (1998): Redusert HSSW strøm fra Berkner Bank etter grunnstøtingen..s2 HSSW Før Satelittbilde fra 1993 (Foldvik et al., 2001) Grosfeld et al. (2001) 17

18 Observert langtidsendringer i temperatur er av samme størrelseorden som nøyaktigheten til instrumentet Kuttet 12 år 18

19 Variasjoner i T til ISW ved S2 finnes: Sesong Miksing eller signal som følger ISW strømmen? Mellom-årlig pga grunnstøtte isfjell (og variasjoner i vindpådrag og isforhold) Langtid ikke observert 19

20 Vi har som mål å videreføre måleprogrammet ved: S2 (OceanSites): BIAC riggen Gjenopprette Site 5 For å lykkes: viktig med internasjonalt samarbeid (AWI, BAS) og forskere som er genuint interessert I å videreføre måleprogrammene. 20

21 Mer nøyaktig estimat av dannelse av bunnvann i Weddellhavet (viktig med videreføring av måleprogrammet ved S2) Korrelere variasjonene med storskala atm. system som ENSO, SAM, ADP (slik som McKee et al. (2011)) Parametrisering av variasjonene i ISW kan gi bedre representering av Filchner overstrømmingen (Overflow) i klimamodeller McKee et al. (2011) 21

22 Foto: Svein Østerhus E-post: 22

23 23

24 T-S: 1. Lignende sesongsignal 2. R =

25 Frekvens Normaldistribusjon rundt C (1985, 2009 og 2010), C (2003) og C (1977) 1977: Størst variasjon, laveste temperaturer 2003: minst variasjon, høyeste temperaturer Etter-1987: mindre variasjon og lite av det kaldeste vannet 25

26 12 years cut-off 26

27 Rigger ved S2 År Bred. Leng. Instr. B. Dybde [m] m.o.b. [m] RCM 4 RCM RCM 4 RCM 4 RCM RCM 7 RCM RCM 9 RCM RCM 9 IW RDCP RCM

28 KALIBRERT MOT CTD TEMPERATUR GAMMEL KALIBRERING (WIDE RANGE ISTEDENFOR ARCTIC RANGE) Strøm nøyaktighet: ±1cm/s and ±5 2009: Saltholdighet opprinnelig nøyaktighet: S/m 2009: Dissolved Oksygen nøyaktighet: 8μM or ±5% MERK 1. Kompass-målingene er justert for magnetisk avvik på Saltholdighet trenger in-situ kalibrering Har derfor normalisert 3. Oksygen trenger kompensering av saltholdighet ikke gjort 28

29 S2: 6 år-lange tidserier spredt over 33 år Kalibrering mellom uavhengige sensorer gir høyere troverdighet i datane Temperatur (CTD OG RCM) Konduktivitet Saltholdighet (2 uavhengige sensorer) Dissolved oksygen (2 uavhengige sensorer) Sammenligne (sesong) signalet ved S2 med signalet ved FR1 (blir diskutert senere) 29

30 ISW ISW i dypeste nivå (25 m.o.b) hovedfokus er dermed på obs. i dette nivået 30

31 -Kalibrering - ingen CTD Antatt tidligere: - øvre instrument Tap av oppdrift har stoppet Data fra 2009 (fra..men samme bunn) viser ikke samme neg. trend funnet i fart kalde temp. 25 m.o.b 100 m.o.b Korrelasjon mellom T og Fart: R =

32 Antatt tidligere: Tap av oppdrift instrument er dypere enn antatt Data fra 2009 er fra bunn Viser ikke samme kalde temp. Teoretiske muligheter 32

33 Generelt: Tf = f(s,p) Ytre påvirkning framfor isbremmen - HSSW inn under isbremmen fra Berkner Banken minket Weddell Polynya ( ) Stratifisering Atm. påvirkning eller endring i isforhold Trenger mer grundig undersøkelse 33

34 .S2 1985: år med noe avvikende vindpådrag CTD data fra 1985 Nicholls et al. (2009) 34

35 Θ-S DIAGRAM 25 m.o.b 100 m.o.b CTD data over Filchner-terskelen , 1985, 1987, 1990, 1992, 1995, 1998 (grå) (svart) 35

36 Eneste år med motsatt svingning mellom temp og fart. 36

37 Dypeste instrument 1977, 1985, , 2009, 2010 S2-pos. de forskjellige årene 37

38 Horisontal sirkulasjonsmønster under isbremmen Figur: Sirkulasjon under Filchner-Ronne Isbremmen (FRIS) Nicholls et al. (2009) 38

39 Oktober 1987: isfjell grunnstøter nord for Berkner øya Før HSSW.S2 Grosfeld et al. (2001) + resultat fra Nøst og Østerhus (1998) S2 Satelittbilde fra 1993 (Foldvik et al., 2001) 39