Modellering af grønlandske nedbørskilder

Analyser af vandmolekylernes isotopsammensætning i iskerner fortæller om, hvordan temperaturen var ved selve borestedet for mange tusinde år siden. Men isotopsammensætningen fortæller også om, hvor og under hvilke forhold vandet fordampede. Når vand fordamper fra havet eller en landoverflade, bliver det typisk transporteret højt op i atmosfæren og ført bort med vinden. Efterhånden kondenserer vanddampen og falder som regn eller sne et helt andet sted, end hvor det fordampede. De påvirkninger vandet bliver udsat for under transporten, har indflydelse på dets isotop-sammensætning. Ved at undersøge isotop-sammensætningen af isprøver fra iskernerne, er det muligt at aflæse hvordan cirkulationsmønstrene i atmosfæren forandrede sig for mange tusinde år siden. Ligeledes kan man aflæse hvordan klimaet forandrede sig i de områder, hvor vandet fordampede – altså i de såkaldte kildeområder.

Atmosfærisk cirkulationsmodel

Vanddamp, der fordamper fra forskellige afgrænsede områder i verden (på figuren som Trc1, Trc2 og Trc3), bliver behandlet som sporstoffer i den atmosfæriske cirkulationsmodel. De bevæger sig og skifter fase (fordamper og kondenserer) ligesom alt andet vanddamp i modellen. Når dampen omdannes til nedbør, der f.eks. falder på Grønland, kender vi således fordelingen af nedbørens kilder. Dette kan efterfølgende sammenlignes med data fra iskernerne.

Studiet af vanddampskilder

Analyser viser, at selvom NGRIP-kernen blev boret kun ca. 320 km fra GRIP-kernen, er der store forskelle i nedbørskilderne for de to boresteder - både i istiden og i dag. For bedre at kunne forstå disse forskelle, foretager forskerne ved Center for Is og Klima en række computersimuleringer som viser transporten af vanddamp fra fordampningsområderne til den grønlandske iskappe. Centeret benytter en generel cirkulationsmodel (GCM), hvor Jordens overflade opdeles i et antal kildeområder, såsom Nordamerika, Grønland, Stillehavet, Atlanterhavet osv. Vandet, der fordamper fra hvert af disse områder, kan følges i modellen helt frem til det punkt, hvor det danner nedbør. På den måde er det muligt at bestemme, hvilken procentdel af nedbøren, der stammer fra de enkelte kildeområder.

Klik for et større billede

Figuren til venstre viser jordens overfladehøjde i dag, som den er gengivet i computermodellen. Til højre ses overfladehøjden under sidste istid, da den var på sit maksimum. Læg især mærke til højdeforskellene i Nordamerika og Nordeuropa, som viser de store iskapper, der dækkede områderne under sidste Istid (fra Peltier, 2004, Ann. Rev. Earth Planet. Sci.).

Ændring til indflydelse fra Stillehavet

Resultaterne fra computersimuleringerne viser hvordan den atmosfæriske cirkulation foregik, da sidste istid var på sit højeste. De vigtigste ændringer i forhold til i dag, er de meget lavere temperaturer og tilstedeværelsen af den Laurentiske iskappe, som dækkede hele den nordlige del af Nordamerika under istiden. Resultaterne tyder på at klimaet på Grønland under istidens maksimum var under større indflydelse fra Stillehavet, end det er i dag. Forskellene i forhold til i dag er større jo længere vi bevæger os mod nordvest på Grønland, og vil derfor blive mere udtalt for NGRIP-iskernen end for GRIP-iskernen. Dette forklarer delvis den observerede forskel mellem iskernedata fra NGRIP og GRIP.

500 hPa-højde, som cirka svarer til retningen af middelvinden i fem kilometers højde.

De koldere overfladetemperaturer og de store iskapper under sidste istid havde en stor indflydelse på atmosfærens cirkulationsmønster. De bugtede linier viser den såkaldte 500 hPa-højde, som cirka svarer til retningen af middelvinden i fem kilometers højde. Nutidens forhold ses i den venstre figur, og forholdene under istiden i højre figur. Prikkerne viser de steder i Grønland, hvor der er foretaget dybe iskerneboringer. Pilene skitserer hvordan Grønland under istiden i højere grad var påvirket af vinde fra Stillehavet og det nordlige Nordamerika.

IBM Supercomputer

Nej, det er ikke et køleskab, men en IBM supercomputer på the Arctic Region Supercomputing Center på universitetet i Alaska, Fairbanks, som Center for Is og Klima samarbejder med. Maskinerne leverer den nødvendige computerkraft til at kunne foretage GCM-klimaeksperimenterne.

Relevant læsning: