Rannsaka samspil hafíss og lofts

„Fyrir nokkrum árum kom ég til Íslands og ræddi við gamlan kollega minn, Pál Bergþórsson fyrrverandi veðurstofustjóra, yfir kaffibolla,“ segir Hafliði Helgi Jónsson, prófessor við veðurfræðideild Flotaháskólans (Naval Postgraduate School, NPS) í Monterey í Kaliforníu.

Hafliði starfaði hjá Veðurstofu Íslands, einkum við snjóflóðarannsóknir, áður en hann fór til framhaldsnáms og starfa í Bandaríkjunum. Hann hefur kennt við NPS frá 1996. Hafliði hefur lengi stundað rannsóknir og mælingar á orkuskiptum hafs og lofts.

„Páll sýndi mér söguleg gögn um hitabreytingar á norðurhveli síðustu aldir og lagði fram þá tilgátu að sveiflur í hafís gætu haft áhrif á hitafar allt suður að miðbaug. Þetta vakti áhuga minn á hafísnum. Síðan hef ég rætt þetta við marga kollega í Bandaríkjunum, og öllum virðist bera saman um að veruleg þörf sé á mælingum í nágrenni við ísinn. Því settum við þetta verkefni í gang.“

Bækistöð á Ísafirði

Rannsókn á samspili hafíssins og lofthjúpsins á Grænlandssundi er nú hafin. Sex manna bandarískt teymi undir stjórn Hafliða er með bækistöð á Ísafjarðarflugvelli og hjá Háskólasetri Vestfjarða. Í teyminu eru sérfræðingar á sviði hafís- og veðurfræði ásamt flugmönnum og flugvirkja. Verkefnið er kallað Ísrönd (Ice Edge). Sérútbúin Twin Otter-rannsóknarflugvél frá bandaríska flotanum fer frá Ísafirði yfir hafísinn og aflar gagna. Flotaháskólinn hefur gert rannsóknarflugvélina út í nærri 20 ár. Hún er sérstaklega útbúin til rannsókna á neðsta lagi lofthjúpsins (núningslaginu). Tæki hennar eru mjög nákvæm og geta mælt orku- og efnaskipti milli sjávar og lofts, eðlisþætti svifryks og sjávarseltu í lofti og eðliseiginleika þoku og skýja.

Hafliði Jónsson. mbl.is/Halldór Sveinbjörnsson

Leiðangurinn er kostaður af rannsóknarstofnun flotans og mun standa til 13. maí. Gögnin verða birt opinberlega og öllum aðgengileg.

Grænlandssund heppilegt

Ísland, og sérstaklega Grænlandssund, urðu fyrir valinu því þar sýndist Hafliða að búast mætti við miklum breytingum á hafísnum yfir stuttar vegalengdir. Kaldur Grænlandsstraumurinn úr norðri mætir hlýjum Irminger-straumnum, sem er kvísl úr Golfstraumnum, í miðju sundinu. Sá fyrrnefndi ber hafísinn suður með Grænlandsströndum en hlýi sjórinn streymir til norðurs vestan við Ísland. Í sumum tilfellum þarf ekki að fljúga nema í tíu mínútur frá opnu hafi þar til komið er yfir samfellda ísbreiðu við strendur Grænlands. Ísafjörður var valinn sem bækistöð til að nýta flugtímann sem best til beinna rannsókna fremur en að verja löngum tíma í ferjuflug til og frá hafísslóðunum.

Rannsóknin er samstarfsverkefni NPS og Háskólaseturs Vestfjarða.

Anthony Buchholtz, vísindamaður við NPS, er í rannsóknartreyminu. Hann hefur unnið að rannsóknum og mælingum á sólargeislun og jarðgeislun og myndun skýja í lofthjúpnum. Björn Erlingsson hafeðlisfræðingur hafði frumkvæði að því að settar voru myndavélar, innrauðar og venjulegar, á kvið flugvélarinnar. Þær taka myndir af ísnum á sekúndu fresti í þágu rannsókna á innri kröftum íselfurinnar sem streymir suður með Grænlandi. Björn starfar nú hjá Veðurstofunni sem sérfræðingur í sjávarflóðarannsóknum. Hann hefur komið á tengslum milli bandaríska hópsins og Háskólaseturs Vestfjarða og Snjóflóðaseturs Veðurstofunnar á Ísafirði. Björn hafði m.a. milligöngu um að Háskólasetrið útvegaði hópnum aðstöðu og að flugvélin fékk inni í flugskýli Isavia á Ísafjarðarflugvelli. Flugmennirnir fengu góð ráð hjá Ísfirðingnum Hálfdáni Ingólfssyni flugmanni, sem hefur mikla reynslu af flugi á norðurslóðum og víðar við misjafnar aðstæður.

Landhelgisgæslan (LHG) aðstoðaði á ýmsan hátt. Einnig stendur til að fara í ískönnunarflug á flugvél LHG meðan á rannsókninni stendur og tvinna þau gögn sem hún aflar saman við þau sem aflað verður með bandarísku flugvélinni og gervihnöttum í samvinnu við Ingibjörgu Jónsdóttur, landfræðing hjá Jarðvísindastofnun Háskóla Íslands.

„Björn Erlingsson hefur hjálpað okkur feykilega mikið við undirbúning og aðstöðu fyrir vestan og eins Peter Weiss, forstöðumaður Háskólaseturs Vestfjarða,“ sagði Hafliði. Rannsóknarflugin krefjast góðs skyggnis yfir hafísnum. Veður á þeim slóðum eru hverful á þessum árstíma og þarf því að nota hverja góðviðrisstund til flugs.

Björn Erlingsson. mbl.is/Golli

Mikið af ísbjarnasporum

Flogið var yfir hafísinn á mánudaginn var í ljómandi góðu veðri. Farið var eftir fyrirframákveðnum leggjum, eða stiga, yfir ísinn. Þegar lægst er flogið er farið í 30 metra hæð og flogið þannig í 10 mínútur. Svo er farið sömu leið til baka í 100 metra hæð. Síðan er leitað að toppinum á núningslaginu, þ.e. neðsta lagi lofthjúpsins, og leggurinn floginn í þriðja sinn.

„Við reynum að mæla yfir ís sem er tiltölulega þykkur. Svo færum við okkur utar þar sem ísinn er þynnri og endurtökum stigann. Síðan endum við utan við ísröndina og mælum yfir opnu hafi. Þá fáum við mælingu á því hvaða áhrif ísinn hefur,“ sagði Hafliði. Mæld eru margvísleg áhrif sem ísinn hefur á orkuflæði milli yfirborðs og lofts. Einnig eru gerðar mælingar á ögnum í lofti og áhrifum þeirra á skyggni. Niðurstöðurnar geta komið að gagni við að bæta veðurspár á litlum skala.

„Það voru ísbjarnaspor úti um allt, á mörgum jökum, en við sáum engan ísbjörn. Það var líka fullt af selum,“ sagði Hafliði. Svæðið sem er kannað ræðst af flugþoli vélarinnar. Hún fer hægt yfir og hentar mjög vel til mælinga. Flugvélin hefur eldsneyti til 4-5 klukkustunda flugs.

Nemar í hafeðlisfræði við Tækniháskólann í Toulon í Frakklandi, sem eru í starfsþjálfun við Háskólasetur Vestfjarða, koma að úrvinnslu mælinganna. Veðurfræðingar í Kaliforníu og víðar bíða spenntir niðurstaðnanna sem veita munu miklar upplýsingar um hafísinn, eðli hans og áhrif á veðrið.

Risastór íselfur mjakast suður með Grænlandi. Gervihnattamynd/NASA og USGS/Jarðvísindastofnun HÍ

Miklir kraftar verka á hafísinn

Ingibjörg Jónsdóttir, dósent í landfræði við HÍ og við Jarðvísindastofnun HÍ, og Björn Erlingsson, hafeðlisfræðingur hjá Veðurstofu Íslands og Háskólasetri Vestfjarða, unnu sameiginlega meðfylgjandi mynd af hafísnum á Grænlandssundi eftir gervihnattamyndum.

Myndin sýnir greinilega 40-50 km langar og bogadregnar sprungur í ísbreiðunni við Grænland. Þessar löngu sprungulínur sjást ekki við yfirborð jarðar en blasa við utan úr geimnum. Sprungulínurnar gefa ýmsar vísbendingar um kraftafræðina sem liggur að baki ísrekinu. Björn hefur unnið að þróun hafísreklíkana og túlkað brotamyndunina í ísnum. Hún gefur mikilvægar upplýsingar um áhrif innri krafta á ísrekið og þykktarbreytingar vegna brotahreyfinga í hafísbreiðunni.