Vi er i Danmark – og også i resten af verden – en meget lille gruppe forskere, der er blevet pålagt en stor og alvorlig opgave. Der er meget stort pres på os for at indhente den viden, der er nødvendig for at kunne forudsige, hvordan kryosfæren (de store iskapper, gletsjere, sø- og havis, permafrost og sne) vil påvirkes af den globale opvarmning i fremtiden.

Man er netop nu ved COP15 i færd med at foretage store politiske beslutninger om global opvarmning, og der er selvfølgelig meget, som vi allerede ved om klimaet – og mange peger for øvrigt på, at mange vigtige beslutninger (som for eksempel beslutningen om at deltage i krigen i Irak og Afghanistan) er taget på grundlag af færre kendsgerninger end klimabeslutningerne. Der er dog også skræmmende meget, som vi ikke ved om udviklingen af indlandsisen, og som det er bydende nødvendigt at forstå, før vi kan give et rimeligt bud på, hvordan indlandsisen vil tabe masse i de kommende 100 år.

Polarhavet reduceres med 10 procent
Grønlands indlandsis er den næststørste ismasse på Jorden. Hvis hele indlandsisen smeltede væk, ville den gennemsnitlige globale havvandsstigning være små syv meter. Jeg har med vilje brugt ’irrealis’ i sætningen før for at gøre det klart, at indlandsisen ikke er i stor fare for at smelte hurtigt væk. Men hvor meget og hvor hurtigt er de svære og store spørgsmål.

Målinger af jordoverfladens temperaturændringer gennem de sidste 100 år viser, at mens den globale opvarmning er på 0,6 grader i forhold til referencetemperaturen fra 1951-1980, er opvarmningen i de arktiske områder på knap 2 grader. Opvarmningen på de høje nordlige breddegrader er altså større, og kryosfærens reaktion på denne opvarmning er nøje blevet fulgt med alle tilgængelige midler: overflademålinger, flybårne målinger og satellitmålinger.

Resultaterne af overvågningen viser alvorlige ændringer: Sommerudbredelsen af havisen i Polarhavet reduceres med 10 procent for hvert årti, og følger man denne kurve ud i fremtiden, vil der være isfrit om sommeren i år 2050, permafrosten tør, de små gletsjere og iskapper reduceres voldsomt, og de fleste vil forsvinde inden for de næste 100 år.

Grønlands indlandsis forandres også. Hvert år aflejres der sne på overfladen af indlandsisen. De centrale og højtliggende områder af isen er så kolde, at der aldrig er tøvejr, så den sne, som hvert år falder, bliver liggende, indtil den dækkes af det følgende års snefald. Som årene går og flere og flere årlag pålejres, vil årlagene blive sammenpresset til is, og på en endnu længere tidsskala vil lagene blive trykket tyndere og tyndere, samtidig med at isen flyder ned og ud mod iskappens rand.

På denne måde flyttes massen, der pålejres i de kolde centrale dele af iskappen, ud mod randen, hvor isen kan smelte eller glide ud i havet som isbjerge. Hvis mængden af sne, der pålejres iskappen, hvert år balanceres med den mængde is, der smelter nær randen eller afgives som isbjerge, siges iskappen at være i massebalance.

Skruet op for blusset
Overvågningen af indlandsisens massebalance er en udfordring, fordi iskappen er meget stor og utilgængelig. Polarekspeditioner, især siden Anden Verdenskrig, har boret korte (og dybe) iskerner for at kortlægge årlagene (akkumulationen), har sat stager for at observere isens overfladebevægelse og snepålejring eller smelting, har observeret randens position og meget, meget mere.

Baseret på disse observationer er akkumulationen, afsmeltningen og isbjergproduktion blevet kortlagt, men der har altid været så stor en usikkerhed om massebalancen, at man ikke med sikkerhed har kunnet sige, om isen vokser eller mister masse. For omkring 30 år siden begyndte det at blive muligt at udføre observationer fra fly og satellit over isen. Det var en revolution – og muligheden for en systematisk overvågning var opnået. Et klart billede af indlandsisens massebalance er nu skabt.

Der er sket en opvarmning på knap 2 grader celsius over Grønlands indlandsis siden 1990. Sommersæsonen, hvor der er smeltning langs kysten, begynder tidligere og er blevet længere. De varmere temperaturer har givet anledning til øget nedbør over isen, og i de centrale dele af indlandsisen ser vi en vækst af isens tykkelse på grund af en større årlig akkumulation.

I gennemsnit er der en hævning af overfladen på 5 cm per år i de dele af iskappen, der ligger over 2.000 m’s højde. I gennemsnit over de sidste 50 år har indlandsisen modtaget 550 Gton sne hvert år (1 Giga ton svarer til vægten af en terning vand med sidelængden 1 km), og i løbet af de sidste 10 år er dette tal vokset til 610 Gton sne per år.

Man observerer til gengæld en sænkning af isens overflade i de kystnære områder rundt langs hele indlandsisens rand. De tidlige observationer viste, at områderne i Sydgrønland var dominerende; men vi kan se, at de udsatte områder har bredt sig, således at randen langs hele iskappen nu sænkes. Der hvor de store i strømme er, som for eksempel den berømte Jakobshavn Isbræ ved Ilulissat (Jakobshavn) i Diskobugten på vestkysten og Helheim istrømmen på østkysten nær Tasilaq (Ammassalik), ser man en voldsom sænkning af overfladen på helt op til adskillige meter per år.

Smeltning af is nær randen af indlandsisen sker i sommermånederne og øges med opvarmningen. Der dannes smeltevandssøer (blue lakes) på overfladen, der kan ses med satellit fra rummet. Vandet fra søerne samles i floder og dræner tit gennem store møller (mulin) gennem isen til bunden, hvor det sammen med isen flyder ud mod randen. Vandet ved bunden ’smører’ laget mellem isen og klippegrunden under isen, så isen bliver i stand til at flyde hurtigere ud mod randen.

Smeltningen står for 30-40 procent af afgivelsen af masse fra indlandsisen. I gennemsnit over de sidste 50 år har indlandsisen afgivet 250 Gton is hvert år ved smeltning, og i løbet af de sidste 10 år er dette tal vokset til 350 Gton is per år.

Den sidste komponent i den totale massebalance er den dynamiske – den is, der flyder fra indlandsisen ud gennem isstrømmene og afgives til havet som isbjerge. Jakobshavn Isbræ er den hurtigste isstrøm i Grønland. Før 2002 bevægede isen sig med 7 km om året, og det er i sig selv en imponerende hastighed for en isstrøm. Men i løbet af nogle få år øgede isstrømmen sin hastighed til 15 km om året, hvilket er en fordobling af hastigheden og dermed en fordobling af den mængde is, der føres ud i havet som isbjerge!

Observationer viser, at isstrømmene særlig i Sydøstgrønland og langs vestkysten af Grønland også i gennemsnit har øget deres hastigheder radikalt.

Vi er blevet meget overrasket over, at isstrømmene så hurtigt kan ’skrue op for blusset’, og der har været intense overfladeprogrammer i de sidste fem år ved isstrømmene for at forstå hvorfor.

Er det, fordi der er mere vand under isen? Eller er det, fordi havet omkring Grønland er blevet varmere? Og hvorfor har nogle af isstrømmene som Helheim sat hastigheden ned igen? Vores forståelse er for øjeblikket, at isen har sat farten op, på grund af at havet er blevet varmere.

Målingerne er dog stadig få. Iskolosserne i isfjordene har ikke den største forståelse for nødvendigheden af at styre uden om vore målestationer i fjordens vand, så indsamling af temperaturmålinger af vandet i fjorden i forskellige dybder er yderst vanskeligt. Men det er absolut nødvendigt at udføre disse målinger for at få fastlagt de processer, der fører til forståelse af isstrømmenes opførsel.

Samler man observationerne sammen – og her er data meget sparsomme – er 50-års gennemsnittet for det dynamiske massetab (isbjergene) 330 Gton per år, og i løbet af de sidste 10 år er tallet øget til 430 Gton per år. Grønlands indlandsis afgiver altså mere masse i form af isbjerge end ved smeltning!

65 meters havvandsstigning
Vi kan nu danne os et billede af den totale massebalance som forskellen mellem, hvad der tilføjes, og hvad der fjernes. Grønlands indlandsis var stort set i balance for 50 år siden – men i løbet af de sidste 10 år er der observeret et massetab af størrelsesordenen 160 Gton per år, og massetabet øges med 30 Gton per år hvert år. Nye videnskabelige artikler rapporterer, at massetabet i de to sidste år 2006-2008 er helt oppe på 260 Gton per år!

Det bringer mig tilbage til det vigtige og centrale spørgsmål om, hvordan havvandsstigningerne vil udvikle sig frem i tiden. Den globale middelværdi af havvandsstigningen nu (gennemsnit over de sidste 10 år) er 3,4 mm per år. Middelværdien over de sidste 100 år er 1,8 mm per år, så vi ser, at hastigheden, med hvilken havvandet stiger, er øget. Indtil de sidste 10 år har de store iskapper i Grønland og i Antarktis ikke bidraget væsentligt til havvandsstigningen, idet de har været i massebalance.

Havvandsstigningen skyldes først og fremmest varmeudvidelsen af havvandet (65 procent af havvandsstigningen), fordi havet varmes op i forbindelse med den globale temperaturstigning og dernæst smeltning af de (små) gletsjere. Men i de sidste 10 år er iskæmperne vågnet – iskapperne i Grønland og Antarktis bidrager mere og mere til havvandsstigningen.

Fra Grønland vil massetabet på 160 Gigo ton per år give en havvandsstigning på 0,5 mm per år – observationer fra Antarktis rapporterer om lignende massetab som det grønlandske, således at der også er et bidrag til havvandsstigningen fra Antarktis på 0,5 mm per år.

De store iskapper begynder at miste masse. Det er alvorligt, fordi de store iskapper har potentialet til at skabe meget store havvandsstigninger i fremtiden. Mens varmeudvidelsen af havvandet og smeltningen af alle mindre gletsjere (al landis undtagen iskapperne i Grønland og Antarktis) tilsammen kun vil kunne give en havvandsstigning på 1 meter, kan de store iskapper afgive masse, der kan give havvandsstigninger på mange meter.

Det er allerede nævnt, at Grønlands is har en volumen, der svarer til små 7 meter global havvandsstigning, og det kan tilføjes, at Antarktis-isen har et volumen, der svarer til 65 meters havvandsstigning. Hvad der sker i fremtiden med iskapperne, er derfor helt afgørende for at lave en forudsigelse for den fremtidige havvandsstigning.

Rapport til COP15
Hvor står vi så nu? I 2007 rapporterede FN’s Internationale Panel for Climate Change (IPCC), at det bedste bud på havvandsstigningen i år 2100 ville være mellem 0,18 m og 0,59 m. Det blev skrevet meget klart, at den øverste grænse var usikker, fordi udviklingen af de dynamiske iskappeprocesser ikke var medtaget (isstrømmene og isbjergene) på grund af manglende viden. Det har været en udfordring for os is- og klimaforskere, og siden rapporten blev publiceret, har vi forsket meget i at komme med bud, der inkluderer de dynamiske processer.

Dagens bud – og det, der bliver fremlagt på COP15-mødet gennem en rapport fra Arktisk Råd – er, at havvandsstigninger i år 2100 kan ende på mellem 0,5 m og 1,5 m. Det er en voldsom forøgelse af buddet på havvandsstigningen i løbet af de næste 100 år, og det er noget, der ryster alle.

Is- og klimaforskere har et stort ansvar at leve op til. Vi må kunne forbedre buddet på fremtidens havvandsstigninger, og vi må få usikkerheden på vore vurderinger ned. Vi ved, at det er nødvendigt at forstå de fysiske processer, der er involveret i isstrømmenes flydning. Det er også nødvendigt at forstå, hvordan mængden af sne, der pålejres isen, vil ændre sig i et varmere klima, før vi kan udvikle isflydemodeller, der vil kunne fremskrive iskappernes udvikling på en tilfredsstillende måde.

Observationerne fra satellitter er helt enestående, og vi arbejder på at udvikle nye måder at observere iskapperne på til kommende satellitprogrammer. Som tiden går, får vi de nødvendige lange observationsserier, der også er nødvendige, fordi der er en stor naturlig variabilitet i observationerne. En varm sommer som i 2007 giver mere smeltning end andre lidt koldere somre. En kold vinter som i 2008 til 2009 holder iskappen kold og forsinker sommerens smeltning. Der er en helt selvfølgelig støj i observationsserierne.

Forskningen foregår stadig. Vi har nogle store og vigtige problemstillinger at løse.