Observationer av de stora haven

Efter den mycket stora, så kallade "Super El Niño" som inträffade 1982-1983 insåg man att det krävs betydligt fler och bättre observationer av framförallt den tropiska delen av Stilla havet för att bättre kunna förstå och förhoppningsvis också förutsäga El Niño.

Observationer med havsbojar

Haven utbreder sig över mer än två tredjedelar av jordens totala yta, eller 70% mer exakt. Denna enorma areal har historiskt sett varit svår att observera, speciellt områden långt från tätbebyggda landområden och huvudsakliga sjöfartsleder. Stora delar av Stilla havet inryms i denna kategori.

I och med tillkomsten av satelliter har observationsmaterialet dock stadigt blivit allt bättre och satelliterna är numera en oumbärlig informationskälla för både atmosfärens och havsytans tillstånd. De observationer som finns – både konventionella och satellitdata – hänför sig dock framförallt till havsytan och de närmaste skikten däröver och under.

Huvuddelen av havens volym har däremot varit mycket sparsamt observerade, med undantag av specifika mätkampanjer.

1985 påbörjades ett stort internationellt samarbete med syfte att utveckla ett system av förtöjda bojar, den så kallade ”TAO array”. TAO står för ”Tropical Atmosphere Ocean”. Bojarna mäter temperatur, vind och fuktighet i luften närmast havsytan samt temperatur i havet från ytan ned till ungefär 500 meters djup på 10 olika djup inklusive havsytan (se figur 2). Systemet blev komplett år 1994 och har nu totalt 70 bojar jämnt fördelade över den tropiska delen av Stilla havet (se figur 3).

År 2000 byttes namnet till TAO/TRITON för att synliggöra att en betydande del av systemet hänför sig till det japanska TRITON-systemet. Data från bojarna skickas via satellit till en central som sammanställer och producerar dygnsmedelvärden som sedan görs tillgängliga i nära realtid.

Figur 2. Principskiss av hur TAO arrayens ATLAS bojar är designade.
Figur 2. Principskiss av hur TAO arrayens ATLAS bojar är designade. ATLAS = Autonomous Temperature Line Acquisition System.
Illustration TAO Project Office, Pacific Marine Environmental Laboratory, NOAA Förstora Bild
Figur 3. Geografisk fördelning av bojarna i TAO och TRITON arrayerna.
Figur 3. Geografisk fördelning av bojarna i TAO och TRITON arrayerna. Systemet som blev komplett år 1994 har ungefär 70 bojar jämnt fördelade över den tropiska delen av Stilla Havet.
Illustration JAMSTEC (Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology) Förstora Bild

Observationer med flytande, drivande mätenheter

Den dominerande observationskällan för att kartlägga havens tredimensionella tillstånd är i dagsläget observationssystemet ARGO. Det togs i drift i början av 2000-talet och är ett system som i realtid observerar temperatur, salthalt och strömmar.

ARGO består av ett stort antal, nästan 4000 stycken, flytande och drivande mätenheter som fungerar enligt skissen i figur 4.

Figur 4. Principskiss av hur ARGO fungerar.
Figur 4. Principskiss av hur ARGO fungerar. Mätenheten är mesta delen av tiden i sitt parkeringsläge på 1000 m djup. Var 10:e dag dyker den ner till 2000 m djup, varefter den börjar mäta temperatur och salthalt under sin uppstigning till havsytan. De erhållna data överförs sedan till satelliter.
Illustration Argo Project Office Förstora Bild

Mätenheten är normalt i sitt viloläge på ett så kallat parkeringsdjup på ungefär 1000 meters djup. Var tionde dag dyker den ner till ungefär 2000 meters djup varefter den stiger upp till havsytan och samtidigt utför sina mätningar. Data skickas sedan via satellit till en central som sedan gör dem allmänt tillgängliga, utan restriktioner, i nära realtid. Omkring 90% av alla profileringar är allmänt tillgängliga inom 24 timmar.

Figur 5. Geografisk fördelning av aktiva ARGO enheter i april 2015.
Figur 5. Geografisk fördelning av aktiva ARGO enheter i april 2015. Det totala antalet var då 3847 och på kartan är de färgkodade efter ägarland.
Illustration JCOMMOPS, WMO-IOC Förstora Bild

Fördelningen av de nästan 4000 stycken aktiva ARGO-enheter som fanns i april 2015 visas i Figur 5. Färgerna indikerar vilket land som äger dem. Medelavståndet mellan dem är alltså av storleksordningen 300 km, något mindre på norra halvklotet och något större på södra halvklotet, framförallt i de sydligaste delarna.

ARGO är ett samarbetsprojekt mellan mer än trettio länder från alla kontinenter med syfte att tillhandahålla allmänt tillgängliga data för utforskning av havet. Data från ARGO har snabbt blivit oumbärliga och används såväl för en rad olika operationella ändamål som inom oceanografisk och klimatologisk forskning. De spelade bland annat en mycket viktig roll i den senaste IPCC rapporten (2013) då man till exempel för första gången direkt kunde beräkna havens totala värmeinnehåll.