Ökande havstemperatur är ett resultat av havets dämpande effekt på klimatförändringen, men den orsakar samtidigt en rad återkopplingseffekter i atmosfären:
– Mer än 90 procent av värmen som har tillförts jorden som en effekt av klimatförändringen finns i havet. Atmosfären hade varit mycket varmare nu om så inte hade varit fallet, säger Lars Arneborg.
Havet är klimatsystemets stora ackumulatortank. Det värmer på vintern och kyler på sommaren, men också på mycket längre tidsskalor. Den energimängd som krävs för att värma hela jordens atmosfär med en grad, räcker bara till att värma de översta metrarna av havet med en grad. Värmekapaciteten i havet är alltså mycket större än i atmosfären.
Havstemperaturen påverkar cirkulationen i atmosfären. Cyklonerna som årligen drabbar USA:s östkust, och andra platser, får en stor del av sin energi från värmen i havet. En ökad havstemperatur minskar även havets förmåga att ta upp och lagra koldioxid, vilket i sin tur ökar uppvärmningen av atmosfären.
Havsnivå, havets ekosystem och syreförhållanden
Tre andra effekter av temperaturökningen av havet handlar om havsnivå, havets ekosystem och syreförhållanden:
En stor del av den havsnivåökning vi ser beror på att vattnet utvidgar sig när det blir varmare.
– Men det beror på vilken tidsperiod man tittar på. Under åren 1993–2016 var ungefär 38 procent av förändringen av medelvattenståndet beroende av den effekten. Det finns också en dynamisk effekt. När den storskaliga cirkulationen förändras, förändras också havsytans medelläge, vilket ger lokala havsnivåförändringar, säger Magnus Hieronymus, forskare inom oceanografi vid SMHI.
Arter försvinner när de inte kan förflytta sig
Havets ekosystem har anpassat sig till de lokala havstemperaturerna. När temperaturen ökar blir det en generell förflyttning mot polerna. De som inte kan flytta på sig dör ut.
Per Pemberton, även han forskare inom oceanografi vid SMHI, förklarar:
– Arktis är ett exempel. Det är ett unikt ekosystem idag, men här pratar man om en kommande ”atlantifiering” av Arktis i och med uppvärmningen. Det arktiska havets egenskaper, som salthalt och temperatur, blir då mer likt Nordatlantens egenskaper. Det kommer missgynna vissa arter som inte kan anpassa sig, och som förmodligen reduceras kraftigt eller dör ut eftersom de inte kan flytta längre norrut, säger Per Pemberton. Konkurrensen kan även bli större från inflyttade arter från sydligare breddgrader.
Blekning av koraller är ett annat exempel på arter som missgynnas av ökande temperaturer. Hos oss i Sverige kan vi förvänta oss att arter som har funnits längre söderut flyttar hit. Några av dessa kan vara invasiva och slå ut existerande ekosystem. Generellt leder dessa förändringar till en minskning i biologiska mångfalden i havet.
Lägre syrehalt i varmt vatten
Även syreförhållanden i vattnet påverkas av den globala uppvärmningen. Detta eftersom varmt vatten tar upp mindre syre än kallt. Det blir därför generellt sett mindre syre i vattnet och problem med syrefria bottnar kommer att öka. När havet värms från ytan blir det också mer skiktat, vilket minskar nedblandningen av syrerikt ytvatten. Slutligen; organiskt material bryts ned snabbare när temperaturen ökar, vilket gör att syret förbrukas snabbare.
Isutbredningen i Arktis och Antarktis
I nyhetsflödet nämns ofta att isarna både i Arktis och Antarktis smälter, men hur skiljer sig havsisarnas, det vill säga det frusna havsvattnets, utbredning åt mellan de två polerna?
– Tittar man på de två områdena så påverkar framför allt geografin ganska mycket vad gäller hur havsisen ser ut och har sett ut. Arktiska oceanen är det minsta av världshaven centrerat över Nordpolen och är instängt av stora landområden. En stor del av isen som bildats här har hållits kvar i området vilket gjort att man fått väldigt tjock havsis, så kallad flerårsis. En stor del av den typen av is minskar nu kraftigt, säger Per Pemberton.
– I Antarktis har man istället en landmassa, med landis på, centralt över Sydpolen och öppet hav runtom mot alla oceaner. Här smälter det mesta bort under sommaren eftersom isen kan röra sig mer fritt norrut och variationen mellan sommar och vinter är större än i Arktis, säger Per Pemberton.
Is reflekterar mer solstrålning än havsytan
Is har ett högt albedo, vilket betyder att en stor del av solinstrålningen reflekteras tillbaka ut i rymden. När isen smälter och det blir öppet vatten minskar albedot och en stor del av värmen stannar kvar i havet, vilket leder till ytterligare isavsmältning och även varmare atmosfär. Förändrat istäcke kan även påverka utbytet av gaser mellan atmosfären och havet.
Isen påverkar även cirkulationen i havet under isen eftersom vinden verkar på isen istället för direkt på havsytan.
Utöver albedoåterkopplingen finns flera olika så kallade återkopplingseffekter i de polära områdena som kan samverka och ge en kraftigare signal av den globala klimatförändringen där än på jorden i genomsnitt, så kallad polförstärkning.
Salt frigörs när havsis bildas av havsvatten
I Antarktis bildas en stor del av det kalla, salta djupvattnet som fyller upp våra djuphav. När havsis bildas av havsvatten frigörs salt som ökar vattnets salthalt och densitet. Detta så kallade Antarktiska bottenvatten strömmar sedan norrut och fyller upp Atlanten, Stilla havet och Indiska oceanen underifrån. Djupvattensbildningen är även viktig för att lagra in koldioxid under lång tid. Till viss del sker även liknande inlagring i Arktis.
Förändringen av istäcket påverkar mycket – även i Östersjön
Havsisen runt Antarktis bidrar även till att isolera de flytande shelfisarna (flytande glaciärer) från den relativt varma Antarktiska cirkumpolärströmmen som smälter glaciärerna underifrån, vilket i sin tur leder till ökad avsmältning av Antarktis inlandsis och havsnivåhöjning. Havsisen stabiliserar även dessa flytande glaciärer så de inte bryts upp genom kalvning av isberg.
Havsisarna är även viktiga för isbjörnarna i norr och pingvinerna i söder – samt för sälarna, som finns på båda ställena. En stor del av produktionen av organiskt material genom fotosyntes, som sedan ger mat till fiskar, valar, isbjörnar och sälar sker dessutom i isen samt i de öppningar i havsisen där ny is bildas.
– Globalt pågår det en utökning av marina skyddsområden, så även i Arktis. Förändringen i istäcket utgör en grundläggande förändring i biologiska förutsättningar och måste tas med när man beslutar var det bör finnas lämpliga skyddsområden, säger Lars Arneborg som fortsätter:
– Isminskningen i Arktis är ett av de kraftigaste tecknen på klimatförändringen. Förutom att det har effekter på vårt klimat så öppnar det upp för nya farleder, nya oljeborrningar, nya fiskevatten och så vidare.
Havsisen och temperaturen förändras även i Östersjön. Sedan 1990-talet har vi sett en förskjutning mot fler milda och färre svåra isvintrar i Östersjön. Detta påverkar till exempel sjöfarten. Att isen minskar är inte bara positivt för sjöfarten eftersom isen även blir mer mobil och kan driva runt och ställa till problem. Minskat istäcke, tunnare is och kortare issäsong påverkar även till exempel upprätthållandet av isvägar i Bottenviken och rekreation vintertid. Även djurlivet ovan och under havsytan påverkas av ett förändrat istäcke.
Förändringarna i Antarktis gäckar forskarna
I Antarktis har man mest varit inne på minskningen av inlandsisen och smältningen av flytande glaciärer på Västantarktis, medan havsisen har varit stabil. Men i år har man sett en reell minskning jämfört med tidigare år.
– Är detta en effekt av det extremt varma vattnet som delvist är en effekt av El-Nino, eller är det en ny trend? Att Antarktis inte visat samma tydliga trend som Arktis har gäckat forskare det senaste årtiondet. Det finns några olika förklaringsmodeller som pekar på att till exempel avsmältning från shelfisarna kan ha inverkan, eller att vindarna runt Antarktis har förändrats, säger Per Pemberton.
Forskning för ett hållbart hav
Forskare runt om i världen arbetar ständigt med att få fram ny kunskap om havet och havsisarna. På SMHIs oceanografiska forskningsenhet finns expertkunskap inom en rad områden såsom marinbiologi, marina observationer, numerisk modellering och fjärranalys. Forskningen omfattar alltifrån kortsiktiga prognoser av till exempel strömmar, havsnivå och istäcke, till klimatförändringarnas effekter på havet och det marina ekosystemet. Enheten tar fram toppmoderna operationella havs- och klimatmodeller och tillhandahåller klimattjänster samt stöd för havsförvaltning och havsskydd. SMHIs senaste forskningsresultat publiceras här på smhi.se där mycket fakta även finns samlat i Kunskapsbanken. Resultaten, datan och olika tjänster är öppna och tillgängliga för alla. Detta för att bidra till att samhället lättare ska kunna upprätthålla en hållbar förvaltning av våra hav.