Syntolkad version av filmen Smältande inlandsisar – så påverkas havsnivån.
Gigantiska ismassor
Glaciärer och inlandsisar bildas när mängden snö över lång tid är större än avsmältningen i kalla områden på jorden. Över tusentals år byggs ett snölager upp som pressas samman till ett permanent istäcke som kan bli flera tusen meter tjockt och breda ut sig flera hundra mil. Under historiska istider har det funnits fler stora istäckta områden, men idag finns två ismassor som är tillräckligt stora för att kallas inlandsisar, Grönland och Antarktis. Inlandsisen på Grönland täcker en yta som är mer än tre gånger så stor som Sverige. På Antarktis täcker isen en yta som är större än hela Europa.
Smältning av landbaserad is påverkar vattenståndet
Höjningen av det globala medelvattenståndet beror främst på två processer, ökningen av volymen havsvatten som sker när haven värms upp, vilket kallas termisk expansion, och tillskott av färskvatten från smältning av bergsglaciärer och inlandsisar.
Kring båda polerna finns även havsis, som är fruset havsvatten. När havsis smälter medför det ingen större påverkan på havsnivåerna eftersom inget nytt vatten tillförs till havet. En liten effekt på en handfull procent finns eftersom havsvattnet blir lite mindre salt. Men i Arktis bidrar den kraftigt minskande utbredningen av havsisen till snabbare global uppvärmning eftersom mer värme kan tas upp av haven.
Smältningen går snabbare nu
Under de senaste århundradena har observationer av vattenstånd utförts vid stationer längs kusten. Sedan den första altimetri-satelliten TOPEX/Poseidon sköts upp 1992 har satellitmätningar förbättrat vår kunskap om havsnivåer. Det har även medfört att förändring av inlandsisar och glaciärer kan övervakas regelbundet. Därför är det nu möjligt att fastställa hur mycket och hur snabbt havsnivån har stigit sedan början av 1900-talet, samt även att visa hur mycket de olika processerna har bidragit till denna förändring.
Takten på smältningen har ökat under de senaste årtiondena. Både på Grönland och Antarktis smälter isarna snabbare än vad forskarna tidigare räknat med, det rör sig om tusentals miljarder ton is. Isförlusten på Grönland har varit sex gånger så snabb de senaste tio åren jämför med på 90-talet, motsvarande siffra för Antarktis är tre gånger så snabbt1.
Regionala effekter av smältningen
När is smälter från inlandsisarna på Grönland och Antarktis minskar isarnas massa. Eftersom det är gigantiska massor medför detta en omfördelning av vatten på jordens yta, deformation av jordskorpan och förändringar av jordens rotation och gravitationsfält. Havsnivåförändringen som detta orsakar får tydliga regionala variationer.
För Sveriges del innebär det att smältning på Antarktis påverkar vårt vattenstånd mer än vad smältning på Grönland gör eftersom höjningen blir störst i områden långt bort från ett smältande istäcke. Detta bidrar till att havsnivån på olika platser i Sverige inte kommer att stiga i exakt samma takt eller precis lika mycket som det globala medelvärdet. Tillsammans med regionala variationer i närliggande hav innebär det totalt sett för Sveriges del att framtida höjning av medelvattenståndet troligen blir något lägre än det globala medlet2. Den lokala landhöjningen spelar mycket stor roll för nivån för varje enskild plats.
Smältningen beräknas öka
Den framtida ökningen av det globala medelvattenståndet är starkt beroende av i vilken utsträckning mänskligheten lyckas genomföra minskningar av växthusgaser. Takten på höjningen i slutet av seklet förväntas bli snabbare under alla utsläppsscenarier3, inklusive de som är i linje med att uppnå det långsiktiga temperaturmålet som anges i Parisavtalet, vilket säger att den globala temperaturökningen vid 2100 inte bör överstiga 2 grader.
Det antarktiska istäcket har potential att ge det största bidraget till havsnivåhöjning, men stor osäkerhet kvarstår kring dess framtida utveckling. Grönlandsisen har bidragit mer fram till nu, men har inte samma förutsättningar för mycket snabba förändringar som Antarktis.
Västantarktis är mest kritiskt
Stora delar av det västantarktiska istäcket mynnar ut i havet och bottnar under havsnivån. På grund av detta är isen mycket mer utsatt för smältning av förhållandevis varmt bottenvatten. För det grönländska istäcket är sådana områden begränsade, vilket minskar potentialen för en kraftigt accelererande avsmältning. Totalt sett finns färskvatten lagrat i form av is på land som skulle höja den globala havsnivån med ungefär 65 meter om all is smälte. Av dessa finns cirka 0,3 meter i bergsglaciärer, 7 m på Grönland och 58 m på Antarktis4.
Det antarktiska istäcket är uppdelat i en östlig och en västlig del. Den västliga delen innehåller is motsvarande cirka 5 m havsnivåhöjning5 och det är främst här som snabb smältning nu observeras. Här bottnar isshelferna på berggrund som ligger långt under havsnivån. De två mest kritiska glaciärerna är i dagsläget Thwaites och Pine Island, som tillsammans innehåller is motsvarande 1 meters höjning av den globala havsnivån. Men en kollaps av dessa två glaciärer skulle även garantera ytterligare minst 2 meters höjning över flerhundraårig tidsskala eftersom de är kopplade till resten av isen på Västantarktis6.
Tecken på instabilitet
På Grönland är det främst en negativ massbalans, det vill säga att tillskottet av ny is är mindre än förlusten på grund av smältning, som kontrollerar massförlusten. Isförlusten på Västantarktis drivs i första hand av dynamiska processer som är förändringar av isens flödeshastighet ut mot havet. Dessa styrs bland annat av isens temperatur och hållfasthet samt friktionen mot berggrunden som minskar när mer smältvatten tränger ner genom isen. De flytande isshelferna fungerar som en buffert mot isen på land och när de försvagas ökar också tillförseln av is från inlandet.
När förutsättningarna är sådana som på flera håll på Västantarktis finns potential för en accelererande smältning, kallad ”marine ice shelf instability”, som är irreversibel över tidsskalor på hundra till tusen år7. Det finns tecken på att sådan instabilitet skulle kunna ha påbörjats redan nu för vissa glaciärer, men det går inte att säkert fastställa med dagens kunskap. Det råder brist på mätningar både från glaciärerna, oceanerna och atmosfären runt Antarktis, och det behövs bättre upplösning och representation av fysikaliska processer i modellerna.
Stor osäkerhet efter 2100
Utvecklingen för det Antarktiska istäcket efter slutet av 2000-talet kännetecknas av djup osäkerhet eftersom ismodellerna saknar tillräckligt bra förklaringar för de fysiska processerna. Speciellt för höga utsläppscenarier är det svårt att bedöma utvecklingen över längre tidskalor. Om ett lågt utsläppscenario följs, finns det möjligheter att avsmältningen från inlandsisarna slutar accelerera efter år 2100, medan de för ett högt utsläppscenario ökar snabbt.
De bedömningar som gjorts av tröskelvärden i temperatur för start av irreversibel kollaps är osäkra. Dock går tillbakagången för flera glaciärer på Västantarktis att förklara med teori för marine ice shelf instability. Det är troligt att denna utveckling kommer fortsätta och det finns även risk att den accelererar8.
Intecknad havsnivåhöjning
Havet kommer att fortsätta stiga i hundratals till tusentals år och därefter förbli högt i tusentals år på grund av att både termisk expansion och smältning av inlandsisar är långsamma processer. Det gör också att den uppvärmning som mänskligheten redan har orsakat kommer medföra en global havsnivåhöjning på cirka 1 meter fram till år 2300, oavsett vad som händer i framtiden.
Över en 2000-årig tidsskala skulle en uppvärmning på +2°C medföra en trolig höjning på 2-6 meter9. Men en sådan uppvärmning skulle få konsekvenser under ännu längre tid, över 10000 år skulle höjningen kunna bli 8-13 meter. Kraftigare uppvärmning skulle helt säkert ge ännu högre nivåer.
Betydligt mindre risk vid lägre temperaturökning
När en omfattande avsmältning av inlandsisarna väl har börjat är den sannolikt ostoppbar över tusenårig tidsskala. IPCC anger inte någon samlad bedömning av ett specifikt temperaturintervall för oåterkallelig kollaps av isarna på Antarktis och Grönland över längre tidsskalor eftersom osäkerheterna anses vara för stora, men riskerna ökar betydligt med högre uppvärmning10.
För temperaturökning mellan 1,5 och 2°C finns det medelhög konfidens11 för att inlandsisarna på Grönland och Västantarktis kommer att förloras nästan helt och oåterkalleligt under flera årtusenden12,13. Sannolikheten att isarna ska försvinna helt och hastigheten på isförlusten ökar vid högre grad av uppvärmning.
Forskning visar alltså att höga utsläppsscenarier skulle kunna leda till havsnivåhöjning på flera meter per sekel på lång sikt. Båda inlandsisarnas existens är starkt hotad om den globala temperaturen tillåts överskrida +2°C. Scenarier med låga utsläpp leder till begränsad havsnivåhöjning på flerhundraårig tidsskala. Havsnivåhöjningen över långa tidsskalor är starkt beroende av hur stora de framtida utsläppen kommer bli. Detta i kombination med bristen på förutsägbarhet för tröskelvärden för kollaps av istäckena understryker vikten av utsläppsminskningar för att minimera riskerna för lågt liggande kustlinjer och öar.