Våg av oceanografiska artiklar publicerade av SMHIs forskare
Artikelskrivarna. Övre raden från vänster: Itzel Ruvalcaba Baroni, Mehdi Pasha Karami, Per Pemberton, Bengt Karlson, Sam Fredriksson och Dorothée Vallot. Nedre raden från vänster: Magnus Hieronymus, Lars Arneborg, Ye Liu, Germo Väli, Anders Torstensson.
Under april månad och första veckan i maj fick SMHIs oceanografiska forskningsenhet inte mindre än sju vetenskapliga artiklar publicerade.
– Ibland kommer många goda nyheter samtidigt och april och början av maj var verkligen bra för oss, säger Sam Fredriksson, chef för SMHIs oceanografiska forskningsenhet.
– Det visar att vår forskning håller hög kvalitet och att den efterfrågas både nationellt och internationellt och att den bidrar till att lägga en vetenskaplig grund för SMHIs verksamhet, fortsätter Sam Fredriksson.
Studierna visar hur småskaliga havsprocesser, förändringar i atmosfärens storskaliga cirkulation, variationer i salthalt och nederbörd påverkar Östersjöns ekosystem, vattenutbyte och klimatkänslighet – kunskap som ger beslutsstöd i sig självt men också kan förbättra SMHIs och andras havs- och klimatmodeller. Studierna bidrar också bland annat till förståelsen av planktondynamik i haven runt Sverige och förbättrade modeller för Antarktis shelfisars avsmältning. Sammantaget ger studierna bättre underlag för att förstå och förutse effekter av klimatförändringar regionalt och globalt.
Kort om studierna och länkar till er som vill veta mer
Submesoscale dynamics in the Baltic Sea – a review
Urmas Lips, med flera. Medverkande från SMHI: Germo Väli, Lars Arneborg, Per Pemberton
”Denna artikel ger en översikt över det aktuella kunskapsläget om de så kallade submesoskaliga (SMS) processerna i Östersjön, det vill säga virvlar och cirkulationssystem med en horisontell storlek på mindre än 5–10 kilometer. Olika studier baserade på observationer, numeriska modeller och fjärranalys sammanfattas, och en överblick över nödvändig forskning ges. Det viktigaste budskapet är att submesoskaliga processer förekommer i olika delar av Östersjön, både nära ytan och på större djup, och att de bidrar väsentligt till energi- och ämnesutbytet. En bättre förståelse av dessa processer kan därför leda till förbättrade modellsimuleringar av Östersjön.”
Läs mer om "Submesoscale dynamics in the Baltic Sea – a review" Länk till annan webbplats.
Large-scale atmospheric circulation and its impact on the Baltic Sea region: controls, predictability and consequences
Florian Börgel med flera. Medverkande från SMHI: Itzel Ruvalcaba Baroni, Magnus Hieronymus, Mehdi Pasha Karami
Denna artikel redogör för hur naturliga klimatcykler och storskaliga atmosfäriska och oceaniska krafter påverkar Östersjöns temperatur, salthalt, surhetsgrad och förmåga att upprätthålla det marina livet. Genom att granska tidigare forskning och klimatmodeller undersöker vi hur stormiga vintrar eller torra somrar påverkar syrehalten, havsförsurningen och tillväxten av mikroskopiska alger som utgör grunden i näringskedjan. Även om vi har en god förståelse för hur vädret förändrar Östersjöns fysiska förhållanden, är den exakta händelsekedjan och tidsskalorna som leder till förändringar i vattenkemin fortfarande oklara. För att bättre kunna förutsäga framtida förändringar och skydda Östersjöns ekosystem identifierar vi de mest angelägna vetenskapliga studierna som behövs för att fylla dessa kunskapsluckor.
Baltic sea deep salinity: an initial and boundary value problem
Magnus Hieronymus
Salthalten i Östersjöns djupare delar är en följd av en balans mellan mycket oregelbundna tillflöden av saltvatten från Kattegatt och en långsam saltförlust till de övre skikten. Tillflödenas oregelbundna karaktär ger upphov till en betydande naturlig variation i salthalten. Denna artikel undersöker denna naturliga variation och presenterar nya resultat som kopplar samman förändringar i salthalten både med tillflödena och den ursprungliga salthalten (före tillflödet). Ett intressant resultat är att ett inflöde av en given storlek kan leda till mycket olika förändringar i salthalten beroende på den initiala salthalten i bassängen.
High throughput in situ imaging reveals widely occurring diel vertical migration among phytoplankton
Karin Garefelt med flera. Medverkande från SMHI: Bengt Karlson och Anders Torstensson
Vi har använt ett sorts automatisk undervattensmikroskop för att undersöka växtplanktons vertikala rörelser i Skagerrak och Östersjön. En Imaging FlowCytobot (IFCB) sattes in för att kontinuerligt kartlägga djuputbredning av plankton vid en musselodling i Skagerrak under cirka tio veckor. Resultaten visade på vertikal migration, till exempel bland ciliater, dinoflagellater och kiselalger, med en förskjutning av medeldjupet på 2–6 meter mellan natt och dag. En annan IFCB användes vid Finska Utö i norra Östersjön, där även cyanobakterier undersöktes. Migrerande plankton utgjorde 77 procent respektive 79 procent av den totala växtplanktonbiomassan i Skagerrak och Östersjön. Det gäller plankton i storleksintervallet 10–150 μm. De flesta populationer nådde sin topp nära ytan vid middagstid. Denna studie visar på betydelsen av vertikal migration hos växtplankton och kraften hos automatisk planktonanalys där hundratusentals bilder på plankton samlades in och analyserades med AI-stöd (supervised machine learning).
Effects of subgrid-scale ice topography on the ice shelf basal melting simulated in NEMO-4.2.0
Dorothée Vallot
Shelfisarna i Antarktis spelar en viktig roll i klimatsystemet genom att de stabiliserar den kontinentala isen och därmed begränsar havsnivåhöjningen, men också genom att de släpper ut sötvatten i Södra ishavet vid gränssnittet mellan is och hav, vilket kan förändra cirkulationsmönstren. Att förstå smältprocesserna och tillämpa en välfungerande parameterisering i havsmodeller är avgörande för att minska osäkerheterna i framtida prognoser av havsnivåer. Nya observationer visar att smältningen är lutningsberoende, något som vanligtvis inte beaktas i modeller där ytan under shelfisen ofta modelleras som plan och slät. I denna studie visar vi att tillämpningen av en variabel ytråhet vid beräkningen av friktionshastigheten kan minska beroendet av vertikal upplösning och ge bättre resultat i områden med sprickor. Eftersom shelfisarna förväntas drabbas av större skador (sprickbildning) i framtiden kan detta ge positiva återkopplingseffekter som riskerar att ignoreras om de inte beaktas.
Response of a semi-enclosed sea to perturbed freshwater and open ocean salinity forcing
Lars Arneborg, Magnus Hieronymus, Per Pemberton, Ye Liu, Sam T. Fredriksson
Östersjön är ett bräckt hav där de marina ekosystemen under tusentals år har anpassat sig till den rådande låga salthalten och därför kommer att påverkas kraftigt av förändringar i salthalten, till exempel till följd av klimatförändringarna. I denna studie visar vi att salthalten i Östersjön är mycket känslig för förändringar i nederbörden över havet och avrinningsområdet samt för förändringar i salthalten i Nordsjön. Studien ger också ny insikt om denna känslighet: I princip kommer ungefär hälften av det sötvatten som tillförs Östersjön genom ökad nederbörd att stanna kvar i systemet istället för att lämna området genom inloppet. Detta innebär att inflödet av saltvatten kommer att minska i motsvarande grad, eftersom vatteninflödet måste balansera utflödet över långa tidsskalor. Båda dessa processer leder till minskad salthalt i Östersjön, men detta förstärks ytterligare av minskad salthalt i inflödet, eftersom inflödesvattnet är en blandning av två delar utströmmande Östersjövatten (med minskad salthalt) och en del Nordsjövatten.
Revisiting the parameterization of dense water plume dynamics in geopotential coordinates in NEMO v4.2.2
Robinson Hordoir med flera. Medverkande från SMHI: Magnus Hieronymus, Per Pemberton
Bottenströmmar, som består av tungt vatten som strömmar längs sluttande havsbottnar, är viktiga beståndsdelar i omvändningscirkulationen i många havsområden. Sådana strömmar förekommer till exempel i många fjordar, i Östersjön och i Nordatlanten, som en del av AMOC-strömsystemet. Många havsmodeller har svårt att återge dessa strömmar på grund av en mängd olika faktorer. I denna artikel presenteras en enkel metod som kan förbättra migrationen av dessa strömmar i en viss typ av modeller.
