Arktiska oceanen är ett nyckelområde för globala klimatförändringar och har genomgått drastiska förändringar under det senaste decenniet. Den arktiska havsisen spelar en viktig roll för samspelet mellan atmosfär och hav och är därför en betydelsefull del av det globala klimatsystemet. Havsistäcket minskar snabbt, men eftersom klimatsystemet är så komplext, kan vi inte enkelt räkna ut varför det händer och vad det betyder. Det är dessutom en stor utmaning att kunna göra observationer på plats i en så svåråtkomlig och extrem miljö som centrala Arktis. Utan omfattande åretruntmätningar, kommer klimatprocesserna som leder till de drastiska förändringarna att vara svåra att förstå.

Men tack vare de senaste årens tekniska utveckling, har situationen förändrats. Autonoma system och robotteknik kan till exempel användas för att fylla de här kunskapshålen.

Autonoma drivande observatorier utrustade med en bred uppsättning av sensorer har nu kapacitet att samla in data på havsbassängnivå och under hela vintern. När observatoriet installerats på ett isflak, är det självgående och skickar löpande data via satellit till en basstation på land.

För att kunna mäta olika relevanta parametrar i atmosfären, havsisen och havet i ”det nya Arktis”, placerade vi ut ett antal av dessa observatorier under expeditionen med Oden (och under ett antal andra expeditioner också). Deras data kommer att förlänga våra mätserier från expeditionen, så att de sträcker sig över hösten och vintern. Långt efter att fartyget har lämnat området.

Observatorierna är en del av ett nätverk som bildats av Multidisciplinary Ice-based Distributed Observatory (MIDO) och Frontiers in Arctic Marine Monitoring (FRAM), två program som samordnas av Alfred Wegener Institute (AWI) i Tyskland och franska Ice Atmosphere Arctic Ocean Observing System (IAOOS). Utplaceringen av mätutrustningen kompletterar andra internationella insatser i Arktis, till exempel International Arctic Buoy Programme (IABP) och Year of Polar Prediction (YOPP).

Undervattensrobottekniken har utvecklats mycket de senaste åren. Med hjälp av fjärrstyrda obemannade ubåtar (ROV) är det för första gången möjligt att göra omfattande studier av havsprocesser precis under istäcket. En ROV styrs via en flera hundra meter lång kabel och kan dyka under havsisen för att observera processer som är avgörande för flöden av energi, momentum och materia mellan atmosfär, is och hav. De kan till exempel användas för att studera överföringen av solenergi genom is- och snölager, vilket medför att den övre delen av havet värms upp och isen smälter. Ljus är också en viktig faktor för primärproduktionen i och under isen genom att förse näringskedjan vid istäcket med energi och styr också transporten av kol till djupare vattenskikt och havsbottnen.

Under expeditionen Arctic Ocean 2018 använde vi ett nytt ROV-system, det vill säga en fjärrstyrd undervattensfarkost, utrustad med olika sensorer för att registrera ett antal nyckelparametrar på gränsen mellan is och hav och följa utvecklingen under övergången från sommarens smältvattentäckta havsis till höstens snötäckta vita öken. Våra observationer visade att även om ljusintensiteten sjönk avsevärt när snötäcket på havsisen blev tjockare, så frodades isalgerna som sitter fast på isens undersida. En ganska oväntad och förbryllande upptäckt.

Observationerna från expeditionen är en viktig pusselbit för att kunna skapa en tydligare bild av förändringarna som sker i Arktis, vilket i slutändan kan öka vår förståelse av klimatförändringen.

Mario Hoppmann
Alfred-Wegener-Institut