FARTØYETS OPPGAVER    Til startsiden Synop   Luftmålinger    De FireFluxer    Radiosonde   Geofysisk Inst./Havforskningen 

Mike`s plassering i GolfstrømmenMidt i lavtrykksrenna. Det merkes høst og vinter denne siden som omhandler værskipets faste oppgaver på stasjon "M", skal vi forsøke etter beste evne å gi en så lettfattelig forklaring av disse som mulig. Om det kan hjelpe, så er det mye vi som bemanner stasjonen og som innhenter data, ikke har forutsetning for å forklare på en vitenskapelig måte. Vil en fordype seg mer i innholdet av de forskjellige prøvene og målingene vi gjør, kan en følge linken til de relevante organisasjonene som bruker de innsamlede data i sin forskning.

Fartøyet ligger strategisk til midt i stormenes hovedfartsåre mot Skandinavia. Radiosonderingene fra stasjon "M" fanger fort opp de intense og hurtig utviklende lavtrykkene som danner seg i kaldluftstrømmen fra Grønlands-isen når den strømmer ut i  Norskehavet.

Å fange opp denne utviklingen tidlig er svært så viktig, da disse utvikler seg raskt mens de raser inn mot kysten. Noe som er meget avgjørende for klimatologer når det gjelder tolking av data er at dataseriene er homogene. Dvs. at observasjonene er tatt under samme forhold og samme type utstyr.


På Mike er det ingen trær, bebyggelse eller endret topografi som forstyrrer målingene, og disse kan derfor gi et uforstyrret signal om klima og klimaendringer. Alle registreringer fra stasjonen her ute er bearbeidet og trygt lagret i Meteorologisk Institutt`s klimadatabase. Et meget verdifullt materiale. Bak disse tallene skjuler det seg også en historie med mer eller mindre dramatiske værsituasjoner. Vi trekker fram noen få av dem her.

Det laveste luftrykket som er målt på stasjonen 937.1 hPa. Denne dagen, 15 februar 1989 gikk gikk viseren på registreringspapiret ut av skalaen slik at det ikke var i stand til å måle den laveste verdien. En antar at trykket kan ha vært så lavt som 935.5 hPa. Ingen andre steder i Meteorologiske Institutt`s stasjonsnett har det vært registret et lavere tykk. På landstasjonene er tilsvarende laveste trykk fra Bergen den 12 januar 1884. Da var trykket nede i 939.7 hPa. Det høyeste luftrykket som er målt ute på Mike er 1050.3 hPa fra 1962.
Den største vindhastigheten som er målt på stasjonen er fra kl. 1200 den 3 november 1959. Vindmåleren viste da 37 m/s.
      

I 1978 ble det installert bølgemåler om bord på "Polarfront", slik at bølgehøydene fra dette tidspunkt er målt instrumentelt i motsetning fra de visuelle målingene av bølgehøyden en gjorde tidligere. Fra måleserien som er foretatt etter 1978 av bølgehøyder, viser høyeste verdi for signifikant bølgehøyde 15 meter den 4 januar 1993 kl. 0600. Signifikant bølgehøyde er middelet av den høyeste tredjedelen av alle enkeltbølgene i en måleserie som har en varighet i underkant av 20 minutter.
En landkrabbe kan vanskelig forestille seg hvordan livet arter seg om bord
under slike forhold. En må spenne seg fast i køyen for å få hvile, og en har følelsen av å spasere mer på skottene enn på dørken. Høyeste registrert bølgehøyde inntraff natt til 11 november 2001. Monsteret ble målt til 27.2 meter.

 

Tegningen illustrerer størrelsen på bølgen som traff fartøyet natt til 11 november 2001.Trykket faller utenfor skalaen den 15 februar 1989.

Det lille bildet vi kan gi på denne siden må sees på som en generell oversikt, og ikke som noe dypdykk i stoffet. Vi håper at det likevel er nok til at en sitter igjen med noe bedre forståelse enn før en klikket seg inn på disse sidene, og at innholdet er presentert på en slik måte at det kan vekke den enkeltes videre interesse ved å besøke nettsiden til forskningsmiljøene de henviser til.  Det vi ligger ut er gjengitt med tillatelse fra kildeopphavet. Så bli med en tur opp på broen og så begynner vi derfra.

 

 

 

 

 

Met.no                                                               SYNOP (BAKKEOBSERVASJONER).

Kaptein Jarle Nerhus og Overstyrmann Bjarne Solberg skriver på synopen.Værvarsling bygger på meteorologiske observasjoner fra et globalt nett av stasjoner. Disse observasjonene blir tatt samtidig og etter felles regler, og utveksles i form av tallkoder som vi kaller obser eller metter. Disse kodene er fastlagt av den meteorologiske verdensorganisasjonen (WMO). Hensikten med kodingen er at de brukes av alle land uansett språk og dermed har man et klart globalt værbilde på et øyeblikk. Fra landstasjoner kalles koden for SYNOP og fra maritime stasjoner for SHIP. Om bord på "Polarfront"  kaller vi de visuelle observasjonene vi gjør konsekvent for Synop.
 

Her om bord er det navigatørenes ansvar å foreta og sende synoper. I vårt tilfelle blir dette kaptein og overstyrmann.
Siden tidenes morgen har mennesket foretatt synoper. Du gjør også det når du løfter blikket mot himmelen over deg og ser på skyer og kanskje spør deg selv hvor høyt oppe de er, eller du vurderer sikten og lurer på hvor langt du kan se. Når du på sjøen studerer bølgene og synes det er rart at du kan se rekker av bølger som kommer fra forskjellig kant enn den vinden kommer fra. Hjemme ser du på temperaturmåleren som henger utenfor vinduet og kaster gjerne et blikk på et barometer som henger et eller annet sted.
Vi gjør ikke noe annet ved visuelle observasjoner vi heller her ute. Forskjellen er at vi etter beste evne prøver å typebestemme de forskjellige skyene vi ser, hvilken høyde ligger laveste sky på og hvor mange lag med skyer finner vi. Om hele eller bare deler av himmelen er dekket av skyer.

Vi ser på bølgene på havet og vurderer hvilken retning de kommer fra og om de kommer fra flere retninger. Tidligere måtte en bestemme høyden på bølgene etter skjønn men i dag måles de automatisk med instrumenter plassert om bord. En viktig del er også å observere bølgens periode, dvs. hvor mange sekunder det er mellom to bølgetoppers passasje gjennom et gitt punkt.

 I en såkalt synop, er bl.a. måling av temperaturer en viktig detalj for de som skal gjøre bruk av opplysningene, nemlig meteorologene. Her ute måler vi luft, sjø, og duggpunktstemperaturen. Sistnevnte er et mål for luftas innhold av fuktighet. Til synopen hører også vindens retning og styrke med.
 Videre kommer lufttrykket og forandringen dette har i gitte tids- intervaller, og om det faller nedbør eller ikke og hvilken type nedbør det dreier seg om. Til sist må vi ikke glemme posisjonen som  disse målingene blir tatt i, for selv om vi har et fast posisjon å forholde oss til, så driver vi alltid noen mil bort fra denne posisjonen før avstanden har blitt så stor at det er på tide å gå mot stasjonen igjen. Eller vi kan være på vei mot land for avløsning eller andre oppdrag. Synopene skal tas og sendes hver eneste time på døgnet. Uansett vær og om det er stummende mørkt. Og slik blir det da også gjort. På en tur blir det sendt 636 synoper.

I mørke kan observasjoner av skyer være ganske problematiske, så det skjer nok at vi sender av gårde en skykode som vi føler ikke helt holder mål, men vi gjør vårt beste ut fra de forutsetninger vi har. Selv to meget erfarne observatører kan ha ulikoppfatning av det visuelle. De sier det - de profesjonelle meteorologer, at det tar 7 til 8 år for å bli en god observatør. Vi skriver gjerne under på det.

Da er det godt å kunne ty til håndbøker og andre hjelpemidler. Bildet under tv. viser et utdrag av en plansje vi bruker for å kunne bestemme kodetallet av en bestemt del i obsen. Bilde nr.2 videre til høyre viser eksempler på bilder vi bruker til å bestemme skytyper og til slutt utdrag av skjema som fylles ut hver time.

Dekadeplansje for kodetall i obsen   Plansje for hjelp til skytyper. Uten dem...vel...her det vi kaller for midlere 3. Skyer i det mellomliggende skiktet.   Skjema hvor observasjonene føre hver time...her kan vi se et lite utdrag.

Til Toppen   Til Startsiden

 

 

 

 

 

 

 

                                              LUFTMÅLINGER FOR NOAA.    (Av Overstyrmann Bjarne Solberg)

 

                                                                                                                                                                                                                                                                                                                    oppdrag fra U.S.Departement Of Commerce National Oceanic And Atmospheric Administration U.S.A. foretar  ”Polarfront” to luftmålinger pr. uke ved stasjon “Mike”. Hensikten med disse målingene er å få studert drivhusgassene. Målet er å bestemme konsentrasjonen av Karbondioksid(CO2), Metan(CH4),  Karbonmonoxside(CO), Hydrogen(H2), Nitrous oxide(N2O) og Sulfur hexafluoride(SF6).

Til dette formålet er vi utstyrt med en ”skreddersydd koffert” som inneholder kompressor og plass til to glassflasker hvor luften blir komprimert  til et trykk på 3 psi. Prosessen tar 8 minutter. I tillegg er kofferten utstyrt med en teleskopstang hvor det er festet en luftslange, denne blir strukket ut slik at luftinntaket kommer fem meter over dekket.

 For å unngå lokal forurensing som eksos etc. fra skipet er det meget viktig at prøven blir tatt på den siden av skipet vinden kommer inn på (lo side). Vindstyrken skal helst være over 2 m/s.
Til slutt blir et skjema utfylt med nøyaktig posisjon, vindstyrke, vindretning, klokkeslett og dato samt ID-nummer på hver av
prøveflaskene.

16 flasker blir fylt og forseglet hver tur, som ved ankomst Ålesund blir sendt til Statene. Agenten leverer samtidig nye tomme flasker om bord for neste tokt. Tilbakemeldinger fra USA viser at luftprøvene fra ”Mike” er av meget god kvalitet. Kurven nede tv. viser entydig stigningen av CO2 innholdet på stasjonen fra 1990 - 2006. Målingene foretas over hele kloden, figuren over th.

               

 

           Overstyrmann Bjarne Solberg tar luftprøver for NOAA.

Til Toppen   Til Startsiden

 

 

 

 

 

                                                   

 

                                            DE FIRE FLUKSER

Under verkstedsopphold i Måløy september 2006, kom en delegasjon engelskmenn fra National Ocenography Center i Southampton England. Med seg hadde de store mengder utstyr som skulle monteres om bord. De neste dagene så det ut som et salig rot ned i "metten" og i bestikket, gyro og generatorrommet på broen. De måtte holde tungen beint i munnen de som skulle ha kontroll over kabler, kontakter og all slags dubbeditter med tilhørende PC og radarutstyr,
sistnevnte en ny Wavex bølgemåleradar.

 Engelskmennene fòr høyt og lavt. Imponerende var det å se den eneste kvinnen blant dem, Dr. Margaret Yelland entre formasta som en fullbefaren matros.

I "metten" fant vi, om en så godt etter, Robin Pascal gjemt mellom tomme esker, laptopper og annet datautstyr. Tempoet var høyt, for på bare fire dager måtte de montere og sette opp instrumenter for måling av "De fire fluxer". Dette er kompliserte ting å komme inn på, men en skal likevel prøve seg på en forklaring forfattet av Margaret Yelland og Robin Pascal ved NOC. - Southampton. Oversettelsen fra engelsk til norsk er gjort av overstyrmann Øyvind Synnevåg.

Sitat:

Funksjonsbilde på bølgeradar

De aktuelle havstrømmene"Atmosfæren  og havet er meget nært knyttet til hverandre. Størstedelen av solenergien går rett gjennom atmosfæren og blir absorbert av havoverflaten som så blir varmere. I det åpne hav er overflatevannet normalt varmere en luftmassen over, dermed blir varme overført fra overflatevannet til atmosfæren på samme måte som en kokeplate varmer en panne nedenfra.

Et dramatisk eksempel på hvordan havet varmer opp atmosfæren er Golfstrømmen, den blir også kalt Nord-Atlanterhavs-driften. Dette er en enorm overflatestrøm av varmt vann som krysser Atlanteren mot øst fra Karibien til det nordlige Europa – den svære varmemengden som overføres fra havet til atmosfæren  gjør at klimaet i vest Europa er mye varmere enn det ville vært uten denne varme overføring (tenk på iskalde vintre i St.Petersburg – på samme breddegrad som London, hvor det bare er tåke  og fuktighet).  Varmen blir overført til luften direkte og ved fordamping av vann.  Den direkte varmeoverføring kalles ”følbare varme flux” og fordampnings overføringen kalles ”den latente varme flux.

Havstrømmene forandrer seg over flere tiår eller hundrevis av år,  så dersom vi vil forutsi verdens klimaendringer må vi først være i stand til å forutsi hva som vil skje med havstrømmene.  Vi må også forstå fysikken om havets og atmosfærens gjensidige påvirkning.  For eksempel – hvor hurtig er varmeutvekslingen mellom atmosfæren og havet? Er utvekslingen avhengig av vindstyrken? Eller av sjøgangen?

Foruten varmeutvekslingen, havet og atmosfæren påvirker hverandre på andre måter. Et selvfølgelig eksempel er når vinden blåser over sjøen skapes bølger og strømmer. d.e. vinden overfører kraft og kinetisk energi til vannet. Bølgene kan imidlertid også påvirke vinden. En perfekt slett overflate vil ha meget liten virkning på vinden og meget lite energi vil bli utvekslet mellom de to. Derimot vil en overflate med svære bølger minke vindhastigheten grunnet friksjon og ved bremse-effekt, og stor energi utveksling vil oppstå. Denne energi utveksling kalles ”energi flux”.

Klimaforandring er et varmt tema.  En årsak til klimaforandring er den økte mengde Karbondioksid som blir pumpet inn i atmosfæren, hovedsakelig ved forbrenning av fossil olje.  Vi vet ikke eksakt hva som skjer med denne karbondioksidgassen. Hvor mye CO2 bare bygger seg opp i atmosfæren? Hvor mye blir absorbert på land av vegetasjon veksten? Hvor mye blir absorbert av havene?  Et anslag er at omtrent halvparten av den tilførte CO2 blir absorbert av havet. Noe av dette vil bli lagret for godt (noen hundre år i det minste). For eksempel, noen typer plankton bruker oppløst CO2 til å skape sin kalsium karbonate kropp – når disse planktonene dør synker mange til bunnen av havet, hvor de, og karbonen de inneholder, vil forbli i det uendelige.

Når konsentrasjonen av CO2 er den samme i overflate- vannet og luften over, er de to  i balanse og der er ingen utveksling av CO2 fra den ene til den andre.  Imidlertid, når de ikke er i balanse vil de utveksle CO2 – dersom luften har den høyere konsentrasjonen av CO2 enn vannet, CO2 overføres fra atmosfæren til havet.  Når det gjelder de andre fluxene  vet vi ikke nøyaktig hva som påvirker utveksling av CO2.  For eksempel, vi vet at utveksling av CO2 er større ved sterke vinder enn ved lette vinder, men ikke hvor mye større."
Sitat slutt
. Vil du lese mer i dette dokumentet, finner du resten her.


Vi på broen har lite å gjøre med systemet som NOC la opp, bortsett fra å se til at radaren går, laste ned og lagre data på ekstern disk endt tur samt utbedre eventuelle små feil så godt vi er i stand til.

Forruten de tradisjonsbundne oppgavene vedrørende navigasjon, skipets sikkerhet og drift, er de ovennevnte oppgavene stort sett gjort for kaptein og styrmann dette døgnet.
For styrmannen er det enda en ting som ikke er nevnt enda, nemlig å holde skipet i rett posisjon og vinkel i forhold til wiren som brukes ved vannprøvetakingen som blir foretatt hver dag utenom helgedager. Denne operasjonen tar ca en time for de "små" stasjonene (ned til 1000 meter) og vel 2 timer for "storstasjonen" (ned til 2000 meter). Storstasjonen blir tatt 1 gang uken og krever noe bedre værforhold p.g.a. belastning på wire som en bruker til å feste vannhenterne på.

Vi kommer nærmere tilbake til hva vannprøvetakingen innebærer og hvilke data en kan lese av den, men først tar vi en tur ned i Radiosondeavdelingen (metten), og ser hva de guttene der driver tiden med.

Til Toppen   Til Startsiden

 

 

 

 

Met.no                                    RADIOSONDEAVDELINGEN               (Av Radiosondeoperatør Odd Mikkelsen)

 

Sondeoperatørene Odd Mikkelsen og Geir NaustdalSå er vi kommet til radiosonde-avdelingen Polarfront. Herfra sender vi de viktigste observasjonene fra værskipet,  nemlig radiosonderingene, som er vertikale målinger fra atmosfæren.

Hva gjør vi? Jo vi sender radiosonder som er festet til en ballong fylt med hydrogen gass opp i atmosfæren. Radiosonde er en liten sender som på sin reise gjennom de forskjellige luftlag måler vindretning, vindhastighet, temperatur, fuktighet og trykk samt hvor den befinner seg til enhver tid til den sprekker ved ca 30 000 meters høyde.
 
La oss ta det fra start: Døgnet er delt opp i fire vakter. 24-0600, 0600-1200, 1200-1800 og 1800 2400. I meteorologisk sammenheng er sonderingen 1200 og 2400 viktigst av den enkle grunn at da sender alle radiosondestasjoner over hele verden opp sondering. Kl 0600 og 1800 er ikke det tilfelle, dermed har de ikke den effekten til å beregne de riktige
dataene.

Når vi på stasjon MIKE sender opp sonde kl 1200, så gjør alle andre over hele verden det samtidig. Ikke bare det. Kl.1300 UTC skal alle sondene være på 100 hps. (mål for trykk) og ca 16 000 m. Dette for å få best mulig beregning av været over hele kloden som igjen har innvirkning på langtidsvarslene blant annet. Forberedningen til oppstigningen kl 1200 starter en time før. Da skal sonden kalibreres og datamaskinen samkjøres med sonden. Videre er det en del data som skal mates inn, så som hps (trykk) temperatur, (ute) fuktighet, vindretning, vindhastighet og skygruppe. Disse data hentes fra broen sin Synop. Når alt dette er på plass og blir godtatt av sondeprogrammet på datamaskinen, så er vi klar til å fylle ballongen med hydrogen (som er lettere en luft) og slippe sonden. Det blir gjort ca kl.1205. Den ideelle oppstigning hastigheten er 300 meter i minuttet.  Dette kan være en utfordring om vinteren når været er imot oss og det kan blåse opp i full storm og orkan. Det går som regel bra, vi har lært oss forskjellige knep som virker uten at jeg skal komme innpå det her.
 

3 slippstiler. Fra venstre Allan Nilsen, Sverre Strømmen og Leif RangøyNår vi har kommet inn igjen fra dekk og alt virker ok, så er det å følge parameterne som kommer på dataskjermen. Disse parametrene er som følger: Tid (hvor lenge den går) høyde, hps, temp, fuktighet, vindretning og m/s. I tillegg kan vi se på skjermen hvor mange km den er fra værskipet og vindretningen den har gått i. Det kan nemmelig være forskjellige vindretninger opp gjennom atmosfæren.

Når kl er 1315 har sonden passert 100 hps og datamaskinen er klar med de første dataene som går automatisk til DNMI i Oslo via satellitt. Sonden kan gå så langt opp som til 30 000 m og 10 hps. Der oppe er det kaldt, vi har målt opp til -80 grader og vindhastighet på 100 m/s er ikke unormalt i vinterhalvåret. Sonderingen kan gå i opp til 100 minutter før ballongen sprekker. Når vi slipper ballongen fra dekket på ”Polarfront” er den ca 1 m i diameter. Når maks høyde er nådd og hvor ballongen sprekker, kan diameteren være på 8-10 m Dette på grunn av trykket er mye mindre der oppe (10-20 hps).

Etter at ballongen er sprukket, begynner datamaskinen med beregning av alle data fra oppstigningen som så blir sendt via satellitt til DNMI, og vi har hatt   enda en vellykket oppstigning. Da står det bare igjen å føre alle data inn i dagboken på PCèn.

 

 


 

 

Det var større dimensjoner på sondene før i tiden. 2 mann måtte det til for slippetArne Nævdal med gammelt,- og Odd Mikkelsen med nytt utstyr.

De tre bildene over viser hvor stor forskjell det er i utstyret fra 70 - 80 tallet og  i dag. Til venstre ser vi at det skal 2 mann til for et ballongslipp. I midten ser vi de forskjellige instrumentene i sonderommet og størrelsen på dem, kontra bildet til høyre som viser en PC`skjerm og en liten hvit digicoraboks som gjør samme nytten.

En liten pust i bakken før vi begynner på forberedelsen av neste sondering - eller skal vi gå rett ut på dekk der det hentes vannprøver?

Til toppen   Til Startsiden

 

 

 

 

                                       

                                                        GEOFYSISK INSTITUTT OG HAVFORSKNINGEN

 

Kjell Skaret og Sverre Strømmen tar vannprøver.Ute på styrbord side og midtskips, finner vi kontrollen til trommelen wiren som vannhenterne festes til er spolet inn på. Det er maskinistene som foretar den praktiske gjennomføringen av prøvetakingen.

På broen bakker overstyrmannen fartøyet slik at akterskipet ligger opp mot vinden, og gjør sitt beste for å holde fartøyet i posisjon slik at wiren blir stående rett ned i havet i forhold til fartøyet. Vinkelen må søkes bli så liten som mulig. Det krever en god del oppmerksomhet fra mannen på broen om vinden blåser opp i stiv kuling. I sterk kuling eller storm, blir ikke prøvene tatt da drift og sjøgang røyner kraftig på wire og det er fare for brudd, noe som har skjedd et par ganger og det kostbare utstyret er borte.

Den første registreringsenheten som går i dypet er en sonde, her ute populært kalt for "Mikke", som er blitt forhåndsprogrammert ved tilkobling til en PC om bord. Så følger vannhenterne festet til wiren med jevne mellomrom. Når prøvedypet er nådd, venter en ca 15 minutter, før en slipper et blylodd ned langs wiren som når den treffer den øverste vannhenteren, åpner den og utløser et annet lodd som da farer langs wiren og åpner neste.

Samtidig som vannhenterne er på vei ned i dypet, blir en sikteprøve tatt for å finne ut sikten i det øvre vannlag, noe som viser stor variasjoner etter årstidene. Den visuelle sikten kan om vinteren, når det er lite plankton i sjøen være så mye som 35 - 40 meter, og når oppblomstringen av plankton om våren er på sitt høyes, være så lite som 5 meter. Ved hjelp av en hvitmalt plate som senkes ned i vannet, måler en hvor langt ned den går til den ikke sees mer.

Etter som de forskjellige vannhenterne kommer opp fra dypet, bæres de inn i laboratoriet og tappes for analyse fra 19 standard dyp mellom 0 og 2000 meter. Oksygeninnholdet regnes ut av mannskapet om bord, diverse andre prøver tilsettes kjemikalier og lagres på kjøl eller fryselager for videre bearbeiding og analyse ved de respektive forskningssentrene. Temperaturen fra de forskjellige dyp bokføres. Sonden som registrerer temperatur og saltinnhold startes/stoppes på PC. Arbeidet med en "Storstasjon" tar ca.3 timer. Arbeidet er rutine, men for å få et godt grunnarbeid må en være nøyaktig og ha et system i det. Etter endt tokt sendes de respektive prøvene til Universitetet i Bergen og til Havforskningsinstituttet.

 

Følgende tabell gir en oversikt over hvilke parameter som pr i dag måles i havet på værstasjon M, når målingene startet, hvorfor parametrene måles og hvem som gjør målingene. De forskjellige prøvene tas på standard dybder, fra 0 - 2100 meter d.v.s. ca. 50 meter over bunn. Utstyret vi bruker er Nansen vannhentere og en sonde som registrer temperatur og saltinnhold kontinuerlig på veien nedover i dypet og med stor nøyaktighet.

Oversikt

Prøvene skal analyseres av to "forskere". Øverst og nederst Sverre Strømmen

Hva måles Oppstart Hvorfor Frekvens Hvem
Temperatur (T)

1948

Overvåke, viktig for alle parametrene under 5 dg pr uke Mannskap/GFI
Salt (S)

1948

Overvåke, viktig for alle parametrene under 5 dg pr uke GFI
Oppløst oksygen (O2)

1953

Beregne biologisk produksjon, nedbrytning av organisk materiale, gassoverføring mellom luft og hav Ukentlig Mannskap/GFI
Næringssalter (nitrat, nitritt, fosfat, silikat)

1990

Estimere potensiell biologisk produksjon samt overvåke dypvannet Ukentlig HI
Klorofyll

1991

Estimere planteplanktonets biomasse Ukentlig HI
Siktedyp

1990

Beregne sjøvannets gjennomskinnelighet Daglig Mannskap/HI
Uorganisk karbon (DIC)

2001

Estimere mengde karbon i havet, biologisk produksjon, karbon tilført fra blandingsprosesser, forsuring av havet Månedlig BCCR/GFI
Alkalinitet

2001

Brukes i kombinasjon til beregninger av kabonparametre, forsuring av havet Månedlig BCCR/GFI
Karbondioksid-innhold (pCO2) i overflatevann

2005

Beregne mengde karbon som havet har tatt opp fra lufta, studere prosesser Hvert 5. minutt BCCR/GFI
Forhold mellom karbonisotopene 13C og 12C

2006

Beregne mengde karbon som inngår i biologisk produksjon, mengde karbon som kommer fra bruk av fossile brensler Månedlig BCCR/GFI
Direkte CO2-fluks

2006

Beregne med høy nøyaktighet hvor fort gass transporteres mellom luft og hav Hvert 5. minutt NOC/ BCCR/GFI

GFI = Geofysisk institutt, Universitetet i Bergen
HI = Havforskningsinstituttet, Bergen
BCCR = Bjerknessenteret, Universitetet i Bergen
NOC = National Oceanographic Centre, Southampton, UK

 

Målinger i havet

 

Havet kan beskrives v.h.a. ulike parametere, som salt, temperatur, strømforhold, innhold av karbon, oksygen, nitrat, fosfat, silikat, osv. I de øvre havlag vil disse parametrene endres naturlig fra årstid til årstid, mens dype havlag viser ingen slik sesongvariasjon.

Vannet i de øverste havlagene (grunnere enn 100 m) på stasjon M blir utsatt for sesongvariasjoner p.g.a. oppvarming, avkjøling, produksjon av planteplankton osv. Når våren avløser vinteren, de kraftigste lavtrykkene blir færre og dagene blir lengre varmes havvannet opp og havets overflatelag blir mer stabilt. Dette setter i gang veksten av planteplankton som igjen er mat for dyreplankton og fisk. Planteplankton vokser via fotosyntesen. I denne prosessen, med sollyset som energikilde, forbrukes uorganisk karbon og næringssalter (som nitrat, fosfat og silikat), og samtidig produseres oksygen. Når levende organismer i havet puster forbrukes oksygen, og karbondioksid slippes ut i havvannet.

På seinsommeren vil mengden plankton som dør og brytes ned være større enn tilveksten. Oksygen forbrukes i denne nedbrytningsprosessen, organisk materiale løses opp i sine enkelte bestanddeler og karbondioksid og næringssalter slippes tilbake til havet. På seinsommeren vil man også ofte oppleve at overflatevannet på stasjon M blir ferskere. Dette kommer av at vinder driver den ferske, nordgående kyststrømmen vestover og helt ut til værstasjonen. Høsten er tid for økende mengde ruskevær og overflatevannet blandes med underliggende vann. Dermed vil innholdet av karbon, oksygen og næringssalter i de ulike vannmassene blandes.
Figurene over vises hvordan temperatur, uorganisk karbon (DIC) og oksygen (O2) varierer i overflatevannet (på 10 m dyp) gjennom to av de seneste årene. Sesongsignalene som er vist i figurene blandes ikke så veldig dypt, og på 2000 m dyp er det ikke mulig å se sesongvariasjoner i det hele tatt. 
 

La oss se nærmere på perioden 1990-2005 hvor bl.a. næringsalter og klorofyll er målt. I figuren til høyre vises de ukentlige gjennomsnittverdier av nitrat for hele perioden for tre dybdelag hhv 0-20 meter (grøn), 200 meter (blå) og 2000 meter (rød). Som allerede beskrevet ovenfor er variasjonene ved 2000 meter ganske små og slik er det delvis også ved 200 meter. Men i dybdelaget 0-20 meter som representerer overflatelaget, er det store sesongvariasjoner som følge av biologisk aktivitet.

Denne sesongvariasjonen er også ganske tydelig i planteplanktonets biomasse (her uttrykt som konsentrasjonen av såkalt klorofyll a).

Figuren i midten over viser ukentlige gjennomsnittverdier av klorofyll a i perioden 1991-2005.  Flere faser i planteplanktonets utvikling gjennom året kan observeres. Den første, vinteren, varer fram til uke 8 og karakteriseres av veldig lave klorofyllverdier. Den andre, før-oppblomstringen, varer fra uke 8 til ca uke 16 og viser en stadig økning i klorofyllkonsentrasjoner men uten å oppnå store verdier.

 Den tredje og viktigste fasen starter omkring uke 16 og når sitt maksimum ca uke 20. Denne tredje fasen er vår-oppblomstringen, og den har stor betydning som næring for dyreplanktonet. Etter vår-oppblomstringen faller klorfyllkonsentrasjonene noe men holder seg over nivået før oppblomstringen. Dette er sommersesongen.

Ved ca. uke 34 begynner høstsesongen som er karakterisert ved en liten økning i planteplanktonets biomasse for deretter å falle nedover til vinterkonsentrasjoner igjen ved slutten av året.
 



 

    

En annen og kanskje raskere måte å følge den biologiske utvikling ved stasjon M er å se på siktedypet. Dette måles v.h.a. en Secchiskive som er en hvitmalt, rund skive 30 cm i diameter. Secchiskiven senkes ned i vannet til et dyp hvor den ikke ses igjen. Dette er siktedypet som gir en idé om sjøvannets gjennomskinnelighet. I åpne havvann, som ved stasjon M, er vannets gjennomskinnelighet hovedsakelig påvirket av mengden av planteplankton; liten mengde planteplankton gir stor gjennomskinnelighet og stor mengde planteplankton gir liten gjennomskinnelighet. På denne måten kan vi få et tidlig signal om planteplanktonets utvikling. Figuren ovenfor tv., viser de daglige gjennomsnittverdiene av siktedypet for perioden 1990-2005.

Over er beskrevet variasjoner som opptrer fra sesong til sesong gjennom et år. I tillegg til slike sesongvariasjoner vil der også være mellomårlige variasjoner, dvs. variasjoner fra ett år til neste. Ett år kan vinteren være særdeles kald mens neste er mindre kald, og slike variasjoner er naturlige. Ved å måle over mange år har vi mulighet til å finne ut om havvannet blir kaldere, varmere, tar opp mer og mer karbon, får en høyere biologisk produksjon, osv. Det store spørsmålet vi stiller oss er om trender vi ser over mange år er naturlige eller menneskeskapte, d.v.s. at de har sammenheng med de klimaendringene vi ser ellers på jordkloden (økning av karbondioksidkonsentrasjonen i atmosfæren, temperaturendringer, havnivåøkning, osv.)

.

Figuren til høyre viser hvordan temperatur og salt har variert på 50 m dyp fra 1948 og fram til i dag. Det er ikke lett å se noen systematiske endringer, men det virker som om vannet er blitt noe varmere og ferskere ettersom årene har gått. Dette har med det innstrømmende vannet å gjøre. Havstrømmen som går nordover vest for Norge er en forlengelse av Golfstrømmen, og vannet som passerer Stasjon M har blitt noe ferskere p.g.a. tilførsel av ferskvann fra smeltende isfjell. I framtida vil dette trolig endres ettersom det blir færre og færre isfjell.
Mens det kan være vanskelig å se trender i
overflatetemperaturen så har det uten tvil skjedd endringer dypere enn 1000 m. Figuren helt til høyre under viser hvordan temperaturen (årsmiddel basert på ukentlige målinger) på 2000 m dyp har variert i hele perioden værstasjon M har eksistert, og fra denne kurva leser vi at dypvannet er blitt dramatisk mye varmere de siste to tiårene.

Det samme kan man se i andre måleparametre som for eksempel næringssaltet silikat. Figuren nærmest til venstre (ikke fra "Mike") viser de årlige silikat- og temperaturverdiene (hhv blå og rød kurve) på 2000 m dyp de siste 17 år, og tiltross for en del variasjoner fra år til år viser begge parametre en økning over tid (årsmiddel er basert på uke- til månedsverdier).
Grunnen til oppvarminga av dypvannet er følgende:
I Grønlandshavet blir det produsert nytt bunnvann ved at overflatevann kjøles ned, blir tyngre og synker ned til store dyp. Vannet i de dype bassengene i området (Norskehavet, Grønlandshavet og Polhavet) sirkulerer og dypvannet fra Grønlandshavet har tradisjonelt representert det kaldeste vannet. De siste tiårene har ikke overflatevannet i Grønlandshavet blitt avkjølt nok og er dermed ikke tungt nok til å synke helt til bunns. Bunnvann fra de andre bassengene vil etter hvert dominere og siden dette er varmere vil vi måle en oppvarming i dypvannet i Norskehavet.  Det blir svært interessant å se hvordan temperaturen i dypet av Norskehavet utvikler seg i framtida.  

Et naturlig spørsmål er hvorfor vannet i Grønlandshavet ikke har blitt tungt nok til å synke helt til bunns. Dette har sammenheng med mildere vintre og en sterkere tilførsel av ferskvann fra den relative ferske Østgrønlandstrømmen.

Hva betyr en slik oppvarming av dypvannet? I utgangspunktet fryktet man at en oppvarming av dypvannet ville bremse den storstilte sirkulasjonen av varmt overflatevann nordover til våre breddegrader (Golfstrømmen) og kaldt dypvann sørover i Atlanteren, men til nå er det ikke påvist noen sammenheng mellom disse to effektene. Det gjenstår å se hva som skjer i framtida, men det er ingen tvil om at det er viktig å fortsette målingene på værstasjon M.

 

 Utdyping av enkelte parametrer

Uorganisk karbon: Innholdet av uorganisk karbon blir målt på ulike dyp i hele vannkolonna en gang i måneden. Vannprøver blir fylt på flasker av mannskapet og flaskene sendt til Bergen (Geofysisk institutt/Bjerknessenteret) for analyse. Denne måleserien er ikke særlig lang ennå, men slike prøver har mellom anna vist at innholdet av karbon i de øverste havlagene er økende. Dette er i kontrast til en hypotese vi hadde om at vi i våre nordliggende havområder ikke ville kunne se en slik karbonøkning i havet (selv om innholdet av karbondioksid i lufta øker) fordi overflatevannet blir godt blanda med dypereliggende vann.

 Alkalinitet: Alkalinitet blir også målt parallelt med uorganisk karbon, og disse to parametrene vil fortelle oss hvor surt havet er. Ved å fortsette disse målingene vil vi kunne følge nøye med på hvordan forsuringa av havet blir i framtida.

 Næringssalt: Vannprøver til næringssaltanalyser blir tatt på ulike dyp i hele vannkolonna en gang i uka og analysene foregår på Havforskningsinstituttet i Bergen. Den strategiske plasseringa av værstasjon M og den lange serien av salt, temperaturmålinger og meteorologiske målinger gir et solid grunnlag til å studere hvordan fysiske faktorer påvirker utviklinga av biologien i Norskehavet både på kort (ukevis) og lang (årevis) sikt. Dette er først og fremst viktig for å vurdere potensialet for fiskeressursene i området, men også viktig i klimasammenheng i forbindelse med å estimere hvor mye uorganisk karbon som blir tatt opp av planteplanktonet.

 Klorofyll: Vannprøver for klorofyllanalyser blir tatt ukentlig ned til 200 meters dyp og analyseres på Havforskningsinstituttet i Bergen. Disse målinger gir et klart bilde av utviklingen av biologien i Norskehavet og er av stor betydning for å vurdere potensialet av matgrunnlaget for dyreplankton i området.

 Oksygen: Oppløst oksygen blir målt på ulike dyp ned til bunnen en gang i uka og disse analysene blir gjort av mannskapet på Polarfront. Verdiene i det øverste laget er av betydning for å estimere planteplanktonproduksjon siden oksygen blir produsert i fotosynteseprosessen. I dypere vannlag brukes oksygenverdiene til å estimere størrelsen på nedbrytingsprosessene som gjør at organisk materiale blir brutt ned i sine enkelte bestanddeler (bl.a. næringssalter og uorganisk karbon).

 pCO2: Partialtrykket (deltrykket) av karbondioksid, pCO2, i overflatevann og atmosfære blir målt kontinuerlig v.h.a. et måleinstrument som er plassert om bord i båten. Dataene blir sent til Bjerknessenteret i Bergen en gang i døgnet og blir bl.a. brukt til å finne ut om havområdet er en kilde eller et sluk for karbondioksid; hvis pCO2–verdien i luft er høyere enn i vann vil CO2 transporteres fra luft til vann og vice versa. Dette kan videre brukes for å gi oss et bedre estimat for hvor mye CO2 havet tar opp av alt det som slippes ut fra bruk av fossile brensler etc.

 

Dette kapittelet har forhåpentligvis gitt et forståelig inntrykk av hvilke offisielle oppgaver vi utfører her ute. Forruten disse arbeidsoperasjonene, har livet om bord også en annen side for oss som bemanner fartøyet. Skuta skal vedlikeholdes og maskin og utstyr etterses. Øvelser av forskjellig slag skal holdes med jevne mellomrom, og ikke minst skal den fysiske og psykiske helsen vedlikeholdes. Vi kommer inn på disse tingene i neste hovedkapittel som omhandler "Mannskap".

Til toppen   Til Startsiden