Hopp til innhold
Is og snø mot mørkt hav — albedoen som styrer massebalansen i år

Geofag 2 · Kryosfæren

Kryosfæren

Is og snø er ikke bare istid. Kryosfæren er breer, permafrost, havis og snødekke — nå. Hvordan vi leser de lange syklusene, ligger i paleoklima. Hvorfor istidene kommer, ligger i istider. Denne siden er isen som jobber i år.

Hva kryosfæren er

Kryosfæren er alt frosset vann på jordoverflaten: innlandsis, dalbreer, havis, snødekke, permafrost og sesongfrost. Den er den mest reflekterende av sfærene. Et hvitt lokk kaster sol tilbake. Åpent hav og bar jord tar den opp.

Det er derfor areal slår tykkelse når du skal forklare stråling. En tynn havishinne over millioner av kvadratkilometer betyr mer for jordas energibudsjett enn noen ekstra meter is på en dalbre. Tykkelsen styrer hvor fort isen kan smelte vekk. Arealet styrer hvor mye sol som kommer inn.

Istidene — hvorfor de kommer, og hvilke spor de la i Norge — eier paleoklima og istider. Her holder vi oss til isen som måles i år, ikke i årtusener.

Massebalanse og likevektslinjen

Inn: snø som overlever sommeren (akkumulasjon). Ut: smelting, sublimasjon og kalving (ablasjon). Differansen over et hydrologisk år er massebalansen. Likevektslinjen, ELA, er høyden der inn og ut går i null. Flytter ELA oppover, krymper akkumulasjonsområdet. Da går fortegnet mot minus (NVE, u.å.-a).

NVE følger referansebreer i Norge. Etter 2000 har de fleste måleårene vært negative. Det betyr ikke at «alle breer dør i år». Det betyr at likevektslinjen har ligget for høyt, for ofte. En kald, snørik vinter kan gi pluss ett år. Trenden sitter i rekken av år, ikke i ett år.

Massebalanse på en isbre

Massebalanse på en bre: akkumulasjonsområde, likevektslinje (ELA) og ablasjonsområdeAkkumulasjonsområdeVintersnø overlever sommeren (Netto overskudd: b > 0)Likevektslinje (ELA)Akkumulasjon = AblasjonÅrlig netto massebalanse = 0AblasjonsområdeSmelting og kalving > vintersnø (Netto tap: b < 0)Breelv / smeltevannPlastisk isbevegelse under tyngdekraftMassebalanselikningen:b = c - ab: netto balanse · c: akkumulasjon (tilvekst) · a: ablasjon (tap). Hvis b < 0 over tid, trekker breen seg tilbake.
Massebalanse er netto tilvekst eller tap av is over et hydrologisk år: akkumulasjon (snøfall) minus ablasjon (smelting og kalving). Likevektslinjen (ELA) skiller områder med netto overskudd fra områder med netto underskudd.

Permafrost og det aktive laget

Permafrost er grunn som holder under 0 °C i minst to år på rad. Det er definisjonen, ikke «det er is i bakken». Over permafrosten ligger det aktive laget: det tiner om sommeren og fryser om vinteren. Det er her røtter, rør, vei og fundament jobber.

På fastlandet i Norge sitter permafrosten i høyfjellet. På Svalbard er den utbredt i lavlandet også. Når det aktive laget blir dypere, mister bakken bæreevne. Hus, flyplass og rørledninger som var dimensjonert for frossen grunn, møter teleskader og setning. I bratt terreng kan tiningen også løsne løsmasse — en kryosfære-fare som ligner G1-skred, men driveren er temperatur i bakken, ikke bare vanninnhold (Store norske leksikon, u.å.).

Permafrost og aktivt lag

Permafrostprofil: aktivt lag, permafrostbord, permafrost og talik under innsjøAktivt lag (tiner om sommeren, 0,5 – 2 m)Sesongtining, mettet av smeltevann, utsatt for solifluksjon (jordsig)Arktisk innsjø (>2 m dyp)Permafrostbordet (0 °C isoterm)Permafrost (T < 0 °C i > 2 år)Fastfrosset porevann danner iskiler og sementerer løsmassene.Tykkelse i Norge: opptil 500 m på Svalbard, flekkvis i høyfjellet (Jotunheimen, Dovre).TalikUfrosset soneInnsjøen bunnfryser ikkeJordas indre varme (geotermisk gradient) tiner permafrosten nedenfra.
Permafrost er definert som grunn som holder under 0 °C i minst to sammenhengende år. Det øverste laget tiner om sommeren og kalles det aktive laget. Dype innsjøer kan ha en ufrosset sone under seg, kalt talik.

Havis: speil, ikke vekt

Havis dekker store flater med høy albedo. Åpent polarhav er mørkt og tar opp sol. Mindre sommeris gir mer absorbert energi, varmere overflate og enda mindre is neste september — en positiv tilbakekobling (NSIDC, u.å.; IPCC, 2021).

Tykkelsen betyr noe for hvor sårbar isen er, og for skip. Strålingsargumentet er likevel arealet. «Havisen veier mer enn Grønland» er derfor et dårlig svar. Grønlandsisen er kilometer-tykk innlandsis på land. Havisen er et tynt lokk på havet. De gjør ulike jobber i klimasystemet.

Havis og den positive albedo-tilbakekoblingen

Havis og albedo-tilbakekobling: 80 % refleksjon fra is vs 90 % absorpsjon i åpent havHvit havis og snødekkeHøy albedo: α ≈ 0,60 – 0,85Kompakt havis / snøKaldt havvann isolert under isenSolinnstråling~80 % reflekteresLite varme tas opp i systemetMørkt åpent polhavLav albedo: α ≈ 0,06 – 0,10Mørkt havvann absorberer solvarmeSamme solinnstråling~10 % reflekteres~90 % absorberesSelvforsterkende (positiv) tilbakekoblingsmekanismeGlobal oppvarmingHøyere luft- og havtempHavis smelterMindre hvit isflateAlbedo synkerMer mørkt hav eksponeresMer varme tas oppForsterker oppvarmingen
Når kloden varmes opp, smelter havisen. Den hvite, reflekterende overflaten (høy albedo) erstattes av mørkt, åpent hav (lav albedo) som absorberer langt mer solvarme. Dette fører til ytterligere oppvarming og mer smelting.

Snøskred: flak, svakt lag, Varsom

Steinskred, fjellskred og kvikkleire eier Geofag 1. Snøskred hører her. De fleste alvorlige ulykkene i norsk fjell er flakskred: et sammenhengende flak glir på et svakt lag. Utløseren kan være nysnø, sol, føn — eller en skiløper.

Varsom graderer faren fra 1 til 5. Grad 5 er sjelden og holder folk unna. Grad 3 tar flest liv fordi fjellet fortsatt brukes: hytta er åpen, løypen er fristende, og skredene er store nok (NVE, u.å.-b). Risiko er fare ganger eksponering, ikke bare «hvor høyt varslet står».

Flakskred: anatomi og utløsningsmekanisme

Flakskred anatomi: flak over svakt lag i helling over 30 grader med bruddkant og utløserGammelt, hardt snødekke / skareSvakt lag (begerkrystaller / rim)Kollapser under skjærspenningSammenhengende snøflakVindpakket snø med strekkfasthetToppbrudd (krone)Ekstern utløserMenneskelig vekt gir initiell kollapsSkredbanen sklir utHelling: 35°Kritisk sone: 30° – 45°Varsom.no 4 vilkår:1. Terreng > 30° · 2. Bundet snøflak · 3. Svakt lag under · 4. Belastning / trigger.
Flakskred krever fire elementer: helning over 30°, et sammenhengende snøflak, et svakt lag under, og en utløser (skiløper, skuter eller nysnøvekt). Når det svake laget kollapser, forplanter bruddet seg lynhurtig.

Felt i snø er G2-felt, men bare der skolen har avtale og HMS. Faregrad 3 og opp er ikke skolefelt uten profesjonell skredkompetanse. Avlys er en del av kompetansen. Opplegget ligger i feltarbeid i hav, luft og is.

Vekselvirkning: is, hav og luft

Kryosfæren er ikke et rom ved siden av de andre sfærene. Smeltevann fra Grønland og mer ferskvann ut i de nordiske hav gjør overflaten lettere. Lettere vann synker dårligere. Det er én av mekanismene som kan svekke AMOC. Fysikken i synkingen eier havstrømmer. Her er poenget bare koblingen: isen endrer tettheten i havet, og havet endrer varmen som når kysten.

Den andre veien: et varmere Atlanterhav og mer fuktig luft gir mer vinternedbør i Norge — men også høyere ELA om somrene blir varme. Samme klimaendring kan altså gi mer snø i høyfjellet ett år og likevel minus på breen når året summeres.

Viktige begreper

Massebalanse
Akkumulasjon minus ablasjon. Fortegn over år avgjør breens helse.
ELA
Likevektslinjen. Høyden der vintersnøen akkurat overlever sommeren.
Permafrost
Grunn under 0 °C i minst to år. Det aktive laget tiner om sommeren.
Albedo-tilbakekobling
Mindre is → mørkere flate → mer absorbert sol → mer smelting.
Flakskred
Sammenhengende snøflak som glir på et svakt lag.
Faregrad
Varsom 1–5. Hvor lett og hvor stort. Risikoen er også hvem som er i fjellet.

Sjekk deg selv

Velg ett svar per spørsmål. Dette er VG3-nivå med et par steg mot universitet.

  1. 1. Likevektslinjen på en bre flytter seg oppover tre år på rad. Hva betyr det?

  2. 2. Hvorfor er havis viktigere for strålingsbalansen enn tykkelsen alene skulle tilsi?

  3. 3. Hvorfor tas flest skredoffer ved faregrad 3, ikke 5?

  4. 4. Hva er det aktive laget?

Læringsfigurer

Felt reservert til figur. Les bildeteksten — den er pensum selv før bildet er fylt.

Massebalanse på en bre

Figur · Gemini Flash

Tverrsnitt av en norsk dalbre i mørk geofag-stil. Øvre del akkumulasjon. Nedre del ablasjon. Stiplet ELA/likevektslinje. Liggende format.

Akkumulasjon øverst, ablasjon nederst. Likevektslinjen (ELA) er skillet.

Flakskred: flak, svakt lag, utløsning

Figur · Gemini Flash

Snøskred-tverrsnitt i mørk geofag-stil. Helning, lagdelt snø, tydelig svakt lag, flak som begynner å gli, liten utløser oppe. Norsk fjell. Liggende format.

Et sammenhengende flak glir på et svakt lag. Utløser: nysnø, sol, føn eller en skiløper.

Kildeliste

APA 7th. Henvisningen i teksten bruker første ledd i kilden. Lange etatsnavn forkortes som i klammen: (NOAA, u.å.), (NASA, u.å.), (IPCC, 2021), (NVE, u.å.). Flere kilder fra samme forfatter og år skilles med a, b, c. Lenken skal åpne en side der du finner tilsvarende fagstoff. Offentlige etater og fagfellevurderte artikler er brukt foran populariserte sammendrag.

  1. Intergovernmental Panel on Climate Change [IPCC]. (2021). Climate change 2021: The physical science basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report. https://www.ipcc.ch/report/ar6/wg1/
  2. National Snow and Ice Data Center [NSIDC]. (u.å.). All about sea ice. https://nsidc.org/learn/parts-cryosphere/sea-ice
  3. Norges vassdrags- og energidirektorat [NVE]. (u.å.-a). Bre. https://www.nve.no/vann-og-vassdrag/vannets-kretsloep/bre/
  4. Norges vassdrags- og energidirektorat [NVE]. (u.å.-b). Snøskredvarsling. https://www.varsom.no/snoskred
  5. Store norske leksikon. (u.å.). Permafrost. https://snl.no/permafrost