Läs mer |
|
I texten om isdynamik har vi lärt oss att glaciärer rör sig. Nu kommer vi att upptäcka att glaciärer är mycket livligare än vad man först kan tro. Klicka här om du först vill läsa om isdynamik! En glaciär rör sig olika fort under olika dagar, dessutom olika fort under olika tidpunkter på dagen, och långsammare på vintern än på sommaren. Glaciärer är mycket dynamiska.
Glaciärer består ju av fruset vatten, och vatten i flytande form har också stor betydelse för hur glaciärerna fungerar. Vatten kommer till glaciärytan på två sätt, dels genom att is och snö smälter, främst under sommaren när lufttemperaturen är hög, dels genom att regn faller på glaciären. Allt detta vatten måste finna sig vägar att rinna bort från glaciären. Vi ska se hur det går till. Det man först lägger märke till av det hydrologiska systemet, det vill säga det system som transporterar vatten på och genom glaciären, är små rännilar på glaciärens yta. Dessa små rännilar rinner samman och bildar gradvis större smältvattenbäckar. På stora glaciärer och speciellt på stora inlandsisar som Grönland kan dessa bäckar bli 5–10 meter breda. På svenska glaciärer är det vanligt med bäckar som är upp emot en halv till en meter breda.
Det man först lägger märke till av det hydrologiska systemet, det vill säga det system som transporterar vatten på och genom glaciären, är små rännilar på glaciärens yta. Dessa små rännilar rinner samman och bildar gradvis större smältvattenbäckar. På stora glaciärer och speciellt på stora inlandsisar som Grönland kan dessa bäckar bli 5–10 meter breda. På svenska glaciärer är det vanligt med bäckar som är upp emot en halv till en meter breda.
Fig.1
Bilden visar att vatten kan lagras på flera olika sätt i en glaciär. Supraglaciala kanaler är kanaler som leder vatten på glaciärens ovansida (supra- betyder ovanpå) och englaciala fickor är fickor inne i glaciären (en- betyder inuti). Subglaciala kaviteter är utrymmen under glaciären (sub- betyder under). Firn är grynig och kompakt snö som är övergångsformen mellan snö och glaciäris.
Med tiden smälter bäckarna sig ned i isen. Detta är möjligt eftersom vattnet som rinner skapar friktionsvärme. Det är egentligen väldigt lite värme, men värmen räcker till att smälta en del is. Det rinner mycket vatten genom bäckarna, och bäckarna är ibland ganska djupt nedskurna i glaciärytan och kan vara svåra att ta sig över. De utgör en fara då de är så hala att man inte utan speciella redskap (isyxa och stegjärn) kan ta sig upp ur dem om det vill sig illa.
Smältvattenbäckarna kan rinna långa sträckor över glaciärytan för att sedan rinna ut i någon bäck som finns utanför glaciären. Vatten som på så sätt transporteras över glaciärytan kallas ytvatten eller supraglacialt vatten (se ordförklaringar i bildtexten ovan). På många glaciärer rinner dock vattnet ned i hålrum på glaciärytan, s.k. glaciärbrunnar. Glaciärbrunnar är 30–40 m djupa vertikala schakt, alltså jämförbara med ett 15 våningars hus. Vattnet störtar ned i dessa och letar sig sedan vidare ned i glaciären i ett tunnelsystem. De englaciala tunnlar eller kanaler som finns i glaciären leder så småningom vattnet till glaciärens botten. Detta vatten rinner sedan fram i tunnlar och hålrum, så kallade kaviteter, under glaciären och dyker fram genom så kallade jökelportar, det vill säga tunnelöppningar i glaciärernas nedersta delar.
Hur bildas då glaciärbrunnar? Jo dessa vertikala hål bildas när en ytvattenbäck träffar på en öppen glaciärspricka. Vattnet faller då ned i sprickan och vidgar sprickan lokalt. Den friktionsvärme som bildas när vattnet faller gör att is smälter och sprickorna blir större. När sprickan så småningom sluts (på vintern) kommer endast det vertikala hålrummet att finnas kvar och en glaciärbrunn har bildats. Glaciärbrunnarna är ofta ihopkopplade på komplicerade sätt. Glaciärens dräneringssystem påminner därför om ett grottsystem. Genom att klättra ned i brunnar på vintern, när inget vatten rinner på glaciären, kan man studera det hydrologiska systemet ända ned till cirka 40 m djup. Därefter blir kanalerna för trånga för att man skall kunna ta sig fram och vi vet fortfarande inte mycket om hur det ser ut längre ned i en glaciär.
Â
Havet påverkar...
Is
Land
Luft
Havets påverkan på isen
För att is skall bildas måste vattnet först och främst kylas ner till fryspunkten. Till skillnad från sjöar är detta lite svårare att uppnå i havet eftersom havsvatten alltid får högre densitet när det avkyls. Avkylt ytvatten kommer därför att sjunka ner samtidigt som varmare vatten förs upp till ytan. Detta ger en omblandning av vattenmassan som man kallar för konvektion. För att ytvattnet ska frysa krävs en stabiliserande saltskiktning eller att hela vattenmassan ända ner till botten kyls ner till fryspunkten. En stabiliserande saltskiktning innebär att salthalten ökar med djupet. Ett bottenfrusen hav är svårt att uppnå i djupa områden. Om det däremot finns ett ytlager med låg salthalt som stabiliserar vattenmassan sker inte blandningen så djupt och det går lättare/snabbare att kyla av det övre skiktet till fryspunkten. Ett exempel på detta är fjordar med färskvattentillförsel från en flod där man kan få mycket snabb isbildning under hösten i det tunna sötvattenskikt som uppstår vid lugn väderlek.
På samma sätt är istäcket i Arktis beroende av att det finns ett skikt med låg salthalt i ytan. I vissa delar av Arktiska Oceanen är påverkan av flodvatten liten och ytskiktet är därmed saltare. Detta är fallet i området strax norr om Svalbard. Här kan man få mer än 100 meter välblandade skikt under isen som har kontakt med relativt varmt underliggande Atlantvatten. Is bildas därför inte lika lätt där. I detta speciella område smälter det förmodligen mer is än det bildas över året. Att det kan smälta mer än det fryser beror på att det driver in is från andra områden.
En annan viktig inverkan av havet på isen är att värme från djupare lager kan blandas upp mot ytan och minska istillväxten. I stora delar av Arktiska Oceanen under cirka 100 meters djup finns varmt Atlantvatten med temperatur över noll grader. Omblandning hindras effektivt och värmen från Atlantvattnet får svårt att nå isen, detta på grund av de låga salthalterna i ytan. Värmeflödet stoppas dock inte helt. En liten mängd värme når fortfarande isen och minskar istillväxten något. Om däremot salthalten i ytan skulle bli högre av någon anledning, eller temperaturen höjas väsentligt i Atlantvattnet kan man förvänta sig att istäcket blir tunnare.
Havets påverkan på land
Det Arktiska havet påverkar förhållandena på land via två vägar. Den direkta är att havsvågorna har stor betydelse för erosion av kustlinjen. Numera minskar mängden havsis och havsis som bildas på hösten når land allt senare på året. Detta har resulterat i att höststormarnas vågor som tidigare bröt mot havsisen nu bryter mot land, och därmed orsakas en mycket snabbare erosion än tidigare. Detta har blivit ett stort problem för många bosättningar längs Arktis kuster då en del byggnader kommit så nära kustlinjen att de till och med rasat ner i havet.
Den andra vägen för havets påverkan på land går via atmosfären. Här finns flera exempel som rör transport av gaser, vattenånga och energi. Energiöverföringen från havet varierar på grund av att havens reflektionsförmåga (albedo) ändras med hur mycket havsis respektive öppet vatten det finns. Detta påverkar värmeflödet till atmosfären som i sin tur påverkar värmeflödet till land. Denna påverkan sker även åt andra hållet då albedo på land påverkar värmeflödet till atmosfären som i sin tur påverkar värmeflödet från atmosfären till havet. Detta är ett typexempel på nära koppling i klimatsystemet, det vill säga exempel på att förhållanden i två olika medier starkt kan påverka varandra.
Vattenånga kan transporteras från havet till land eftersom havsvatten som avdunstar kan falla som nederbörd över land. Likadant är det med gaser. De som avges från havet till luften kan transporteras vidare in över land. De gaser som inte stannar kvar i luften kommer antagligen att åter tas upp av havet eller av land och då oftast av växtligheten.
Havets påverkan på atmosfären
Alla har kanske hört termerna havsklimat och inlandsklimat. Även här hemma skiljer sig klimatet vid kusten från det i inlandet. Just havsklimatet är en effekt av havets påverkan på luften. Luftmassor som kommer in från havet har ofta ungefär samma temperatur som havets ytvatten. Detta leder till att temperaturen vintertid blir högre vid kusten jämfört med inlandet. På sommaren blir det tvärtom svalare vid kusten. Havet är en mycket större värmereservoar än atmosfären. Värmen i en vattenkolumn som är 2.5 m hög motsvarar värmen i hela atmosfären, eller utryckt på ett annat sätt: om man sänker temperaturen med en grad i 2.5 meter vatten räcker motsvarande värme till att höja temperaturen i hela atmosfären med en grad. Det istäckta Arktis tenderar under vintern att få ett mellanting mellan inlands och kustklimat. Det blir sällan så extremt kallt över isen som på vissa platser i centrala Sibirien eller Alaska. Detta beror på att det läcker upp en del värme från havsvattnet genom isen och i sprickor mellan flaken. Man bör tänka på att havet är relativt varm i detta sammanhang även om temperaturen är vid fryspunkten ca -1.7 oC jämfört med luften som kan vara -30 oC. Nära kusterna på sommaren kan lufttemperaturen gå upp till flera plusgrader där havet är öppet och värms upp av solen.
Havet påverkar också molnbildning i atmosfären. Genom avdunstning tillförs vattenånga från havet till atmosfären vilket påverkar mängden vattenånga och hur mycket moln som kan bildas. En dramatisk påverkan av havet på atmosfären får man i Arktis när kalla luftmassor från kontinenterna eller den centrala istäckta bassängen strömmar ut över områden med öppet hav. När den kalla luften får kontakt med vattnet, som är mycket varmare än luften, kan man få stora värmeflöden på upp mot 1000 W/m2. Detta ger en snabb uppvärmning av luftmassan nära ytan som tenderar att bli instabil och blandas om uppåt samtidigt som det tillförs vattenånga och det blir kraftig molnbildning.