Regn på snø gir matmangel på Svalbard
Arktis får mer regn om vinteren, og dermed mer regn som faller på snø. Resultatet kan bli isdannelse under snøen. Det vil påvirke arktiske økosystemer.
Arktis er et av de mest sårbare områdene for klimaendringer. Temperaturene stiger raskere der enn noe annet sted på planeten.
Høyere vintertemperaturer betyr mer regn i stedet for snø, og forskere jobber fortsatt med å forstå nøyaktig hva dette betyr for forholdene på tundraen.
Nå har et team av biologer, meteorologer og geofysikere gjennomgått flere år med data på snøforhold og vær fra to steder på Svalbard. De fant at mer vinterregn har gitt mer is på bakken. Funnene ble nylig publisert i Environmental Research Letters.
Forskere på Svalbard måler isen. Foto: Brage B. Hansen, NTNU Centre for Biodiversity Dynamics
Klimaendringene er så omfattende at bakken nesten ikke har vært isfri vinterstid siden begynnelsen av dette århundret.
Utfordrer økosystemet
På Svalbard gir vinterregn andre utfordringer enn lenger sør.
Ved 78 grader nord er det mørketid i mer enn tre måneder, og bakken har et lag av permafrost. Det betyr at når det regner på snøen, kan regnet fryse på bunnen av snølaget og skape et lag av is på bakken.
Noen ganger kan dette bakkeislaget være så tykt at det helt innkapsler vegetasjonen og til og med kan drepe planter. Det skaper problemer for sultne dyr som reinsdyr som normalt lever av moser, polarvier og andre kortvokste planter som de finner ved å skrape seg gjennom snøen.
- Les også: Januarregn på Svalbard skapte problemer
Ringvirkninger for dyrelivet
I 2013 beskrev NTNU-økolog Brage Bremset Hansen og kollegaene hans hvordan vintre med mye regn og is hindret markmus, ryper og rein i å finne mat. Det førte til samtidige bestandskrasj på tvers av artene. Hansen er seniorforfatter av den nye artikkelen.
Bakkeis kan også innkapsle vegetasjonen og til og med drepe den. Foto: Brage B. Hansen, NTNU Centre for Biodiversity Dynamics
Antallet fjellrev som livnærer seg av døde reinsdyr, skjøt i været etter slike bestandskrasj. Men året etter krasjet revebestanden på grunn av lav reinsdyrtetthet og nesten ingen kadaver.
Bakkeis kan også gi problemer for dem som driver med reindrift i nord. Regn på snø kan dessuten mette snødekket slik at skredfaren øker sterkt.
Hvor mye is avhenger av snødybde
Mengden snø som allerede ligger på bakken er en viktig faktor for hvor mye bakkeis som dannes, sier forskerne.
– Når, hvor og hvor mye is som dannes, er en komplisert prosess, sier Bart Peeters, hovedforfatter av artikkelen og doktorgradskandidat ved NTNU.
– Men hovedmønstrene er klare: Bakkeis dannes når regn og smeltet snø fryser på den frosne bakken. Dette avhenger av hvor dypt snølaget er, og når og hvor mye det regner.
Når det er mye snø på bakken og bare regner litt, kan regnet bli absorbert av snøen og fryse inn i snølaget isteden. Da dannes ingen bakkeis.
Når det er et tykt snølag og mye regn, kan mye vann fra smelting spre seg gjennom hele snølaget. Vannet fryser til når det når den frosne bakken under snølaget. Dette er betingelser som gir et tykt islag.
Mye vinterregn og isdannelse
Forskerne ønsket å finne ut hvor vanlig det er at bakkeis danner seg om vinteren.
Forskere måler snø og is om våren. Foto: Monica Sund
De brukte data fra 2539 målinger av snødekket over 16 år fra to steder på Spitsbergen. Det ene stedet ligger langs kysten ved Ny-Ålesund, det andre i Nordenskiöld Land midt på øya. Dette siste området ligger omtrent 20 kilometer sør for den meteorologiske stasjonen på flyplassen i Longyearbyen.
I tillegg til data fra de to meteorologiske stasjonene i Longyearbyen og Ny-Ålesund hadde forskerne tilgang til data på lufttemperatur og regnmålinger fra fem andre stasjoner spredt rundt på Svalbard. Dette ga dem mulighet for å se etter romlige mønstre i vinterregnet.
De fant at den gjennomsnittlige mengden vinterregn var mer enn dobbelt så høy langs kysten som midt på øya. Det førte også til tykkere bakkeis ved kysten.
Men de fant også at når det regnet kraftig om vinteren, regnet det ofte over områder på flere hundre kilometer. Ble det dannet bakkeis ved Ny-Ålesund, skjedde det samme i områdene ved Longyearbyen.
– Varmeepisoder og kraftig regn vinterstid på Svalbard har en tendens til å skje når regionen er påvirket av lavtrykkssystemer fra sørvest, sier Ketil Isaksen, seniorforsker ved Meteorologisk institutt og medforfatter av artikkelen.
– Disse værsystemene fører ofte til transport av mild og fuktig luft fra sørlige strøk i Atlanterhavet, og gir temperaturer over null grader og regn over hele øygruppen.
Saken fortsetter under bildet.
Bakkeis kan gjøre det vanskelig for dyra på Svalbard å finne mat. Foto: Brage B. Hansen, NTNU Centre for Biodiversity Dynamics
Forflytning ikke et alternativ
Konklusjonen er at nedisingen har en tendens til å forekomme over store områder, og ikke bare er en lokal hendelse. Dermed har dyr som overvintrer på Svalbard, som rein og rype, liten mulighet for å forflytte seg til et sted med mindre is.
Hansen sier den viktigste økologiske følgen av vinterregn og ising er at det påvirker alle de overvintrende artene samtidig.
Et reinsdyr som døde på grunn av den tøffe vinteren. Foto: Brage B. Hansen, NTNU Centre for Biodiversity Dynamics
– Dette kan bety at bestandssvingningene på tvers av arter skjer i takt over store områder, sier han. – I teorien vil slik synkronisering av bestandssvingningene over store avstander, forårsaket av årlig variasjon i været, øke risikoen for utryddelse på lang sikt.
Men han sier at det ikke er tegn på at de overvintrende artene på Svalbard i dag er i fare.
Hansen leder prosjektet INSYNC, finansiert av Norges forskningsråd, som ser på hvordan klimaendringene påvirker bestandsdynamikken til det arktiske plante- og dyrelivet.
- Les også: Studerer oljesøl i Arktis
Svalbard et forvarsel
Ekstreme værforhold som for eksempel kraftig vinterregn, blir stadig mer vanlig, sier forskerne. Nå forstår de bedre hvordan bakkeis dannes, og faktorene som påvirker tykkelsen og timingen.
Men etter hvert som Arktis blir stadig varmere, tyder de komplekse forholdene mellom mengden og timingen av regn, tykkelsen på snødekket og lufttemperaturen på at mønstrene kan endre seg.
– Vi vet med høy sikkerhet at globale temperaturer vil fortsette å stige i flere tiår. Etter hvert som vinteren blir varmere og våtere i Arktis, blir det interessant å observere mønstrene i dannelsen av bakkeis når snødekket smelter helt og det øverste jordlaget tiner, sier Peeters.
– Men fordi temperaturen i Arktis øker aller raskest på Svalbard, kan det vi observerer der nå være et forvarsel for det som vil skje i andre økosystemer i nord.
Kilde: Spatiotemporal patterns of rain-on-snow and basal ice in high Arctic Svalbard: detection of a climate-cryosphere regime shift. Environmental Research Letters. Bart Peeters, Åshild Ønvik Pedersen, Leif Egil Loe, Ketil Isaksen, Vebjørn Veiberg, Audun Stien, Jack Kohler, Jean-Charles Gallet, Ronny Aane and Brage Bremset Hansen
