Istyper

Man brukar särskilja på flera olika typer av is. När is bildas samtidigt som det blåser får man inte en jämn istillväxt på ytan utan det bildas enskilda kristaller, ”frazil ice”, som blandas runt i den övre vattenmassan. När vinden minskar eller det blir tillräckligt mycket kristaller i vattnet, samlas dessa på ytan och bildar ett lager med is-sörja eller ”greasy ice” på engelska. Om det samtidigt är vågor tenderar is-sörjan att frysa ihop i små runda flak som kallas ”pannkaksis”. Om det inte blåser, bildas i stället ett jämnt lager med tunn nyis som sen växer till nedåt och brukar benämnas ”kolumnär is”, eftersom kristallstukturen bildar vertikala kolumner. Det är denna typ av is som normalt bildas på mindre insjöar.

Olika istyper

greasy-ice

Greasy ice Foto: Göran Björk

 

smaltpolar-ice

Smältpölar Foto: Göran Björk

 

kollumnar-ice

Kolumnär is Foto: Göran Björk

 

Packis

Packis Foto: Göran Björk

Vanligt i Arktis är packisvallar som bildas av de starka yttre krafter som verkar på isen från havsströmmar men framförallt vinden.  Dessa krafter blir oftast mycket större än vad istäcket kan motstå och isen tvingas att röra sig även om ytan är helt istäckt. Isen pressas då samman i vissa områden och knäcks så att flaken staplas på varandra och det bildas packisvallar. Dessa är mycket vanliga i Arktis och upp mot 40 % av isvolymen kan bestå av vallar. Vallarna märks tydligt på ytan men ännu mer dramatiskt på undersidan eftersom ca 80 % av isen befinner sig under vattenytan. Tjockleken på vallarna kan variera mycket, från några decimeter till över 10 meter.

Isens ålder är en annan egenskap som ofta används för att beskriva isen i Arktis. Varje sommar smälter isen över stora områden i Arktis där det sedan bildas ny is under hösten. Isen som bildas under den första vintersäsongen kallas ett-årsis. Under nästkommande sommar smälter mycket av isen men en del av ett-årsisen kommer att finnas kvar till hösten när det börjar frysa igen. Den övergår då till att bli två-årsis och så vidare. Is som är äldre än två år brukar man benämna flerårsis. En tumregel är att tjockleken på ett-årsisen blir ca 2 meter i Arktis.

Ett speciellt fenomen för isen i Arktis är de talrika och ganska djupa smältpölar som bildas ovanpå isen under sommaren. Dessa skapas av att smältvattnet tenderar att ansamlas på de lägsta delarna av isflaket. När en vattensamling väl har uppstått blir ytan mörkare jämfört med isen runt omkring och mer solstrålning absorberas vilket smälter botten i pölen som blir djupare och ännu mörkare osv. Bildningen av smältpölar är en viktig process för den totala avsmältningen av is i Arktis under sommaren eftersom de mörka ytorna ökar avsmältningen.

Havsisen påverkar

 Havsisens påverkan på landmassorna

Temperaturen över havsisen är ca 0°C på sommaren och blåser det in från havet blir det kallt och dimmigt över land nära kusten. Är det däremot stora öppna områden i havet närmast kusten kan man räkna med högre temperaturer (i alla fall några plusgrader) över land i kustområdena.

På vintern är det däremot ofta något varmare över havsisen än i de centrala delarna på kontinenterna. I kustområdena blir det därför varmare om det blåser från det istäckta havet jämfört med om vinden kommer från landmassan. Hur kallt det blir över isen under vintern styrs till stod del av hur tjock istäcket är och hur mycket råkar och sprickor det finns. Tunt istäcke och mycket sprickor gör att luften blir varmare över isen (se också avsnittet: ”Isens påverkan på atmosfären”).

 Havsisens påverkan på atmosfären

En mycket märkbar påverkan av isen på atmosfären i Arktis är under sommaren när den smältande isen gör att temperaturen i luften håller sig kring nollstrecket. Det bildas också ofta dimma och låga moln vilket ger ett speciellt arktiskt sommarklimat. Under vintern däremot, när solen är borta och värmen strålar ut till rymden, sjunker temperaturen på isytan och i atmosfären till långt under noll grader. Isen och atmosfären utgör ett kopplat system så att ju mer värme som kommer upp från havet genom isen desto varmare blir atmosfären. Detta betyder att ett tjockt sammanhängande istäcke generellt ger lägre temperatur i atmosfären än ett tunt. Öppningar i istäcket i form av sprickor och råkar kan också spela stor roll eftersom värmeflödet i dessa kan vara många gånger större än genom isen. Denna typ av inverkan av isen kanske blir klarare om man tänker sig två extremfall. I ett Arktis utan is under vintern (om det är möjligt) borde lufttemperaturen vid havsnivån vara nära frystemperaturen på vattnet (cirka -1. 5°C). I ett Arktis med mycket tjock is (till exempel 10m) utan sprickor borde man i stället få ett rent inlandsklimat som kanske skulle likna norra Sibirien på vintern med temperaturer ner mot – 50°C eller kanske ännu lägre.

Att istäcket kan påverka atmosfärstemperaturen öppnar möjligheten för en återkoppling som stabiliserar istäckets tjocklek; en så kallad negativ återkoppling. Med negativ återkoppling menar man att om man stör systemet på något vis kommer det att tvingas tillbaks till grundtillståndet på grund av återkopplingen (ett exempel på positiv återkoppling finns i avsnittet isens påverkan på havet). En förutsättning för återkopplingen är att flödet av värme i atmosfären upp mot Arktis (se avsnitt om atmosfärens påverkan på isen) beror på temperaturen i den Arktiska atmosfären, så att lägre temperatur ger högre värmeflöde och vice versa. Om nu isen blir tjockare av någon anledning (det vill säga man inför en störning på tjockleken) så kommer temperaturen i atmosfären att sjunka enligt ovan. Då ökar värmeflödet i atmosfären vilket minskar tjockleken och återgår till grundtillståndet. Det bör nämnas att förutsättningarna för denna återkoppling är något osäkra och under debatt men det är ett bra exempel på en möjlig negativ återkoppling.

 Havsisens påverkan på havet

När is bildas på havsytan tillförs salt till det underliggande vattnet och salthalten ökar. Detta beror på att iskristallerna inte innehåller något salt vilket i stället koncentreras i fickor med ofruset vatten mellan kristallerna, så kallad brine eller saltlake. Havsis innehåller därför alltid en del flytande vatten i form av saltlake. Den största delen av saltlaken dräneras ut snabbt när isen bildas men en del blir kvar under lång tid. Nyligen bildad tunn is kan innehålla ca 14 promille salt medan tjock flerårsis kan ha en salthalt ner mot 2 promille. När saltlaken dräneras ut ur isen höjs salthalten i vattnet närmast isen som får högre densitet an sin omgivning och sjunker ner. Samtidigt förs vatten med lägre salthalt upp mot ytan och man får s.k. konvektiva rörelser som ger ett välblandat ytskikt närmas isen. På sommaren när isen smälter får man i stället ett smältvattenskikt med låg salthalt närmast isen. Detta smältvatten får lägre densitet än sin omgivning och hindrar i stället eventuell omblandning.

Isen påverkar också hur mycket soljus som tränger ner i havet under sommaren. Den vita ytan reflekterar tillbaks en stor del av solstrålningen, mer än 80 %. Den resterande delen av strålningen som faktiskt tränger in i isen hindras till stor del att nå ner i vattnet på grund av luftbubblor och partiklar i isen. Det visar sig att merparten av det solljus som tillförs ytvattnet under sommaren i stället kommer genom öppna områden i istäcket som sprickor och råkar. Öppet vatten reflekterar bara bort ca 10 % av solljuset. Förhållandet mellan mellan reflekterat ljus och infallande ljus kallas albedo. Om allt ljus reflekteras är albedot ett, och om allt ljus absorberas är albedot noll. Den stora skillnaden i albedo mellan is och öppet vatten ger upphov till en viktig återkoppling mellan is och hav. När solljuset tränger ner i havet i de öppna områdena mellan isflaken så värms vattnet en aning och man får en ökad smältning av isen runt omkring. Isflaken smälter både underifrån och från sidan. En del riktigt tunna flak smälter bort helt. Detta gör att ytan som är täckt av is minskar samtidigt som ytan med öppet vatten ökar. Mer öppet vatten gör att mer solstrålning absorberas, vilket i sin tur ger mer smältning osv. Detta ger en positiv återkoppling mellan is och albedo som brukar kallas is-albedo-återkoppling. Med positiv återkoppling menar man att den har en destabiliserande inverkan på systemet, det vill säga har man en liten störning så tenderar denna på grund av återkopplingen att bli större och större. I detta fall kan störningen vara en ökad fraktion öppet vatten som ger mer absorption av solstrålning, mer smältning och mer öppet vatten. Ett exempel på negativ återkoppling ges i avsnittet om isens påverkan på atmosfären.

Isen påverkar också hur mycket mekanisk energi som överförs från vinden ner i vattnet. När isen blir tillräckligt tjock kan den bli stark nog att stå emot vindkraften och istäcket blir mer orörligt. Vinden får då mindre möjlighet att generera blandning i vattnet och driva havsströmmar.

En annan viktig process är isbildning i områden som hålls öppna under vintern trots att det bildas mycket is. Detta kan till exempel ske vid en kust med frånlandsvind när isen drivs bort från kusten samtidigt som is bildas närmast kusten. Sådana områden kallas Polynyas (från ryskan) och kan producera stora mängder is utan att frysa till. Är det samtidigt grunt kan det avstötta saltet från isbildningen generera en mycket hög salthalt i det underliggande vattnet. Sådant vatten får hög täthet och kan bilda så kallade tunga bottenströmmar som strömmar ner längs kontinentalbranten och förnyar djup- och bottenvatten.

Polarforskningssekretariatet 2016

Den här webbplatsen använder kakor. Mer information

Dina kakinställningar för denna webbplats är satt till "tillåt kakor" för att ge dig den bästa upplevelsen. Om du fortsätter använda webbplatsen utan att ändra dina inställningar för kakor eller om du klickar "Acceptera" nedan så samtycker du till detta.

Stäng