Sjøis

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi
(Omdirigert fra Drivis)
Hopp til navigering Hopp til søk
Kart over sjøisens typiske yttergrense i Arktis i mars og september.[1]
Tett sjøis i Storfjorden på Svalbard. Edgeøya sees i bakgrunnen. Dette er første års is, men de sterke strømmene i Freemansundet har skrudd isen sammen ganske kraftig.
Drivis på Isfjorden, Svalbard, sent i april 2011.

Sjøis (eller havis) er enhver type is som finnes til sjøs, og som består av frosset sjøvann. Sjøis dekker store havområder både nord og sør på jordkloden, i hovedsak Arktis og Antarktis, men kan også dekke isolerte områder som Bohaibukta, og brakkvannsområder som Østersjøen og Kaspiske hav. Sjøis oppstår ved at vannet fryser når det blir avkjølt til frysepunktet.

Frysetemperaturen for sjøvann i ro med vanlig saltholdighet regnes som -1.8°C. I verdenshavene kan en på bunnen ha lavere temperaturer uten at vannet fryser. Det skyldes vanntrykket.

Sjøisen som beveger seg med vind og strøm kalles drivis eller pakkis. Sjøis inneholder salt, som stammer fra det salte sjøvannet det er frosset av. Isfjell regnes ikke som sjøis, da disse stammer fra deler fra isbreer som har brukket av i havet, og består av ferskvann (uten salt).

Ismekanikk[rediger | rediger kilde]

Klassifikasjon[rediger | rediger kilde]

Sjøis kan klassifiseres på forskjellige måter, både etter alder, etter type og etter geografisk plassering i forhold til land og åpent hav[2].

Etter alder[rediger | rediger kilde]

Verdens meteorologiorganisasjon (WMO) klassifiserer sjøis etter dens alder:

  • Førsteårsis er is som ikke har vokst mer enn èn vinter. Typisk tykkelse er 0,3 til 2 meter.
  • Gammel is er is som har overlevd smelting fra minst èn sommer. Typisk tykkelse er opp til 3 meter eller mer. Gammel is kan bli videre delt inn i to typer:
    • Andreårsis, gammel is som har overlevd kun èn sommers smelting.
    • Flerårsis, gammel is som har overlevd smelting fra to eller flere sommere.

Etter kjennetegn[rediger | rediger kilde]

Det kan være nyttig å klassifisere sjøis etter kjennetegn eller type:

  • Jevn eller udeformert is er et isdekke som ikke har blitt deformert. Denne typen is er ikke vanlig å finne i stor utbredelse i naturen, da krefter fra vind, strøm og bølger vil hurtig deformere tynn, jevn is.
  • Deformert is er is som har blitt deformert mekanisk, typisk av bølger, strøm, vind, termisk utvidelse, etc. Vi kan skille mellom:
    • Lagdelt is, som er dannet av at to eller flere lag av jevn is har sklidd ovenpå hverandre.
    • Skrugarder, dannet av at flak av jevn is presses sammen, brekker opp, og de oppbrukkede isblokkene fryser sammen igjen. Opp til 50 meter dype skrugarder har vært rapportert i Arktis.
    • Oppbrukket is, der isen er brekket opp i individuelle flak med vann mellom. Denne typen is finnes typisk i den marginale issonen, hvor bølger brekker opp det jevne isdekket.

Etter posisjon[rediger | rediger kilde]

En måte å dele inn typer sjøis på er hvor man finner den:

  • Kystnær eller kystis er is som er nær nok kysten til å bli påvirket av kystlinjen. Noe av den kan være frosset til kysten (kan kalles isfot), og noe av den kan flyte fritt i en overgangssone. Denne istypen er påvirket av tidevannet.
  • Landfast eller bare fastis er horisontalt stasjonær i forhold til kystlinjen, men beveger seg opp og ned med tidevannet.
  • Skjær- eller overgangssonen er grensen mellom landfast og drivis. Denne isen er ofte svært deformert, siden den er fast på den ene siden.
  • Drivis eller pakkis er isen som beveger seg med vind og havstrøm.
  • Den marginale issonen er overgangen mellom drivisen og åpent hav. Dette er den delen av isdekket som påvirkes av bølger fra det åpne havet.

Dannelse og smelting[rediger | rediger kilde]

Sjøis oppstår ved at havvann fryser når det blir avkjølt til frysepunktet. Frysepunktet avhenger av saliniteten til vannet (som varierer fra sted til sted, og også med tid) og av om vannet er i ro eller ikke, men kan vanligvis regnes frysetemperaturen til å være –1,8 grader celcius for sjøvann som er i ro.

Sjøisen vil normalt begynne å fryse inntil land, inntil et fartøy eller inntil annen sjøis. Nær et objekt vil vannhastigheten i grenseskiktet være nær null (engelsk boundary condition). På åpent hav vil vannbevegelsene i hovedsak fra bølger, motvirke at isen fryser, selv om temperaturen er lav.

Sjøisen kan smelte både fra oversiden og undersiden:

  • ved kontakt med varm luft på oversiden,
  • ved kontakt med varme havstrømmer på undersiden og på sidene av isflakene,
  • bølger kan bryte ned isen mekanisk og
  • varmt sjøvann kan skylle over sjøisen.

Bevegelser[rediger | rediger kilde]

Sjøisen er normalt i bevegelse, drevet av vinden på oversiden eller havstrømmene, tidevannsstrømmer og bølger på undersiden.

I Arktis er det en gjennomsnittlig drift av sjøisen fra Beringstredet mellom Alaska og Sibir mot Grønland og Svalbard. Denne kalles den transpolare drift. Denne ble første gang dokumentert da Fridtjof Nansen navigerte «Fram» over Polhavet i årene 1893–1896.

Utbredelse[rediger | rediger kilde]

Variasjonen av utbredelse gjennom året er formidabel; med i størrelsesorden 15 millioner km² på vinteren til i størrelsesorden 7 millioner km² på sommeren.[trenger referanse] Den årlige smeltingen og isveksten dekker et område omtrent like stort som Australia.

Arktis[rediger | rediger kilde]

I nord er utbredelsen av sjøis om vinteren sør til Østersjøen og Newfoundland i Atlanterhavet, og sør til Alaskahalvøya og Japan i Stillehavet. Sjøisen i Arktis dekker et område tilsvarende Europas areal, og skiller et forholdsvis varmt arktisk hav fra en kald atmosfære. I Barentshavet har isen som regel sin største utbredelse i mars eller april, og er minst i september eller oktober.[3]

I september 2007 nådde isutbredelsen i Arktis sitt laveste nivå siden satellittmålingene startet i 1979.[4] Sammenliknet med gjennomsnittet for september i perioden 1979–2000 var isdekket 40% mindre enn det pleier å være. Denne rekorden skyldtes ikke kun økt temperatur, men også uvanlig sterk vind som presset store deler av isen sørover og på den måten førte til kraftig økning i smeltingen. Det totale skydekket over sommersesongen var lavere enn tidligere år,[5] og isen var tynnere enn ved starten av smeltesesongen.[6]

Den sørligste kjente historiske isgrensen i den norske delen av Barentshavet var i juni 1881, da drivisen var synlig fra land på Finnmarkskysten. Når sjøisen har kommet så langt sør er det trolig vinden som har vært viktigst drivkraften.[7] Det hender at sjøisen i Barentshavet går sammen med sjøisen i Kvitsjøen, slik at blant annet skipsleden til Murmansk er stengt. I enda mer sjeldne tilfeller har isen dekket deler av Fiskerhalvøya.[8]

Det er i Norskehavet ved noen anledninger observert sjøis mellom Island og Færøyene.[trenger referanse]

Antarktis[rediger | rediger kilde]

I Antarktis dekkes havet nord til omtrent 60° sør av sjøis hver vinter. Sjøisen i Antarktis har en større endring av arealet gjennom året enn i nord, fordi det ikke er noen kontinenter som begrenser utbredelsen nordover. Sjøisen i sør er derfor tynnere, og det aller meste smelter hver sommer, og fryser igjen neste vinter (førsteårsis).

Overvåking av sjøis[rediger | rediger kilde]

Det er nå mulig å følge utbredelsen av sjøis daglig ved bruk av satellittmålinger.

Ved hjelp av satellittmålinger har man gode observasjoner av isutbredelsen fra 1979 og fram til i dag, mens informasjon lenger tilbake i tid er mer usikker. Det er historiske kart over isgrensene basert på fly- og bakkeobservasjoner. Den europeiske miljøsatelliten Envisat og amerikanske satellitter fotograferer både Arktis og Antarktis og gjør isobservasjoner. Disse bearbeides for nordlige Norskehavet og Svalbard av Meteorologisk institutt, og formidles blant annet gjennom Maritim radio og på internettsider. På Svalbard er Svalsat engasjert i å hente ned satellittdata fra 14 sirkumpolare satellitter, herunder flere som gjør ismålinger.

Best kvalitet på dataene er på klare dager uten skyer, og når vinden blåser fra isen og ut på havet. Årsaken er at skyer blir dannet over sjøen like utenfor iskanten. Når vinden blåser fra sjøen over isen, vil skyene dekke over iskanten og den blir vanskelig eller umulig å observere fra satellitt.[9]

Kunnskapen om type is og isens fysiske egenskaper får en ved å ta prøver av isen.

Sjøisen i Barentshavet[rediger | rediger kilde]

Bevegelser av iskanten[rediger | rediger kilde]

Målinger av iskanten i Barentshavet viser at iskanten kan bevege seg så mye som 100 nautiske mil (185 km) i løpet av et døgn.[10]

Størrelsen på isflakene[rediger | rediger kilde]

Parameter for å måle størrelsen på en strøm av sjøis.

Istykkelsene variere fra isflak til isflak, og også på hvert enkelt isflak. Det er målt tykkelsesforskjeller på en faktor fire mellom største og minste verdi på dypgang (engelsk draft) og åtte på fribord på det samme isflaket. Så resultatene vil variere svært mye avhengig av hvilke flak og hvor på isflakene en måler. Skrugarder og andre isfenomener gjør også målinger vanskelige.[11]

Typiske horisontale størrelser på isflakene i iskanter er 10-30m, og med større diametre inne i ismassene.[12]

Tykkelser[rediger | rediger kilde]

Tykkelsene varier fra nær null til dypgang på ca. 7m. Det er vanlig at førsteårsisen i Barentshavet er i størrelsesorden 2m og deformert flerårsis 3-5m.[13]

Istyper[rediger | rediger kilde]

Den mest vanlige typen is i Barentshavet er førsteårsis. Bare i de nordligste delen ved Kong Karls Land er det flerårsis av stort omfang.[14]

Fordeling av gammel is (både flerårig og andre årsis) i Barentshavet er avhengig av utveksling med Nordishavet og Karahavet. Hovedstrømmen av gammel is kommer til Barentshavet fra Nordishavet gjennom sundet mellom Spitsbergen og Franz Josef Land, og spres av Øst-Spitsbergen-strømmen og Bjørnøystrømmen. Fribordet i denne isstrømmen kan være mer enn to meter. Den andre og mindre innstrømningen av gammel is kommer fra Karahavet av Makarovstrømmen, i den nordlige delen av sundet mellom Novaja Semlja og Franz Josef Land. Om våren er det som regel bare flerårsis i den smale sonen langs den østlige kysten av Spitsbergen og sør for Franz Josef Land.[15]

Bestemmelse av type is gjøres i hovedsak ved måling av saltholdigheten, og ved så å følge denne isen i ettertid. Isfjellklumper kan lett feiltolkes som flerårsis.[16]

Styrke[rediger | rediger kilde]

Bruddtester av prøvestykker fra sjøis i Barentshavet viser en bruddspenning på omkring 2 MPa.[17]

Polynyaer[rediger | rediger kilde]

Store åpninger i isdekket kalles polynjaer. Havet under tilsettes da salt som blir presset ut under frysingen, dette vannet blir tungt nok til å synke ned og danner bunnvannet i verdenshavene.

Klimaendringer og effekt på sjøis[rediger | rediger kilde]

Sesongvariasjon og langtidsutvikling i utstrekningen (millioner kvadratkilometer) av området med arktisk sjøis, målt ved satellitter.[18]

Det er bred enighet blant klimaforskere at sjøisen i Arktis har blitt redusert, og på lang sikt vil bli videre redusert.[19] Hovedårsaken til redusert omfang av sjøisen, antas å være temperaturøkningen.[20]

Deler av den observerte reduksjonen av sjøis i Arktis kan skyldes:[trenger referanse]

  • is som har drevet ut mellom Svalbard og Grønland og smeltet,
  • noe er mindre frysing inne i Polhavet og
  • noe skyldes muligens at isen er presset sammen til tykke skrugarder.

Et hovedproblem med beregningene av smelting er at mens arealet kan bestemmes rimelig nøyaktig, finnes det få målinger av isens tykkelse.[21]

Sjøis reflekterer omkring 75 % av all solinnstråling, mens åpent hav bare reflekterer omkring 15 %.[trenger referanse] Mindre sjøis gir økt energioverføring fra havet til atmosfæren. Lufta over isen blir dermed varmet opp og det dannes flere skyer, som igjen gjør at det reflekteres mer sollys. Modellresultater viser at i framtida er det om vinteren denne oppvarmingen blir mest effektiv, fordi det da ikke er noen solinnstråling i Arktis.[trenger referanse]

Sjøis som risikofaktor[rediger | rediger kilde]

Maxim Gorkij ved land i Helsingfors i 2006.

Sammenstøt med skip[rediger | rediger kilde]

Sjøisen kan gjøre betydelig skade på fartøyer ved kollisjoner og sammenstøt. Et eksempel på dette er sammenstøtet mellom cruiseskipet Maxim Gorki og drivisen vest for Svalbard 19. juni 1989.[22][23]

Skadene blir fort store når fartøyene beveger seg. Kollisjonslasten er et produkt av massen på fartøyet og hastigheten til fartøyet kvadrert. Lasten avhenger også av størrelsen og styrken på sjøisen. Dersom fartøyet blir innestengt i sjøis kan en oppleve at fartøyet enten blir skrudd ned (synker), eller skrudd opp (blir liggende på oversiden av isen). Ishavsskuta Fram ble i sin tid bygget slik.

Isbrytere er spesiallaget for å kunne operere i sjøis uten å bli skadd. Sammenlignet med vanlige skip har isbrytere forsterkede skrog og et kraftig fremdriftsmaskineri. En isbryter bruker motorkraften til å kjøre baugen opp på sjøisen, som bryter sammen under vekten av fartøyet. Skroget er konstruert for å lede isen unna, enten under eller rundt skipet. Finnmark og Svalbard patruljeres av kystvaktskipet KV «Svalbard» som er en militært bevæpnet isbryter.

Johan Castberg-feltet vil få den første skipsformede oljeplattformen (FPSO) på norsk kontinentalsokkel som er dimensjonert for å tåle kollisjoner med sjøis.

Sammenstøt med bunnfaste oljeplattformer[rediger | rediger kilde]

I henholdsvis 1969 og 1973 ble en jacketplattform og et flammetårn totalt ødelagt av sjøis i Bohaibukta.[24] [25]

Sammenstøt med kystnære installasjoner[rediger | rediger kilde]

Sjøis kan påføre store skader på bygninger i overgangen mellom land og hav, som på kaier, fyrtårn og broer.

Referanser[rediger | rediger kilde]

  1. ^ Karttegneren har ikke opplyst hvilke kilder kartet bygger på. Kartet må derfor brukes med forsiktighet.
  2. ^ Høyland, Knut V. (2017). AT-334 Arctic Marine Measurements Techniques, Operations and Transport. Module I: Sea ice features and properties. UNIS. 
  3. ^ Walter Spring: Ice data acquision summary report, File: 472-37, Mobil reseach and development company, Dallas, USA, mars 1994, side 86.
  4. ^ Record Arctic Sea Ice Loss in 2007 (engelsk)
  5. ^ Kay, J. E., T. L'Ecuyer, A. Gettelman, G. Stephens, and C. O'Dell (2008), The contribution of cloud and radiation anomalies to the 2007 Arctic sea ice extent minimum, Geophys. Res. Lett., 35, L08503, doi:10.1029/2008GL033451
  6. ^ Arctic Sea Ice Shatters All Previous Record Lows National Snow and Ice Data Center (NSIDC)
  7. ^ Arne Kvitrud og Ingrid Hønsi: Isfjell ved Norskekysten, Oljedirektoratet, rapport OD-90-92, Stavanger 1990.
  8. ^ Walter Spring: Ice data acquision summary report, File: 472-37, Mobil reseach and development company, Dallas, USA, mars 1994, side 6 og 71.
  9. ^ Walter Spring: Ice data acquision summary report, File: 472-37, Mobil reseach and development company, Dallas, USA, mars 1994, side 73.
  10. ^ Walter Spring: Ice data acquision summary report, File: 472-37, Mobil reseach and development company, Dallas, USA, mars 1994, side 73-74.
  11. ^ Walter Spring: Ice data acquision summary report, File: 472-37, Mobil reseach and development company, Dallas, USA, mars 1994, side 78 og 86.
  12. ^ Walter Spring: Ice data acquision summary report, File: 472-37, Mobil reseach and development company, Dallas, USA, mars 1994, side 86.
  13. ^ Walter Spring: Ice data acquision summary report, File: 472-37, Mobil reseach and development company, Dallas, USA, mars 1994, side 78 og 86.
  14. ^ Walter Spring: Ice data acquision summary report, File: 472-37, Mobil reseach and development company, Dallas, USA, mars 1994, side 74.
  15. ^ Igor V. Buzin: On the Spreading of Old Ice in the Barents Sea, International Journal of Offshore and Polar Engineering (ISSN 1053-5381), volum 20, nummer 1, mars 2010, side 54–60.
  16. ^ Walter Spring: Ice data acquision summary report, File: 472-37, Mobil reseach and development company, Dallas, USA, mars 1994, side 74.
  17. ^ Walter Spring: Ice data acquision summary report, File: 472-37, Mobil reseach and development company, Dallas, USA, mars 1994, side 79.
  18. ^ Fetterer, F., K. Knowles, W. Meier, and M. Savoie. 2002, oppdatert 2010. Havisindeks. Boulder, Colorado USA: National Snow and Ice Data Center.
  19. ^ miljostatus.no Klima i Arktis
  20. ^ Hva skjer med klimaet? Arkivert 14. juli 2007 hos Wayback Machine.
  21. ^ Faktaark om Arktis fra Bjerknes senteret Arkivert 4. oktober 2009 hos Wayback Machine.
  22. ^ Stavanger Aftenblad 21.6.1989.
  23. ^ Jan-Petter Helgesen: Hundrevis ble berget på isflak, Stavanger Aftenblad Pluss, 11. mai 2012, side 32-35.
  24. ^ Nilmar Janbu med flere: The collapse of a flare jakcet subjected to ice loads, Proceeding fra BOSS-konferansen, 1982.
  25. ^ Jizu, X., Qingzeng, S., An, S., Yunlin, F., & Tongkui, L. (1991). Sea ice engineering in China. Journal of coastal research, side 759-770.

Eksterne lenker[rediger | rediger kilde]