ACT-Pilot – Understanding climate transitions and limits to sustainability in the Arctic

Om prosjektet

Arktis varmes opp mye raskere enn resten av verden, opptil ti ganger raskere i Barentshavsregionen. I møte med den raske oppvarmingen av Arktis, må vi øke vår forståelse av de brå endringer i Arktis og konsekvenser av de. Barentshavet er den regionen på jorden som har den desidert største økningen i lufttemperatur, opp til 8 °C de siste 40 årene – det er opptil 10 ganger det globale gjennomsnittet. Dette har allerede satt i gang et kompleks av omfattende og ofte dramatiske endringer, inkludert massiv reduksjon i arktisk sjøis, akselerert tap av ismasser fra isbreer og Grønlandsisen, samt karbonutslipp fra tining av permafrost. Endringer i den arktiske energibalansen påvirker igjen den globale oppvarmingen.

Issmelting fra breer og Grønlandsisen har direkte innvirkning på det globale havnivået. Karbonsyklusen forstyrres gjennom tining av permafrost og en intensivert hydrologisk syklus – akselererer klimaendringene gjennom utslipp av klimagasser. En rekke fysiske forsterkninger gjøre klimaendringer spesielt virkningsfulle, plutselige og synlige i Arktis, dette gjør regionen det til det "tidlige varslingssystem" for jordens klima. Foruten deres felles fokus på arktiske klimaendringer, har de tre studiene i ACT-Pilot en samenfallende innfallsvinkel og metodebruk; datamodellintegrasjon og de benytter også et overlappende sett med data. De tre studiene baserer seg på effektiv innsamling, styring og analyser av store observasjons- og modellgenererte datasett som er vanskelige å håndtere for et enkelt prosjekt alene.

I ACT-Pilot vil vi bidra til en rekke av FNs bærekraftige utviklingsmål (SDG), mest direkte til: SDG13, klimahandling: ACT-Pilot bidrar med forståelse og prediksjon av klimaendringer som er nødvendige for å bekjempe disse endringene og deres virkninger. SDG14, liv under vann: Både temperatureffekter i seg selv, men også indirekte effekter ved endringer i nedbør og avrenning vil påvirke akvatiske økosystemer. SDG15, liv på land: Tining av permafrost påvirker arktiske økosystemer på land og menneskelig infrastruktur sterkt. Breendringer påvirker geofarer og ferdsel, ikke minst på Svalbard.

Bærekraftsmål (SDGs) adressert i prosjektet.

​Mål

Arktis vil sannsynligvis være sjøisfritt minst én gang i løpet av de neste 30 årene. Dette har vidtrekkende implikasjoner for Arktis, men store gjenværende usikkerhetsmomenter hindrer avbøtende og tilpasningsinnsats som kreves for å sikre en bærekraftig utvikling i den arktiske regionen. I ACT-Pilot-prosjektet tar vi sikte på å simulere konsekvensene for oppvarmingen i Arktis. Tilnærmingen består av tre sammenhengende studier: (1) på sky – sjø-is-interaksjoner, (2) på rask permafrosttining gjennom tap av bakkeis, og (3) på isdynamiske tilbakemeldinger på tap av bremasse.

Vi vil samarbeide tett med UiOs Senter for beregnings- og datavitenskap (dScience). Våre PhD-studenter vil være tilknyttet senteret og dra nytte av opplæringsmuligheter og ekspertise i beregning innen naturfag i dScience.

Bakgrunn

Prosjektet ACT-Pilot er en del av Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet, Universitetet i Oslos satsing på bærekraftsforskning. Forskningen utføres ved GeoHyd-seksjonen og Seksjon for meteorologi og oseanografi (MetOs) ved Institutt for geovitenskap.

Forskningen er delt inn i tre studier (doktorgradsprosjekter) og arbeidet utføres i hovedsak av doktorgradsstipendiater veiledet av seniorforskere innen feltet, hovedsaklig fra Institutt for geofag. De tre doktorgradsstudiene i ACT-pilotprosjektet er:

• ACT-Pilot-studie 1: Reducing uncertainties in Arctic climate projections through observational constraints on cloud – sea-ice interactions
• ACT-Pilot-studie 2: Quantifying and projecting rapid permafrost thaw through ground-ice loss
• ACT-Pilot-studie 3: Are Svalbard glaciers at a tipping point towards irreversible mass loss?

  

Finansiering

Navnet på prosjektet er "Understanding climate transitions and limits to sustainability in the Arctic (ACT-Pilot)". Prosjektet er finansiert av Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet, Universitetet i Oslo for fire år med professor Storelvmo som prosjektleder, og med professorene Kääb and Westermann aom co-prosjektledere.

Prosjektet ACT-Pilot startet i august 2023 og har e varighet til 2026.

Samarbeid

ACT-Pilot-prosjektet gjennomføres som et tverrfaglig forskningsprosjekt ved Universitetet i Oslo, ved Institutt for geofag og i tilknytning til forskningsmiljøet for modellering i naturvitenskap, forskningssenteret –dScience – Senter for beregnings- og datavitenskap. Samarbeidet består av:

• Institutt for geofag, Universitetet i Oslo
• dScience – Senter for beregnings- og datavitenskap.

I tillegg vil det være hovedsaklig samarbeid med disse internasjonale partnerne:

• Max-Planck-Gesellschaft/MPI-Hamburg/ University of Hamburg
• Alfred-Wegener-Institute Potsdam (AWI)
• ETH Zurich

Verktøy og ressurser

​I ACT-Pilot-prosjektet vil vi kombinere både satellittlasersonderingsteknikker og  modeller for klimaendringer og eksperimentene som er gjort i The Coupled Model Intercomparison Project, Phase 6 (CMIP6)'. Vi vil jobbe med data fra NASAs tidligere ICESat-oppdrag, det utgående CALIPSO-oppdraget, og spesielt den nåværende NASA ICESat-2 og den kommende ESA EarthCare (lansert vår 2023).

I tillegg bruker vi CMIP6 (Eyring et al., 2016)-modelleringsressursene som består av et stort sett med vanlige modelleksperimenter gjort med dusinvis av toppmoderne globale klimamodeller over hele verden. CMIP6-arkivet inkluderer historiske simuleringer initiert i førindustriell tid, samt et bredt spekter av klimaprognoser drevet av ulike antakelser om fremtidige utslipp.