Norsk Polarinstitutt driver forvaltningsrettet naturvitenskapelig forskning, kartlegging og overvåking i Arktis og Antarktis. Klima, miljøgifter, biologisk mangfold og geologisk kartlegging er viktige arbeidsfelt for instituttet.
Forskning
Norsk Polarinstitutt driver forvaltningsrettet naturvitenskapelig forskning, kartlegging og overvåking i Arktis og Antarktis. Klima, miljøgifter, biologisk mangfold og geologisk kartlegging er viktige arbeidsfelt for instituttet.
Norsk Polarinstitutt
Glasiologi og geologi
Seksjonen arbeider med ulike aspekter av glasiologi, atmosfærisk vitenskap, meteorologi, paleoklima, maringeologi og berggrunnsgeologi, både i Arktis og Antarktis. Mye av forskningen er direkte basert på feltobservasjoner og gir oss viktig informasjon om klimaendringer og effekter i polarsystemet.
Oppgaver involverer overvåking, kartlegging og prosessstudier.
Overvåkning
Snø og sot
Vi har tatt regulære snøprøver i Ny-Ålesund siden 2009. Disse analyseres for å finne innholdet av sot (black carbon) i snøen. Sotpartikler fra atmosfæren legger seg på snøen og bidrar til oppvarming gjennom albedoeffekten. Vi prøvetar både på Austre Brøggerbreen og ved Gruvebadet i Ny-Ålesund.
Atmosfærisk stråling (Troll og Zeppelin)
Atmosfærisk stråling måles kontinuerlig på Zeppelinobservatoriet i Ny-Ålesund og på Troll forskningsstasjon i Dronning Maud Land i Antarktis. Begge steder har instrumenter montert på et plattform som beveger seg med sola slik at vi kan måle lys som kommer direkte fra sola separat fra det som spres av atmosfæren og kommer fra resten av himmelen. Et instrument måler alt innkommende sollys fra alle retninger, mens et annet måler infrarødt lys utstrålt av atmosfæren. Med disse målingene kan vi overvåke en viktig del av klimasystemet – energien som er tilgjengelig for å varme overflaten. I tillegg kan vi bedre forstå viktigheten av prosesser i atmosfæren som påvirker sollys og utstråling av infrarødt lys (f. eks. skyer).
Massebalanse isbreer
Kongsfjorden
Massebalanse måles i felt, på enkelte breer, ved å hente data om våren og om høsten. Disse brukes til å beregne vinterbalansen (akkumulasjon) og sommerbalansen (smelting), som legges sammen til å gi nettobalansen, den årlige helsetilstanden for breen mellom to påfølgende høstmålinger. Primært avhenger massebalansen av nedbør om vinteren og temperatur om sommeren, men kalving og marin smelting er også viktig for noen isbreer som ender i havet.
Massebalanse er målt i felt kun på et fåtall breer på Svalbard og disse ligger nesten utelukkende langs vestkysten av Spitsbergen. Polarinstituttet måler for tiden massebalanse på fire breer i Kongsfjord området: Austre Brøggerbreen (siden 1967), Midtre Lovénbreen (siden 1968), Kongsvegen (siden 1987), og Kronebreen/Holtedahlfonna (siden 2003).
Austfonna
Polarinstituttet og Universitet i Oslo samarbeider på massebalansemålinger på Etonbreen, en utløperbre fra Austfonna. Austfonna er den største iskappen på Svalbard og har blitt overvåket med værstasjon og årlige massebalansemålinger siden 2004. Store slake formasjoner og relativt lett tilgang gjør at Austfonna er velegnet for kalibrering og validering av satellittdata og klimamodeller med relevans til de større ismassene på Grønland og i Antarktis. Som en del av CryoVEX-programmet til European Space Agency (ESA) har det blitt gjennomført regelmessige kampanjer med koordinerte fly- og bakkemålinger for sammenligning med satellittdata. Massebalansemålingene fra Etonbreen på Austfonna inngår som en del av klimaovervåkningen i MOSJ med årlige oppdateringer.
Les mer om måling av massebalanse på isbreer på Svalbard (MOSJ)
Prosjekter
Beyond Epica-Oldest Ice (BE-OI)
Det endelige målet er å bidra med data til en fremtidig dyp iskjerneboring før å finne 1,5 millioner år gammel is fra Øst-Antarktis
Den første fasen i prosjektet er finansiert under EU Horizon 2020 Coordination and Support Action call (2016–2019) med et konsortium bestående av 14 europeiske institusjoner, deriblant Norsk Polarinstitutt.
Dome C og Dome F er de to kandidatene definert i den første fasen. Beyond EPICA-prosjektet består av flere faser som involverer boring og analyser og vil pågå under de neste tiårene.
Kongsvegen geofysiske observatorium
Observasjoner av forskjellige atmosfæriske og glasiologiske aspekter ved likevektslinjen på Kongsvegen vil bidra til massebalanse-modellering og prosessforståelse, samt forbedret overvåking av det store området Spitsbergen som er dekket av isbreer.
TIGRIF
Tidewater glacier retreat impact on fjord circulation and ecosystems
Hovedmålet er å vurdere hva som skjer med fjordsirkulasjon og økosystemer når tidevannsbreer trekker seg til det punktet hvor de ikke lenger slutter i vann, men på tørt land. Dette vil bli gjort ved hjelp av en havsirkulasjonsmodell og scenarier for tilbaketrekning av isbreer. Modellering vil bli utført på Kongsfjordsystemet nordvest på Svalbard. Prosjektet er finansiert av Norges forskningsråd (program HAVKYST).
Dome Fuji
Dette prosjektet undersøker den dypeste innlandsisen i Antarktis (Dome Fuji), det eldste atmosfæriske gassarkivet i verden, primært ved å analysere is radar data. Denne regionen har sannsynligvis is som er rundt en million år gammel.
Arven etter Nansen
Arven etter Nansen er et nytenkende og holistisk arktisk forskningsprosjekt for bærekraftig miljøforvaltning og marin ressursstyring i Barentshavet og omkringliggende områder.
Arktis blir mer og mer isfritt. nedgangen i havisnivå vinterstid er mest merkbart i Barentshavet, den atlantiske inngangsporten til Arktis. Det er økende behov for kunnskap om bærekraftig forvaltning av dette endrede miljøet.
NARE geology
Norwegian Antarctic Research Expedition (NARE) Geology
Et kartleggings- og forskningsprogram i Dronning Maud Land.
Det meste av Antarktis er dekket av is, men der fjellene stikker opp av isen er de helt fri for vegetasjon, og dette gir geologene en unik mulighet til å studere berggrunnens dannelseshistorie og de ulike geologiske prosessene som har virket inn på jordskorpa. Gjennom feltekspedisjoner samler Norsk Polarinstitutt inn geologiske kartdata, bergartsprøver og feltobservasjoner. Viktige vitenskapelige spørsmål for NARE Geology er knyttet til metamorfe, strukturelle, geokronologiske og tektoniske studier av fjellkjeden.
GoNorth
GoNorth er et konsortie som består av forskningsgrupper fra norske universiteter og institusjoner. Formålet er utforske Polhavet fra undergrunnen, havbunnen, vannsøylen til og med havisen gjennom felles multidisiplinære forskningstokt.
Oseanografi
Oseanografiseksjonen arbeider med havfysikk og marin biogeokjemi med fokus på de polare havområdene i Framstredet, i Polhavet rundt og nord for og i Sørishavet nord for Dronning Maud Land i Antarktis.
Sentrale aktiviteter er vedlikehold av lange måletidsserier for overvåkning av endringer i havet, og forvaltningsrettet forskning for kunnskapsutvikling og rådgivning på klima og tverrfaglige samarbeid med tilstøtende fagfelt som f.eks. marin biologi, sjøis og glasiologi.
Seksjonen jobber mye med fremskaffing av data gjennom omfattende tokt- og observasjonsvirksomhet i polarområdene. Analysene suppleres ofte med data fra satellittbasert fjernmåling og numerisk modellering.
Overvåking
Framstredet
Dette langtidsprosjektet overvåker havstrømmene og havisen som forlater Nordishavet gjennom Framstredet.
Prosjektet henter målinger fra en rekke av bøyer som gir kontinuerlige, høyoppløste tidsserier for temperatur, saltholdighet, hastighet og havistykkelse i utløpet fra Nordishavet. Ytterligere målinger samt vannprøver og haviskjerner samles inn i et fast mønster i september hvert år, når det gjøres vedlikehold på bøyerekken.
Fimbulisen
Fimbulisen er en isbrem i Dronning Maud Land. Målet med prosjektet er å forstå vekselvirkningen mellom den antarktiske innlandsisen og havet.
I arbeidsstudiene våre har vi sett på prosesser i samspillet mellom atmosfære, isbrem, havis og hav, på smelteprosesser og på hydrografi og sirkulasjon i havet under og nord for den flytende isen. Samspillet mellom havet og kryosfæren i Antarktis er prosesser som spiller en viktig rolle for klimaet regionalt og globalt og for økosystemet.
Se tidligere prosjekt Fimbul Top To Bottom Project.
TONe-Multidisiplinært havriggobservatorium
Det fysiske havsystemet er tett koblet til karbonsyklusen og det marine økosystemet. Sammen med internasjonale partnere vil Norsk Polarisntitutt (NP) bidra til å bedre forståelsen av prosesser og systemer, slik at vi kan se hvordan økosystemet tilpasser seg.
Gjennom TONe vil NP og UiB videreutvikle eksisterende havrigger og oseanografiske målinger over kontinentalsokkelen ved 6°E ved å harmonisere instrumenter til nasjonale standarder. Vi setter også opp lydkilder slik at vi kan ha med autonome glidere for ekstra datainnsamling under is. Riggene vedlikeholdes fra det etablerte TrollTransekttokt – hvis målsetning er å benytte seg av det årlige forsyningsskipet til Troll som plattform for regulære marine observasjoner.
A-TWAIN
Long-term variability and trends in the Atlantic Water inflow region (A-TWAIN)
Varmt vann som strømmer nordover fra Atlanterhavet og inn i Polhavet spiller en avgjørende rolle for regionale miljøforhold. Prosjektet A-TWAIN under Framsenterets flaggskip “Arctic Ocean” samler inn data om variabiliteten og endringene i Atlanterhavsvannet som kommer inn i Polhavet nord for Svalbard, gjennom fortøyninger og toårige undersøkelser fra skip.
Prosjekter
SUDARCO
Forskning for god forvaltning av Polhavet (SUDARCO)
Det marine økosystemet i Polhavet er sterkt understudert, men eksisterende forskning tyder på at det utfordres av de store og raske endringene i miljøet. Forventninger om økt menneskelig aktivitet skaper behov for oppdaterte styringsinstrumenter og retningslinjer. Dette krever en integrert forvaltningstilnærming, og da trenger vi en pålitelig forståelse av områdene som nylig har blitt, eller snart kommer til å bli, tilgjengelige.
Våre overordnede mål er derfor å identifisere og samle inn kjerneobservasjonene som trengs for å forstå det nylig tilgjengelige marine miljøet og økosystemet, og å syntetisere og formidle kunnskapen som trengs for å sørge for sikker og bærekraftig bruk av disse områdene.
Arven etter Nansen
Arven etter Nansen er et nytenkende og holistisk arktisk forskningsprosjekt for bærekraftig miljøforvaltning og marin ressursstyring i Barentshavet og omkringliggende områder.
Arktis blir mer og mer isfritt. nedgangen i havisnivå vinterstid er mest merkbart i Barentshavet, den atlantiske inngangsporten til Arktis. Det er økende behov for kunnskap om bærekraftig forvaltning av dette endrede miljøet.
OCEAN:ICE
Ocean-Cryosphere Exchanges in ANtarctica: Impacts on Climate and the Earth System (OCEAN:ICE)
OCEAN:ICE will assess the impacts of key Antarctic Ice Sheet and Southern Ocean processes on Planet Earth, via their influence on sea level rise, deep water formation, ocean circulation and climate. An innovative and ambitious combination of observations and numerical models, including coupled ice sheet-climate model development, will be used to improve predictions of how changes in the Antarctic and Greenland ice sheets impact global climate. It will make new circumpolar and Atlantic observations in observational gaps. It will assimilate these and existing data into improved ice sheet boundary conditions and forcing, producing new estimates of ice sheet melt and impacts on ocean circulation, including the Atlantic Meridional Overturning circulation. It will develop, calibrate and assess models used to predict the future evolution of the giant ice sheets. It will reduce the deep uncertainty in the impact of their melt on societally relevant environmental changes on decadal to multi-centennial time scales. It will assess the potential for passing ice sheet ‘tipping points’ and their consequences for ocean circulation and climate.
OCEAN:ICE er et nytt Horizon Europe-prosjekt, finansiert av EU-kommisjonen og UKRI. Prosjektet starter 1. november 2022 og vil pågå i 4 år frem til 31. oktober 2026.
COMFORT
COMFORT is a Research and Innovation Action project funded under the Horizon 2020 Societal Challenges programme of the European Union.
COMFORT will close knowledge gaps for key ocean tipping elements within the Earth system under anthropogenic physical and chemical climate forcing through a coherent interdisciplinary research approach, and aims to provide added value to decision and policy makers in terms of science-based safe marine operating spaces, refined climate mitigation targets, and feasible long-term mitigation pathways. It focuses on the triple threat of (1) warming, (2) deoxygenation, and (3) ocean acidification, and how to optimally deal with this threat.
EPOC
Explaining and predicting the ocean conveyor (EPOC)
Generating a new concept of the Atlantic meridional overturning circulation (AMOC), its function in the Earth system and how it impacts weather and climate.
EPOC will generate a new conceptual framework for the Atlantic meridional overturning circulation, to understand how it functions in the Earth system, and how it impacts weather and climate. The AMOC is a key component of the climate system, responsible for ocean heat and freshwater transport, associated with the ventilation of anthropogenic carbon, and anticipated to experience or drive climate tipping points. However, the link between ocean transport, ventilation and tipping points relies on the common conceptual view of the AMOC as a ‘great ocean conveyor’ which was developed to explain very long timescale (glacial-interglacial) fluctuations in climate. The conveyor belt schematic conflates millennial timescales with human timescales (days to 100 years), leading to misconceptions by the observing and modelling communities, and misplaced expectations about the AMOC’s role in climate.
Havis
Havisseksjonen består av fagområdene knyttet til overvåking av og forskning på havis og dens fysiske egenskaper.
Arbeidet bidrar til instituttets kompetanse på rådgivning om gjeldende status og endringer i havisens egenskaper i polarområdene, samt kvantifisering og kartlegging av disse egenskapene og endringene i dem. Samtidig økes forståelsen av prosesser i polarområdene for å forbedre klima- og prosessmodeller og framtidsprognoser.
Det legges spesielt vekt på langsiktig overvåkning av havisstatusen, endringer og prosessene som fører til endringene i regionene Framstredet, rundt Svalbard, Polhavet nord for Svalbard og Sørishavet nord for Dronning Maud Land.
Prosjekter
Framstredet
Dette langtidsprosjektet overvåker havstrømmene og havisen som forlater Nordishavet gjennom Framstredet.
Prosjektet henter målinger fra en rekke av bøyer som gir kontinuerlige, høyoppløste tidsserier for temperatur, saltholdighet, hastighet og havistykkelse i utløpet fra Nordishavet. Ytterligere målinger samt vannprøver og haviskjerner samles inn i et fast mønster i september hvert år, når det gjøres vedlikehold på bøyerekken.
Arctic PASSION
Pan-Arctic observing System of Systems: Implementing Observations for societal Needs
Prosjektet skal utvikle et integrert, helhetlig, pan-arktisk observasjonssystem, gjennom internasjonalt samarbeid.
Under ledelse av tyske Alfred Wegener Institutt (AWI) skal 35 partnere i 17 land jobbe for videre utbygging, bedre koordinering, og bidra til bredere bruk av observasjonsdata fra det heldekkende arktiske observasjonssystemet. Brukergrupper er lokalbefolkning i Arktis, forskningsmiljøer, næringsliv og myndigheter.
Norsk Polarinstitutt skal plassere ut instrumentrigger for lange tidsserier i Polhavet, og sette ut drivbøyer for havismålinger. Det isgående forskningsfartøyer Kronprins Haakon blir en viktig plattform for dette arbeidet.
HAVOC
Ridges – Safe HAVens for ice-associated Flora and Fauna in a Seasonally ice-covered Arctic OCean (HAVOC)
HAVOC skal studere haviskantens rolle i den stadig tynnere isen i Polhavet. Samtidig som isen blir tynnere har de tykkeste delene av isdekket større sjanse til å overleve sommersmeltingen og dermed bidra som siste habitat for is-assosiert flora og fauna. Prosjektet skal delta i den internasjonale MOSAiC? -ekspedisjonen i 2019–2020. Prosjektet er et samarbeid med flere Norske og internasjonale institusjoner.
Arven etter Nansen
Arven etter Nansen er et nytenkende og holistisk arktisk forskningsprosjekt for bærekraftig miljøforvaltning og marin ressursstyring i Barentshavet og omkringliggende områder.
Arktis blir mer og mer isfritt. nedgangen i havisnivå vinterstid er mest merkbart i Barentshavet, den atlantiske inngangsporten til Arktis. Det er økende behov for kunnskap om bærekraftig forvaltning av dette endrede miljøet.
CRiceS
Climate Relevant interactions and feedbacks: the key role of sea ice and Snow in the polar and global climate system
Prosjektet går ut på å forbedre klimamodeller og fokuserer spesielt på en økt forståelse av rollen til polare prosesser i det globale klimasystemet.
På Norsk Polarinstitutt forsker vi på interaksjoner og dynamisk samspill mellom hav, is, snø og atmosfære både i Polhavet og Sørishavet. En viktig del av dette arbeidet går ut på å identifisere mangler og svakheter i jordsystemmodellene i sammenligningsprosjektet «The Coupled Model Intercomparison Project Phase 6» (CMIP6) og foreslå forbedringer til slike modellsystem som kan bidra til mer presise fremtidsprojeksjoner.
CRiceS er et EU Horizon 2020 prosjekt med 20 internasjonale partnere fra Europa, Canada, Sør Afrika og India, og blir ledet av det Finske Meteorologiske Institutt (FMI).
Marinøkologi
Marinøkologiseksjonen arbeider med marinøkologiske problemstillinger i polare havområder, inkludert Polhavet, fjorder på Svalbard og havområdene rundt øygruppen, og Sørishavet nord for Dronning Maud Land.
Seksjonen har fokus på nedre trofiske nivåer i marine næringskjeder, fra plankton til fisk, men arbeider også med endringer i hele næringskjeder relatert til klima med økende temperaturer og minkende havis, inkludert modellering. Vi deltar i forskningsnettverket Arctos (Arctic Marine Research Network).
Seksjonens forskere bidrar med marinøkologisk kunnskap inn i forvaltningsprosesser og deltar i arbeidsgrupper som utarbeider rapporter om polare havområder, kyster og fjorder. Dette inkluderer vurdering av særlig verdifulle og sårbare havområder, marine verneområder, og evaluering av trender og påvirkninger i Barentshavet og Polhavet.
Overvåkning
- Pelagisk sesongovervåkning i Kongsfjorden; co-leder Kongsfjord Flaggskip
- Overvåkning i Polhavet (SUDARCO/Atlantic-DBO)
- Dyreplanktonprøver til Miljøprøvebanken
Prosjekter
Arven etter Nansen
Deltar på arbeidspakkene RAC, RF2, RF3.
Arven etter Nansen er et nytenkende og holistisk arktisk forskningsprosjekt for bærekraftig miljøforvaltning og marin ressursstyring i Barentshavet og omkringliggende områder.
Arktis blir mer og mer isfritt. nedgangen i havisnivå vinterstid er mest merkbart i Barentshavet, den atlantiske inngangsporten til Arktis. Det er økende behov for kunnskap om bærekraftig forvaltning av dette endrede miljøet.
CRiceS
Climate Relevant interactions and feedbacks: the key role of sea ice and Snow in the polar and global climate system
Prosjektet går ut på å forbedre klimamodeller og fokuserer spesielt på en økt forståelse av rollen til polare prosesser i det globale klimasystemet.
På Norsk Polarinstitutt forsker vi på interaksjoner og dynamisk samspill mellom hav, is, snø og atmosfære både i Polhavet og Sørishavet. En viktig del av dette arbeidet går ut på å identifisere mangler og svakheter i jordsystemmodellene i sammenligningsprosjektet «The Coupled Model Intercomparison Project Phase 6» (CMIP6) og foreslå forbedringer til slike modellsystem som kan bidra til mer presise fremtidsprojeksjoner.
CRiceS er et EU Horizon 2020 prosjekt med 20 internasjonale partnere fra Europa, Canada, Sør Afrika og India, og blir ledet av det Finske Meteorologiske Institutt (FMI).
FACE-IT
FACE-IT aims to enable adaptive co-management of social-ecological fjord systems in the Arctic in the face of rapid cryosphere and biodiversity changes.
Glacier fronts and sea ice systems are hotspots of biodiversity. Their retreat will pose threats to Arctic coastal ecosystem function and eventually local livelihoods. The Arctic is a harbinger of the consequences of multiple global and regional environmental change on ecosystems and livelihoods: The overarching objective of FACE-IT is to enable adaptive co-management of social-ecological fjord systems in the Arctic in the face of rapid cryosphere and biodiversity changes.
Objectives
- Identify and quantify key drivers of biodiversity changes and their past and future trends.
- Identify cascading effects of a changing biodiversity associated with ongoing and projected changes in Arctic coastal food webs.
- Assess the interdependencies between environmental changes and Arctic coastal livelihoods.
- Support adaptive co-management at the local and national levels.
METALLICA
I-CRYME
Impact of CRYosphere Melting on Southern Ocean Ecosystems and biogeochemical cycles (I-CRYME)
Global warming is transforming Antarctica; melting the cryosphere (the ice caps, the glaciers and the sea ice); affecting the Southern Ocean physical dynamics and elemental cycles; and impacting the marine ecosystems and their capacity to absorb the atmospheric CO2 emitted by men.
The Southern Ocean is both home to rich ecosystems and a place where atmospheric CO2 is efficiently absorbed by the Ocean. A large part of this atmospheric CO2 is absorbed by phytoplankton and sea-ice algae which are limited by the availability of iron, a bio-essential element. Iron and other nutrients are highly concentrated within the cryosphere. The release of these elements and changes in the ocean dynamics linked to the melting cryosphere will have large consequences on marine ecosystems, their biodiversity and productivity. These consequences are not yet understood and research to improve our understanding is critical to predicting future changes.
This project aims to understand and quantify the impact of the melting cryosphere on the marine ecosystem of the Kong Håkon VII Sea, in the Southern Ocean. Towards this goal, I-CRYME combines field, laboratory and modelling activities that will generate novel datasets. The project utilizes the Research Vessel Kronprins Haakon, the Supply Vessel Silver Arctica that is commissioned annually by NPI to carry out research in the Southern Ocean; innovative technologies such as the TRIAXUS towed vehicle and long-term monitoring by deep-sea moorings in the area. The research activities will allow us to quantify the physical and biogeochemical properties during a time of rapid environmental change and to measure the response of the microbial community to the biogeochemical enrichment caused by the melting cryosphere. The project outcomes will shift our understanding of key processes in the Southern Ocean and improve our predictions of the future of its physical dynamics, its ecosystems and elemental cycles.
BREATHE
Bottom-sea ice Respiration and nutrient Exchanges Assessed for THE Arctic (BREATHE)
Global oppvarming endrer den arktiske havisen. Det påvirker spesialiserte mikroorganismer, som alger, som lever i den. Havisalger er essensielle medlemmer av det marine økosystemet. De sørger for organisk karbon til andre organismer og påvirker den biokjemiske syklusen av grunnstoffer. Gjennom fotosyntese fikserer de, og potensielt fjerner, klimagassen CO2 fra havet og atmosfæren. De nåværende estimatene av havisalgeproduksjonen begrenses av ufullstendige forståelser av to prosesser. Den første er; hvordan blir nødvendige næringsstoffer til havisalgenes vekst overført fra havet? Den andre er; hva er energikostnaden av å leve i så røffe forhold som i havisen? Det behøves data på næringstilgang drevet av havets omrøring og algenes respirasjon (det vil si opptaket av O2 og utslippet av CO2) for å forstå disse prosessene bedre.
I en tid med raske klimaendringer er vårt mål er å forbedre nøyaktigheten av estimatene av havisalgeproduksjonen ved å skaffe data for å tette disse kunnskapshullene. På veien mot målet vil BREATHE kombinere feltarbeid, labeksperimenter og modellbaserte undersøkelser. For å karakterisere algenes respirasjon blir nye O2-baserte forskningsmetoder utviklet. De skal brukes samtidig med oseanografiske sensorer under feltarbeid i Arktis og Antarktis for å vurdere næringsstofftilførselen i havomrøringen og algeproduksjonen i havishabitatene. Feltarbeidet vil gi informasjon til hvordan eksperimenter bør utføres for å få empiriske data på respirasjonen til havisalgene under ulike vekstforhold. Biogeokjemisk modellering i prosjektet vil implementere kunnskapen fra laboratoriums- og feltarbeidet for å teste de ulike parameterne for næringstilførsel og respirasjon. Etter dette vil vi bruke modellering for å bedre kunne predikere hvordan havisalgene kan bli påvirket av global oppvarming i fremtiden. Resultatene fra prosjektet vil endre vår oppfatning av algenes servicerolle i økosystemet, som hvilken rolle mikroorganismer har i reguleringen av klimagasser.
EvoCal
Arctic Marine Evolution: using local adaptation to infer future evolutionary responses of Calanus copepods to a changing environment (EvoCal)
Det å prøve å forutse effektene av klimaendringer på norsk og arktisk mangfold av marine arter står sentralt i en bærekraftig bruk og vern av Norges rike marine ressurser. I økende grad anerkjenner forskerne imidlertid at modellprediksjoner om virkningen av fremtidige klimaendringer på organismer må ta høyde for deres kapasitet (eller mangel på dette) til å akklimatisere eller tilpasse seg de forutsagte endringene over tid. I prosjektet EvoCal vil vi finne ut hvorvidt hoppekrepsen Calanus glacialis, nøkkelart i marine pelagiske næringsnett i Arktis, kan endre seg for tilpasning til fremtidige miljøendringer, enten via akklimatisering (reversible, kortsiktige fysiologiske endringer) eller evolusjonære tilpasninger (langsiktige endringer i populasjonens genetiske sammensetning). For å gjøre dette vil vi sammenligne toleransen til temperatur og pH i forskjellige bestander langs norskekysten, fra de relativt varme farvann i sør (Lurefjorden and Balsfjorden) til isdekkede arktiske farvann på Svalbard (Billefjorden). Hvis bestander av arten har tilpasset sin fysiologi til disse ulike miljøene i fortiden, kan det være mer sannsynlig at de kan tilpasse seg og overleve fremtidige miljøforandringer. Vi vil 1) benytte hydrografiske sensorer til å karakterisere variasjon og forskjeller mellom fjordene der Calanus glacialis lever, 2) bruke nye genetiske verktøy som nylig har oppdatert det tradisjonelle Calanus distribusjonskartet og gitt økt evne å oppdage populasjonsgenetisk struktur, 3) undersøke fysiologisk variasjon mellom bestandene ved å kvantifisere toleransen til klimarelaterte miljøvariabler: temperatur og pH. Integrering av disse tverrfaglige verktøyene, som inkluderer feltdata, fysiologiske eksperimenter i laboratorium, genetikk og evolusjonsteori, vil bidra til å informere bedre og mer nøyaktige modellprediksjoner for fremtidige overlevelse av denne nøkkelarten i norske arktiske farvann.
iC3
Centre for ice, Cryosphere, Carbon and Climate (iC3)
Gjennom å samle den fremste ekspertisen i verden skal iC3 sette søkelys på de store ismassene og deres rolle i det globale karbonregnskapet og jobbe aktivt for å redusere usikkerheten knyttet til dette.
ARK
Arctic marine mammals in a time of climate change: a Kongsfjorden Case Study (ARK)
Minkende sjøis (volum, utbredelse, sesongmessig tilstedeværelse) samt smelting/tilbaketrekning av tidevannsbreer (breer som har front ute i sjøen) er tydelige tegn på endringer i Arktiske områder som følge av global oppvarming. Reduksjonen i begge disse fysiske særtrekkene i Arktiske marine økosystemer skjer raskere i det nordlige Barentshavet enn noen andre steder i det sirkumpolare Arktis og gjør at norske høyarktiske områder er en varslingsklokke for klimaendringer for hele regionen. Reduksjonen i sjøis-habitatet med tilhørende endringer i Arktiske næringsnett vil utvilsomt ha store konsekvenser for Arktiske økosystemene og da med særlig dramatiske effekter for endemiske Arktiske sjøpattedyr. ARK forskningsprogrammet (2021-2026) vil benytte seg av en rekke eksisterende tidsserier samt utvide flere av disse (på utbredelse og antall, atferd, diett, nivåer av ulike forurensningsstoffer, sykdommer/helse, næringsnettrelasjoner) for å kvantitativt kunne teste 4 hypoteser om hvordan marine pattedyr (spesielt de endemiske Arktiske selene, men også andre arter) blir påvirket av global oppvarming: 1) reduksjonene i isforholdene vil føre til reduksjon i antall av is-avhengige arter og føre til re-distribuering av artene og til slutt lokal utryddelse; 2) endemisk Arktiske arter vil få økt konkurranse fra arter fra mer tempererte strøk som utvider sitt utbredelsesområde nordover; 3) Helsen til endemisk Arktiske arter vil bli negativt påvirket på grunn av økt eksponering for ulike sykdommer og økt eksponering for ulike forurensningsstoffer; 4) høyere temperaturer vil føre til endringer i næringsnettet som vil påvirke de endemisk Arktiske artene negativt med risiko for trofiske kaskade-effekter gjennom de Arktiske økosystemene. ARK vil ha en «case-study» tilnærming og bruke Kongsfjorden på Svalbard for å utforske økosystemendringer, bruke «state-of-the-art» næringsnett-modeller og «risk-assessment»- modeller for å fremskaffe nødvendig kunnskap for forvaltning og bevaringsplanlegging.
I løpet av de to første årene av ARK har vi studert potensielle klimaeffekter i Kongsfjorden basert på 1) passiv akustisk overvåkingsdata (PAM) og 2) 15 år med observasjonsdata. PAM-dataene indikerer at Kongsfjorden ikke lenger er et så viktig yngleområde for storkobber som det brukte å være. Sangaktiviteten til de brunstige storkobbehannene har blitt drastisk redusert siden 1990-tallet, og maksimal sangaktivitet foregår nå etter at sjøisen er borte, noe som skaper en mismatch med habitat-tilgjengelighet og dyrenes atferd. Analyser av observasjonsdataene i forhold til utbredelse av ulike hvalarter inne i fjordene og i kystnære områder viser at de sommergjestene hvalartene har ekspandert sitt utbredelsesområde nordover og at de i tillegg nå er mye vanligere å se inne i fjordene på Spitsbergen enn tidligere. Disse endringene reflekterer den nordlige tilbaketrekningen av isen i polhavet og en større innstrømning av Atlanterhavsvann over sokkelen og inn i fjordene som har med seg boreale fiskearter og krill som de sommergjestene hvalartene foretrekker å spise. Spesifikt for Kongsfjorden så er det flere observasjoner av kvitnos, blåhval, knølhval og vågehval og færre av den Arktisk endemiske hvithvalen i de senere år.
Vi har også i 2021 og 2022 undersøkt liggeplasser for steinkobber og funnet at denne arten nå er veletablert inne i Kongsfjorden. I tillegg har vi hatt to felt-sesonger hvor vi har fanget og instrumentert ringsel, steinkobber og storkobber med biologgere for blant annet å studere hvordan disse selartene sameksisterer/konkurrerer med hverandre inne i denne fjorden. I tillegg har vi samlet inn prøver fra de innfangede selene for undersøkelser av deres helse og diett. Innsamlinger av potensielle byttedyr er også foretatt for vinter og sommersesongene slik at ikke-invasive diettstudier nå kan utføres for disse selartene.
TONe
Troll observasjonsnettverk (TONe) er et toppmoderne, multiplattform, multidisiplinært distribuert observasjonsnettverk som vil etableres på og rundt den norske forskningsstasjonen Troll i Dronning Maud Land, i ett av de mest datafattige områdene i Antarktis. Infrastrukturen vil styrke Norges posisjon innenfor Antarktisforskning og -overvåkning, og vil gi norske og internasjonale forskere tilgang til observasjonsdata som grunnlag for ny samfunnsnyttig kunnskap.
Forurensing og marine pattedyr
Seksjonen forsker på hvordan miljøgifter og plast inngår i arktiske næringskjeder, deres kilder, akkumulasjon og langtidstrender. Vi studerer helseeffekter i arter høyt opp i næringskjeden, samt kartlegger hvordan klimaendringer påvirker miljøgifter i europeisk Arktis.
Vårt fokus er også på økologien til marine pattedyr rundt Svalbard, i Barentshavet, Polhavet og Sørishavet. Spesielt forskes det på koblinger til de fysiske omgivelsene i deres habitater, samspillet med resten av økosystemet og hvordan klimaendringer påvirker artene.
Kunnskap som er nødvendig for forvaltning av jaktbare og truete (rødlistede) arter dikterer sentrale forsknings- og overvåkingstemaer. Studier som integrerer kunnskap om forurensing, demografi og økologi dominerer i prosjektporteføljen.
Overvåkning
Miljøgifter
Vår miljøgiftovervåking inngår i overvåkingsprogrammet MOSJ (Miljøovervåking Svalbard og Jan Mayen). Norsk Polarinstitutt har ansvar for miljøgiftovervåking i isbjørn, fjellrev, ringsel, polarmåke, polarlomvi og steinkobbe. Den lengste tidsserien begynner fra 1970-tallet, mens de fleste artene har vært overvåket siden tidlig 1990-tallet. Langtidsovervåking av miljøgifter tilfører kunnskap om hvordan utslipp og klimarelatert endring påvirker nivåer av miljøgifter i arktiske topp-predatorer.
Vi bidrar også til MOSJ med data om sammensetning av dyreplankton i Kongsfjorden. Det pelagiske økosystemet i Kongsfjorden påvirkes av innstrømming av atlantisk og arktisk og vår tidsserie viser hvordan endring i vannmasser påvirker dyreplanktonsamfunnet som igjen påvirker høyere trofiske nivåer.
Prosjekter
FACE-IT
FACE-IT aims to enable adaptive co-management of social-ecological fjord systems in the Arctic in the face of rapid cryosphere and biodiversity changes.
Glacier fronts and sea ice systems are hotspots of biodiversity. Their retreat will pose threats to Arctic coastal ecosystem function and eventually local livelihoods. The Arctic is a harbinger of the consequences of multiple global and regional environmental change on ecosystems and livelihoods: The overarching objective of FACE-IT is to enable adaptive co-management of social-ecological fjord systems in the Arctic in the face of rapid cryosphere and biodiversity changes.
Objectives
- Identify and quantify key drivers of biodiversity changes and their past and future trends.
- Identify cascading effects of a changing biodiversity associated with ongoing and projected changes in Arctic coastal food webs.
- Assess the interdependencies between environmental changes and Arctic coastal livelihoods.
- Support adaptive co-management at the local and national levels.
ICE-WHALES (2015-2019)
Programmet studerer utbredelse og status til de tre endemiske is-assosierte hvalartene på Svalbard (Grønlandshval, hvithval og narhval) i forhold til klimaendringer og mulige interaksjoner med bestander av sommergjestende hvalarter.
Inkludert i dette programmet er bestandsstørrelsesstudier, studier av diett og helse samt omfattende sporingsstudier. Av pågående prosjekter i dette programmet kan nevnes satellittsporing av grønlandshval, hvithval, finnhval og blåhval. En flytelling av hval langs kysten av Svalbard som ble utført sommeren 2018 endte opp med estimater på over 300 grønlandshval og 800 narhval.
Analyser av flere år med lydopptak fra en passiv akustisk mottaker nordvest i Framstredet har gjort det mulig å studere det akustiske miljøet i et viktig forplantningsområde for Grønlandshval fra Svalbardbestanden. Analysene viser at dette området er relativt upåvirket av menneskeskapte lyder om vinteren og at synging fra disse hvalene dominerer lydbildet. Men i sommermånedene høres støy fra seismikk i gjennomsnitt 12 timer i døgnet.
Arven etter Nansen
Arven etter Nansen er et nytenkende og holistisk arktisk forskningsprosjekt for bærekraftig miljøforvaltning og marin ressursstyring i Barentshavet og omkringliggende områder.
Arktis blir mer og mer isfritt. nedgangen i havisnivå vinterstid er mest merkbart i Barentshavet, den atlantiske inngangsporten til Arktis. Det er økende behov for kunnskap om bærekraftig forvaltning av dette endrede miljøet.
ARK sjøpattedyr
Kommer
Terrestrisk økologi og sjøfugl
Seksjonen utfører overvåking og forskning innenfor fagfeltene terrestrisk økologi og sjøfugløkologi, med fokus på hvordan endringer i klima, miljøforhold og menneskelig aktivitet påvirker plante-, dyre- og fuglebestander i Arktisk og Antarktis.
Vår forskning baserer seg i stor grad på lange tidsserier for biomasse, bestandsutvikling, demografi og næringsvalg. Tidsseriene vedlikeholder vi gjennom årlig feltarbeid på Svalbard, Jan Mayen og i Dronning Maud Land (Antarktis). Vi studerer også dyrenes romlige atferd og habitatbruk gjennom bruk av ulike sporingsteknikker i det terrestriske og marine miljøet.
Overvåkning
MOSJ
COAT
Climate-Ecological Observatory for Arctic Tundra (COAT)
COAT er et overvåknings/observasjonsprogram laget for å dokumentere effekter av klimaendringer på arktiske tundrasystemer.
COAT Svalbard består av flere moduler som fjellrev, Svalbardrype, Svalbardrein, gjess og mose-tundra vegetasjon. Programmet har som målsetting å påvise kausale forhold mellom deler av næringskjeden og klimaendringer og andre antropogene påvirkninger.
COAT kobler den terrestriske overvåkingen i MOSJ (Miljøovervåking Svalbard og Jan Mayen) sammen med land-modulen i SIOS (Svalbard Integrated Arctic earth Observing System) og Framsenterets terrestriske flaggskipprogrammer.
SEAPOP
SEAPOP (avledet av den engelske termen for sjøfuglbestander – seabird populations) er et overvåkingsprogram for sjøfugl som startet opp i 2005. Programmet kombinerer langtids demografisk overvåking av ulike bestander med diett og sporingsstudier for å bestemme mekanismene som styrer sjøfuglene populasjonsdynamikk og utbredelse.
På Svalbard og Jan Mayen overvåkes 7 arter: lomvi, polarlomvi, krykkje, polarmåke, ismåke, storjo og alkekonge. Det foregår også noe overvåking på havhest, havsuler og lundefugl.
Prosjekter
Seabird tracking
SEATRACK skal identifisere utbredelse og vandringer året rundt for sjøfugl som hekker i nordøstlige deler av Atlanterhavet som inkluderer kolonier i Russland, Norge inkl. Svalbard og Jan Mayen, Island, Færøyene og Storbritannia.
Hele 11 arter fra 36 hekkekolonier blir studert i dette programmet. Man kartlegger viktige marine områder for de ulike artene og koloniene og studerer også hvordan miljøforholdene i områdene fuglene oppholder seg i utenom hekkesesongen påvirker artenes demografi og bestandstrender.
Til nå er over 10.000 GLS-loggere blitt satt på fugl fra de fem deltakende nasjonene. SEATRACK er en modul til SEAPOP.
TONe
Troll observasjonsnettverk (TONe) er et toppmoderne, multiplattform, multidisiplinært distribuert observasjonsnettverk som vil etableres på og rundt den norske forskningsstasjonen Troll i Dronning Maud Land, i ett av de mest datafattige områdene i Antarktis. Infrastrukturen vil styrke Norges posisjon innenfor Antarktisforskning og -overvåkning, og vil gi norske og internasjonale forskere tilgang til observasjonsdata som grunnlag for ny samfunnsnyttig kunnskap.
FACE-IT
FACE-IT aims to enable adaptive co-management of social-ecological fjord systems in the Arctic in the face of rapid cryosphere and biodiversity changes.
Glacier fronts and sea ice systems are hotspots of biodiversity. Their retreat will pose threats to Arctic coastal ecosystem function and eventually local livelihoods. The Arctic is a harbinger of the consequences of multiple global and regional environmental change on ecosystems and livelihoods: The overarching objective of FACE-IT is to enable adaptive co-management of social-ecological fjord systems in the Arctic in the face of rapid cryosphere and biodiversity changes.
Objectives
- Identify and quantify key drivers of biodiversity changes and their past and future trends.
- Identify cascading effects of a changing biodiversity associated with ongoing and projected changes in Arctic coastal food webs.
- Assess the interdependencies between environmental changes and Arctic coastal livelihoods.
- Support adaptive co-management at the local and national levels.
CLEAN
Hvordan påvirkes nordlige økosystemer (CLEAN)
Prosjektet CLEAN tar for seg den samla effekten og risikoen forbundet med flere stressfaktorer i økosystemene i nordområdene.
Prosjektet undersøker hvordan klimaendringer, kort- og langtransporterte forurensninger, artsinvasjoner og menneskelige aktiviteter, som høsting og akvakultur, i fellesskap påvirker økosystemene, inkludert varer og tjenester i disse. I tillegg evaluerer CLEAN forvaltningsutfordringene og mulighetene for å redusere den samla påvirkningen.