Ola M. Johannessen har vært både direktør og styreleder for Nansensenteret. Nå presenterer han nye funn om interne bølger i havet.
Ola M. Johannessen har vært både direktør og styreleder for Nansensenteret. Nå presenterer han nye funn om interne bølger i havet.

Innlegg. Interne bølger under havoverflaten kan genereres av virvler i havet

Ola M. Johannesen skriver i denne kronikken om en ny oppdagelse som viser at hvirvler i havet eller «været i havet», kan generere interne bølger under havoverflaten. Disse bølgene er viktige for blanding av vannmassene, noe som igjen påvirker klimaet i havet.

Publisert   Sist oppdatert

Interne bølger under overflaten i havet, fjorder og innsjøer er svigninger av temperatur, saltholdighet, tetthet og strøm, inkludert andre kjemiske og biologiske variabler med forskjellige perioder fra minutter til timer med vertikale svingninger fra meter til 100 meter.

Walter Munch

Walter Munk var den første doktorgrad’s studenten til den verdenskjente Norske Oceanografen Harald Ulrik Sverdrup da Sverdrup var Direktør ved Scripps fra 1936-1948, gitt bort i februar i år, 101 år gammel.

Som overflatebølger, bryter de også og forårsaker turbulens som er fundamentalt viktig for vertikal blanding av forskjellige vannmasser og transport av varme, salt, bevegelse mengde, kjemiske og biologiske variable inkludert CO2. Interne bølger ble først oppdaget av Fridtjof Nansen på Framferden (1893-1896). Dog ble det publisert et teoretisk arbeid av Stock allerede i 1847 som forutså at interne bølger ville eksistere i havet. Siden Nansens oppdagelse har interne bølger blitt observert i verdenshavene og i fjorder.

Generelt er genereringsmekanismene for interne bølger flere og omfatter følgende:

Tidevann som strømmer over forskjellige ujevne bunnforhold som terskler i streder og fjorder, sterk vind som virker på overflatelaget, strømninger over uregelmessige bunnforhold og isrygger under drivisen i Polare områder. Alle interne bølger kan observeres på overflaten som regulære striper eller «slicks», på grunn av strømsystemet i de interne bølgene konvergerer i overflaten. Avstanden mellom «slicks» angir bølgelengden på de interne bølgene som kan variere fra hundre til flere tusen meter. Disse kan sees visuelt under moderate vindforhold, eller mer systematisk av observasjoner fra fly eller satellitter, og forplanter seg med hastigheter fra cm/s til m/s.

Vi har oppdaget en helt ny og viktig genereringsmekanisme for interne bølger, nemlig at de også kan genereres av virvler i havet.

Ola. M. Johannessen

Vi har oppdaget en helt ny og viktig genereringsmekanisme for interne bølger, nemlig at de også kan genereres av virvler i havet. Denne oppdagelsen er nettop publisert i den kjente internasjonale vitenskapsjournalen «Tellus». Virvler i havet er dokumentert i alle verdenshav og i kystområder der hvor forskjellige vannmasser møtes i såkalte havfronter hvor hvirvlene dannes på samme måte som lavtrykk i atmosfæren dannes der kalde og varme luftmasser møtes, for eksempel i Norskehavet.

Illustrasjon fra «Tellus»: Bilde viser interne bølger med to bølgetog markert a og b (merket med
a) generert av en antisyklonisk virvel, rotasjonsretning med klokken (merket med c) langs iskanten i Grønlandshavet 30.-31. mars 1987. Bøyetriangelet som thermistorkjedene i havet er festet til, er vist øverst på bildet.
Illustrasjon fra «Tellus»: Bilde viser interne bølger med to bølgetog markert a og b (merket med a) generert av en antisyklonisk virvel, rotasjonsretning med klokken (merket med c) langs iskanten i Grønlandshavet 30.-31. mars 1987. Bøyetriangelet som thermistorkjedene i havet er festet til, er vist øverst på bildet.

Virvlenes størrelse i havet varierer på en skala på 100-200 kilometer på lavere bredder til 5-50 kilometer på høyere bredder. Virvlene kan ha en rotasjonshastighet på flere knop (en knop er 0,5 m/s) og kan bevege seg med flere kilometer per dag. De kan sammenliknes med lavtrykk og høytrykk i havet, men med en meget mindre skala. Derfor er hvirvlene populært kalt «været i havet».

I avhandlingen i «Tellus» 1. august har et forskerteam fra Norge, Russland og USA, ledet av professor Ola M. Johannessen fra Nansen Scientific Society i Bergen, publisert denne nye oppdagelsen at virvler i havet også kan genere interne bølger. Siden virvler finnes i alle verdenshav og i kystområder som nevnt over, kan vår nye oppdagelse være meget viktig og være et viktig bidrag til blanding av vannmasser inkludert CO2 som blir tatt opp av havet og blandet nedover i dypet.


Vår studie ble utført langs iskanten i Grønlandshavet allerede i 1987, men ikke publisert før nå. Etter en invitasjon til å feire 100 årsdagen til Walter Munk ved Scripps Institution of Oceanography (SCRIPPS) i San Diego i USA under en intern bølgekonferanse, begynte vi å reanalysere dataen.

Det er strømutviklingen i tid i virvlen som genererer de interne bølgene hvor strømhastigheten og rotasjonsretningen både i horisontal og vertikal retning forandrer seg.

Ola M. Johannessen

I vår dedikerte interne bølge- og virveleksperiment observerte vi virvler langs iskanten ved hjelp av radarmålinger fra to fjernmålingsfly som sendte radarbilder i sanntid ned til forskningsisbryteren Polar Circle. Basert på disse radarbildene ble tre bøyer satt ut på isen i et triangel med noen kilometer lange sider med temperatursensorer mellom 45 og 95 meter, samt strømmålere rett vest for en stor virvel.

Fra radarbildene identifisere vi interne bølger i overflaten, med 1000 meters bølgelengde, som forplantet seg innover i isen hvor de ble observert av temperaturmålingene fra trianglet. Analysene våre viste at de interne bølgene kom fra den store virvlen, øst for det drivene trianglet på isen.

Det er strømutviklingen i tid i virvlen som genererer de interne bølgene hvor strømhastigheten og rotasjonsretningen både i horisontal og vertikal retning forandrer seg. Dette er vår nye oppdagelse. Siden hvirvler er observert i all verdenshav og i kystområder, som nevnt før, kan dette være en ny og viktig oppdagelse.

Utfordringen er nå å studere hvor viktig denne nye oppdagelsen er og dette kan først gjøres ved å bruke radarbilder globalt fra satellitter for å se hvor generelt dette er, før nye eksperimenter gjøres.

Nye teoretisk studier er selvfølgelig også nødvendig.

Vår nye oppdagelse vil derfor bli viktig for å begynne å studere denne nye mekanismen; at virvler kan generere interne bølger i verdenshavene og i kystområder, en utfordring i fremtiden.