ABB-teknologi muliggjør viktig klimaforskning i Arktis med norsk kystvaktskip

Forskningsekspedisjonen ble ledet av Nansensenteret, med finansiering fra Forskningsrådet og EUs forskningsprogram HORIZON 2020. Hovedformålet var innsamling av miljødata om atmosfæren, havisen og havet under isen i Arktis.

- Satellitter gir overflatemålinger som er utmerkede for å overvåke endringene i sjøisen. Men for å forstå de store endringene som skjer i Arktis trenger vi bedre informasjon om hvor varmt og dynamisk havet er under isen, sier Dr. Hanne Sagen, forskningsleder ved Nansensenteret.

Forbedre klimamodeller

- Det haster med å forbedre observasjonen av havet i Arktis, understreker hun. - De innsamlede dataene vil bli brukt til å sjekke om klimamodeller klarer å reprodusere de observerte endringene, som igjen vil bli brukt til å forbedre klimaprognosene. Bedre klimaprognoser vil hjelpe oss med å planlegge og tilpasse oss klimaendringene, og det vil påvirke millioner av liv rundt om i verden.

Kystvaktskipet KV Svalbards oppgave var å hjelpe til med å sette ut et system med drivende isbøyer og havbunnforankrede rigger utstyrt med lydkilder og mottakere.

- Kystvakten har et historisk samarbeid med Kystverket om isgående prosjekter, sier senioringeniør Andreas Kjøl fra Kystverket. - Navigering i det sentrale Arktis krever strategisk ruteplanlegging ved bruk av havisinformasjon fra et stort antall satellitter, og det er der vår ekspertise innen isanalyse blir nyttig.

Oppdraget utført

KV Svalbard er et isbrytende patruljefartøy designet for navigasjon i en meter helårsis. Det 104 meter store fartøyet har to 5MW Azipod® fremdriftsenheter. Målet med ekspedisjonen, som krevde mer enn ett års detaljplanlegging, var å nå så langt nord som mulig. Kjøl konstaterer at teamet var spesielt fornøyd med å ha kommet hele veien til Nordpolen.

- Kombinasjonen av grundig forberedelse, fartøyets egenskaper og besetningens erfaring var nøkkelen til suksess, bekrefter han. Isens status ble overvåket i seks måneder før ekspedisjonen. En rute øst for Svalbard ble valgt for minst mulig is, men den var fremdeles utfordrende for et fartøy på størrelse og med kraft som KV Svalbard.

- Husk at dette området har de mest ekstreme isforhold på planeten. Oppdragets suksess var en stor bragd gitt de fysiske og miljømessige parametere.

Selv om KV Svalbard har operert i Arktis i årevis, forventet teamet å møte utfordringer med tykk helårsis på høyere breddegrader.

- Vi var til og med forberedt på å fryse inn på grunn av venting, men dette skjedde aldri, sier Kjøl.

Fremdriftssystemet fungerte utmerket

Det tok tre dager å sette ut hver moring i det krevende arktiske miljøet: En for å finne ønsket posisjon, en for å sette dem ut og en tredje for å distribuere og plassere et nettverk av transpondere - kommunikasjonsenheter som sender og mottar signaler - rundt moringen. Utplasseringen krevde både god planlegging og utførelse og et letthåndterlig skip. Manøvrerbarheten med Azipod® var en stor fordel, melder Kjøl. Ikke bare for generell navigering, men i situasjoner som krever mer finesse.

- Det ga oss flere alternativer, som å bakke i isen for trygt å sette ut utstyr og slå leir.

KV Svalbard benyttet flere metoder for fremdrift under oppdraget.

- Vi kunne lage vippebevegelser som gir skipet mer plass i isen. Styrmennene er veldig glad i Azipod®-enhetene for slike muligheter til å holde momentet oppe.

Seilasen viste seg å være nyskapende innen navigasjonen i islagt farvann.

- Vi var det første norske fartøyet som nådde Nordpolen. Og det sender et signal til isbryterbransjen om at uavhengig polarnavigering er mulig, sier Kjøl. - Vi beviste også at Azipod® fremdrift kan gjøre det mulig for mindre fartøyer å håndtere helårsis.

Holder vakt over vannet

Moringer utplassert under KV Svalbards oppdrag er en del av et omfattende akustisk system for å måle midlere havtemperatur i en forhåndsdefinert periode. Hver moring har akustiske og oseanografiske instrumenter montert på fire kilometer lange kabler som holdes vertikale av flyteelementer og holdes til havbunnen med ankre. Systemet har to lavfrekvente kilder, en plassert i Nansen-bassenget og en i Beauforthavet, og hver avgir signaler som mottas av hydrofoner hundrevis av kilometer unna.

- Lydbølger reiser raskere i varmere vann enn kaldt, forklarer Hanne Sagen ved Nansensenteret. - En temperaturøkning på en grad øker lydens hastighet med fire meter per sekund. Måling av den varierende hastigheten på lydbølger gjør det mulig for oss å få nøyaktige, midlere havtemperaturdata.

Sagen forteller at lignende målinger ble gjort i 1994 og 1999, med en 0,5 graders økning i temperaturen.

Fra uker til halv time

- Det har gått 20 år siden de siste målingene, og dette har kanskje vært perioden med de største miljøendringene i moderne historie. Det akustiske systemet gjør det mulig å måle havtemperaturer over et område på 2500 km på omtrent en halv time.

- Å bruke et forskningsfartøy for å få tradisjonelle, oseanografiske profiler for det samme området ville ta uker. Det akustiske systemet er designet for å gi øyeblikkelig og pålitelig måling av den mi havtemperaturen med en nøyaktighet på 10-50 milligrader for det arktiske området hver 36. time i et helt år.

Når de er utplassert, blir moringene dekket av havis, noe som gjør det umulig for dem å overføre informasjon til satellitter. Løsningen er å lagre data i hver enhet frem til innhenting, planlagt høsten 2020.

Informerte beslutninger

Andreas Kjøl i Kystverket er bekymret for flere skip som seiler lenger nord, og oftere.

- Dette er et relativt nytt fenomen i nordområdene, og det er frykt for at hyppigere passasjer kan ha en permanent innvirkning på isstrukturen, sier han. Ikke desto mindre mener han fordelene med forskningstokt langt på vei oppveier negative konsekvenser.

- På dette oppdraget skaffet vi oss kunnskap som er avgjørende for en informert styring av polarområdene. Dette hjelper oss ikke bare til å forstå klimaendringer, men bidrar til informerte beslutninger om hvordan vi skal håndtere polare miljøer på en ansvarlig måte.

All erfaring fra planlegging og gjennomføring av oppdraget har bidratt til det internasjonale søke- og redningsøvingsprosjektet SARex Svalbard, forteller han.

- Interessentene er opptatt av å dele resultater for å styrke vårt felles kunnskapsgrunnlag, og for å hjelpe rederier med å være bedre forberedt på økt sikkerhet for arktisk skipsfart.