Institutionen för naturgeografi och kvartärgeologi Försämrad korrelation mellan storleken av Kebnekaises sydtoppsglaciär och andra klimatindikatorer Albert Storby Examensarbete grundnivå Naturgeografi, 15 hp NG 22 2014
Förord Denna uppsats utgör Albert Storbys examensarbete i Naturgeografi på grundnivå vid Institutionen för naturgeografi och kvartärgeologi, Stockholms universitet. Examensarbetet omfattar 15 högskolepoäng (ca 10 veckors heltidsstudier). Handledare har varit Peter Jansson, Institutionen för naturgeografi och kvartärgeologi, Stockholms universitet. Examinator för examensarbetet har varit Per Holmlund, Institutionen för naturgeografi och kvartärgeologi, Stockholms universitet. Författaren är ensam ansvarig för uppsatsens innehåll. Stockholm, den 4 juni 2014 Lars-Ove Westerberg Studierektor
Försämrad korrelation mellan storleken av Kebnekaises sydtoppsglaciär och andra klimatindikatorer Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) recognizes glaciers as the best land-indicator of climate change. A variety of studies have concluded, using both modeling and field studies, that above all climate parameters precipitation, particularly winter precipitation, and summer temperature controls the change in glacier mass balance. With global warming almost all glaciers on Earth are losing mass. In this study, the summit-glacier constituting Kebnekaise's south summit (called the Southern-summit henceforth), Sweden's highest point, is studied to see how it is affected by winter precipitation and summer temperature during the period 1968 2013. Whether the Southern-summit reacts on climate fluctuations, during the period 1968 2012, in the same way as the two adjacent glaciers Storglaciären and Rabots glacier is also studied. The Southern-summit with its maximum height at 2120 m a.s.l. in 1968 shrinks at an average rate of 0.35 m/yr. The Southern-summit is according to measurements in 2013, 2100 m a.s.l., only 3 m higher than Sweden's second highest point, the Kebnekaise north summit. With the general decrease of the Southern-summit's height, it can take up to 10 years before it is permanently not Sweden's highest point, but only a couple of years until, at least temporarily, it becomes Sweden's second highest point, it should be noted that is a simplification. Regression analyzes indicate that there is a weaker correlation between the height of the Southern-summit and the other climate indicators during the period 1984 2013 than during the period 1968 1983. Because of the lack of research on summit-glaciers, it is difficult to determine why the correlation between the various factors is better in the earlier period, however, some possible theories might be: (1) Meteorological data must be viewed as a system and not as two individual parameters. (2) Because of the Southern-summit's size it is more sensitive to climate change than the surrounding glaciers. (3) The Southern-summit has undergone two greater reductions in height of 10 m during two short periods and may have reached some kind of minimum value where ablation and accumulation patterns are not as expected. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) erkänner glaciärer som den bästa landindikatorn av klimatförändringar. En rad olika studier har kommit fram till, både med hjälp av modellering och fältstudier, att det framförallt är klimatparametrar som nederbörd, främst vinternederbörd, och sommartemperatur som styr förändringen av glaciärers massbalans. I och med den globala uppvärmningen minskar nästintill samtliga glaciärer på jorden i massa. I denna studie har toppglaciären på Kebnekaises sydtopp (hädanefter kallad Sydtoppen), Sveriges högsta punkt, studerats för att se hur den påverkas av vinternederbörd och sommartemperatur under perioden 1968 2013. Huruvida Sydtoppen reagerar på klimatfluktuationer, under perioden 1968 2012, på samma sätt som de två närliggande glaciärerna Storglaciären och Rabots glaciär studeras också. Sydtoppen med sitt högsta värde på 2120 m ö.h. 1968 krymper i genomsnitt 0,35 m/år. Sydtoppen är enligt mätningen 2013, 2100 m ö.h. enbart 3 m högre än Sveriges näst högsta punkt, Kebnekaises nordtopp. I och med den generalla minskningen av Sydtoppen kan det dröja upp till 10 år innan den permanent slutar vara Sveriges högsta punkt, men bara ett par år innan den åtminstone tillfälligt blir Sveriges näst högsta punkt, det bör noteras att detta är en förenkling. Regressionsanalyserna visar att det finns en sämre korrelation mellan Sydtoppens höjd och de övriga klimatindikatorerna under perioden 1984 2013 än under perioden 1968 1983. På grund av bristen på forskning om toppglaciärer är det svårt att utvisa varför korrelationen mellan de olika faktorerna är bättre under den tidigare perioden, dock kan några möjliga teorier vara: (1) Meteorologisk data måste ses som ett system och inte som två enskilda system. (2) På grund av Sydtoppens storlek är den känsligare för klimatförändringar än de omkringliggande glaciärerna. (3) Sydtoppen har genomgått två kraftiga minskningar i höjd på 10 m under två korta perioder och kan då ha nått en form av minimumvärde där ablations- och ackumulationsmönstren inte är som förväntade. 1
Albert Storby 2
Försämrad korrelation mellan storleken av Kebnekaises sydtoppsglaciär och andra klimatindikatorer... 1... 1... 5... 6... 7... 9... 9... 9... 10... 11... 12... 12... 13... 14... 15... 15... 21... 22... 24... 25... 25... 27... 27... 27 3
Albert Storby 4
Försämrad korrelation mellan storleken av Kebnekaises sydtoppsglaciär och andra klimatindikatorer Glaciärer, som i denna rapport definieras som alla glaciärer förutom de stora inlandsisarna på Grönland och Antarktis, fungerar generellt sett som utmärkta klimatindikatorer då de förhållandevis har en hög årlig massförändring i förhållande till sin totala massa. Detta jämfört med inlandsisarna på Grönland och Antarktis där massförändringarna förhållandevis är väldigt låga i förhållande till den totala massan. Glaciärers volym reagerar och förändaras på grund av klimatets förändringar, vilket gör att glaciärer fungerar som utmärkta klimatindikatorer. Glaciärer finns dessutom oftast i områden där det kan vara svårt att utföra vanliga klimatmätningar så som högt upp i bergsmassiv. Det kan dock ibland finnas en viss tidsförskjutning mellan klimatförändringar och synbara förändringar av glaciären (IPCC, 2007). Faktum är att Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) erkänner glaciärer som den bästa landindikatorn på klimatförändringar, beroende på både deras känslighet för klimatvariationer och att glaciärens tillväxt och krympning är lättöverskådligt för allmänheten (McCarthy et al., 2001). Enligt IPCC (2007) täcker glaciärer och istäcken en ganska stor del av jordens yta, hela 10%, det är dock bara cirka 0,1% av jordens yta som är täckt med glaciärer. Glaciärer täcker en yta på någonstans mellan 512 10 3 och 546 10 3 km 2 och motsvarar en volym på mellan 51 10 3 och 133 10 3 km 3. Allt detta skulle potentiellt kunna innebära en havsytehöjning på 0,15 0,37 m om det smälte. Om de Antarktiska och de Grönländska inlandsisarna tas i åtanke kan havsnivån potentiellt öka med 7 57 m. Förekomsten av glaciärer styrs väldigt mycket av det lokala klimatet i närområdet. Oerlemans (2001) menar att vid en bergskam kan dubbelt så mycket snö ackumuleras som i en närliggande dal, enstaka kilometer bort, på grund av nederbördsskugga. Även den generella vindriktningen styr hur mycket snö som har möjlighet att ackumuleras. Vid ablation är det egentligen inte strikt temperatur utan värme som styrs av energiutbytet vid ytan av glaciären, alltså kan det till viss del ske ablation även vid lufttemperaturer under 0 o C. Luftfuktighet, molnighet, solstrålning, sublimering, turbulenta energiflöden, lokal skugga, med mera spelar också roll. Den stora temperaturskillnaden som kan finnas mellan glaciärer och omkringliggande landskap kan även skapa flöden av varmluft som påverkar ablationen av glaciären. Katabatiska vindar kan även minska lufttemperaturen i närheten av glaciärer (Owen et al. 2009). Faktorer som dessa komplicerar användandet av meterologiska data då det kan finnas stora lokala skillnader mellan meteorologiska stationer och närliggande glaciärer. Det är därför viktigt att eftersträva meteorologisk data som är uppmätt så nära glaciären som möjligt, om det ska användas som en klimatindikator för den specifika platsen. IPCC (2007) redovisar förändringar världens glaciärer har genomgått under de senaste 150 åren. Mer eller mindre alla glaciärer har minskat i storlek ända sedan 1800-talet, även om avsmältningen minskade något under perioden 1970 1990, så har avsmältningen ökat kraftigt sedan 1990-talet. Den totala avsmältningen av glaciärer på jorden under perioden 1960/1961 till 2003/2004 var (155 ± 55) 10 9 ton/år medan den det näst senaste decenniet 1990/1991 till 2003/2004 var (230 ± 66) 10 9 ton/år, vilket visar på en ökning i avsmältning sedan 1990 men även på en generell avsmältning sedan 1960. 5
Albert Storby Enligt Kääb et al. (2007) blir bevisen tydligare och mer detaljerade för att nuvarande glaciärer krymper över hela jorden beroende på ökande temperaturer. Deras modellering av glaciärers respons av klimatförändringar i europeiska Alperna visar att minskningen av glaciärernas massbalans beror på förändringar i temperatur och nederbörd och att det kan ske en kraftig minskning av glaciärers storlek om temperatur- och nederbördstrenderna fortsätter som det gjort hitintills. Oerlemans et al. (1998) har modellerat glaciärers respons på klimatförändring och visar att även med ett scenario av 10% ökning av total årsnederbörd per grad högre temperatur, som beror på ett fuktigare klimat, så kommer en generell minskning av massan av världens glaciärer att ske på grund av den ökade temperaturen, även med den ökad vinternederbörd som följd av ökad årsnederbörd. En tydlig koppling mellan klimatförändringar och massan av Storglaciären har beskrivits av Holmlund et al. (1996a). Holmlund (1987) har även visat på en koppling mellan sommartemperatur och vinternederbörd samt massbalansen av Storglaciären. Exempelvis har Storglaciären vuxit i massa under perioden 1985 1995 vilket berott på en tydlig ökning av vinternederbörd och till viss del av en temperaturminsking av sommartemperaturen med 1 o C (Holmlund et al. 1996a). Barry (2006) visar även på att det finns en tydlig koppling mellan sommartemperatur och ablation av glaciärer i allmänhet, men även att sommarnederbörd kan påverka, även om det är med en faktor minst tre gånger mindre. Det visas också att vinternederbörd till väldigt stor del styr ackumulationen av glaciärer. Med de förändringar som skapas, på grund av klimatförändringar, av nederbörd och temperatur har det setts och kan förväntas en ökade sommartemperaturer men även en ökad årsnederbörd. Vintertemperaturen påverkar inte direkt förändringen av glaciärers massa så länge den håller sig under 0 o C, då det inte sker någon ablation. Vintertemperaturen ger dock möjlighet till nederbörden i form av snö som då ökar glaciärens massa, vilket innebär att vintertemperaturen indirekt påverkar massan av glaciären. Dong et al. (2012) visar också att det finns en tydlig koppling mellan sommartemperatur och minskning av glaciärens massa samt att vinternederbörden styr ackumulationen och har kommit fram till att om klimatet fortsätter utvecklas som det gjort de senaste 50 åren kommer det ske en fortsatt minskning av massan hos de flesta glaciärer på jorden. Alla glaciärer på hela jorden styrs av klimatet och dess förändringar, dock retirerar de inte med samma hastighet på grund av att de har olika responstid. Detta har bland annat undersökts av Brugger et al (2005) som visar att Storglaciären och Rabots glaciär storleksmässigt är i olika faser av reträtt även om deras volymförändringar är i korrelation med varandra, alltså påverkas de på samma sätt av klimatet även om de påverkas olika mycket, vilket generellt gäller för alla jordens glaciärer. Massbalans är ett värde på hur mycket en glaciär har minskat eller ökat i massa under ett eller flera år och beskrivs vanligtvis i meter vattenekvivalent (m v.e.). Ett kg vatten med densiteten av ρ w = 1000 kg/m 3, har en vertikal utbredning av 1 mm när den är fördelad jämt över en yta av 1 m 2. För att förtydliga, fås måttet meter vatten ekvivalent genom att dividera en massa per areaenhet med densiteten på vatten, 1 [m v.e.] = 1000 [kg/m 2 ] / ρ w [kg/m 3 ](Arendt et al. 2011). Kaser et al. (2002) förklarar att om glaciärer ska fungera som ett klimatarkiv krävs det att 6
Försämrad korrelation mellan storleken av Kebnekaises sydtoppsglaciär och andra klimatindikatorer kontinuerlig massbalansdata samlas in över en längre tidsperiod på åtminstone 10 år. Massbalansdata samlas oftast in två gånger om året, då glaciären har som störst massa, alltså mot slutet av vintern, och då glaciären har som minst massa, alltså i början av vintern. Dessa datasammanslagningar visar sedan en nettoskillnad i massbalans. Det är framförallt sommartemperatur och vinternederbörd som påverkar massbalansförändringar, alltså med en uppvärmning av klimatet kan det förväntas fler perioder av massförluster. Massbalans kan mätas med flertalet metoder men de mest etablerade är den direkta glaciologiska metoden och de indirekta metoder som beskrivs av Barry (2006) i detalj. Den direkta glaciologiska metoden förlitar sig på upprepade mätningar, två gånger om året, med hjälp av stakar som placeras, oftast i ett rutnät, på glaciären. Den årliga balansen brukar beräknas vid fasta datum, när massan är som störst respektive minst. Mätningarna vid stakarna jämförs sedan med föregående säsongs mätningar för att få fram förändringen. En av de indirekta metoderna att mäta massbalans, även mer känd som den geodetiska metoden, förlitar sig på berggrunden som en fast referensyta, digitala höjd modeller (DEM) används, som kan skapas bland annat med fotogrammetri eller Lidar, för analyser av glaciärens förändring i storlek över tid (Wang et al. 2014). Med den geodetiska metoden är det också viktigt att beakta när på året de digitala höjdmodellerna är uppmätta då de inte alltid är uppmätta vid till exempel maxima eller minima av glaciärens storlek. Denna metod behöver inte utföras årligen om det eftersöks en mer långsiktig förändring, men det behövs DEM från olika år för att se en förändring. För att få ett väldigt övergripande mått på massbalansen kan man även använda sig av den hydrologiska metoden där vattenavrinningen från glaciären mäts och dras bort ifrån den totala nederbörden över glaciärens yta. En ovanlig variant av den geodetiska metod att mäta förändringar av glaciärers volym är den metod som används på toppglaciären på Kebnekaises sydtopp där höjden ovan havsytan av toppen av toppglaciären mäts. Höjden fungerar i detta fall som en proxy för volymen av glaciären då en högre höjd innebär en större volym, då Sydtoppen har en konliknande form. Toppglaciären på Kebnekaises sydtopp, kallas framöver enbart Sydtoppen, är Sveriges högsta punkt på 2100 m ö.h. Den är dock endast 3 m högre än Sveriges näst högsta punkt, nordtoppen på Kebnekaise, på 2097 m ö.h., som är på fast berggrund. Det finns mätningar av höjden på Sydtoppen från 1880 även om de kontinuerliga mätningarna börjar först 1968. Sydtoppens högsta värde (1968) är uppmätt till 2120 m ö.h., det har sedan dess varit en generell minskning i höjden som kommer studeras. I nuläget finns det nästintill ingen forskning om Sydtoppen och relativt lite om toppglaciärer i allmänhet vilket gör denna studie intressant. Det kommer att användas meteorologiska data från två närliggande meteorologiska stationer, Tarfala A och Nikkaluokta, för att se hur Sydtoppens höjd påverkas av nederbörds- och temperaturförändringar från 1968 till 2013. Då glaciärer fungerar som perfekta klimatarkiv i avlägsna områden (IPCC, 2007 och Kaser et al., 2002), som exempelvis Kebnekaise, kommer det 7
Albert Storby i denna studie även användas massbalansdata från Storglaciären och Rabots glaciären, de två mest närliggande glaciärerna till Sydtoppen, dessutom de två mest studerade glaciärerna i Sverige (Holmlund och Jansson, 1999), för att analysera hur Sydtoppen har påverkats av klimatet under perioden 1968 2012, och om den påverkas likadants som de närliggande glaciärerna. I projektet går det att fastställa två hypoteser som presenteras i Figur 1, den första (1) och simplaste hypotesen är att det finns ett linjärt samband mellan ett varmare klimat, alltså även massbalansen av Storglaciären och Rabots glaciär, och Sydtoppens höjd vilket innebär att ju varmare klimat blir desto snabbare blir avsmältningen ända tills toppglaciären är helt bortsmält och berggrunden blottas. Den andra (2) hypotesen, som illustreras i Figur 1 och Figur 2, är att det på grund av Sydtoppens geometri kan finnas maximum- respektive minimumvärden för hur hög toppglaciären kan bli. Sydtoppen ligger på en platåyta, se Figur 3, som genom stupen ner till Rabots och Björlings glaciärer begränsar toppglaciärens utbredning. Mot söder kan glaciären dock utbreda sig på en platå, men någon sådan utbredning finns det inga tecken på. Får glaciären en för hög höjd kommer det att bli en för stor lutning på sidorna och gravitationen gör då att det inte kan ackumuleras mer snö på toppen då den faller ner från glaciärens yta eller blåser bort. Om glaciären istället har en låg höjd har den så pass låg lutning på sidorna att all snö som faller kan ackumuleras på toppen som då har en större yta om inte vindens påverkan gör att den blåser bort då det inte finns någon vertikal yta som snön kan fastna på, alltså blir ackumulationsmönstrena oförväntade och oförutsedda. Alltså kan det enligt hypotesen förväntas ett ickelinjärt samband mellan meteorologisk data samt massbalansdata från Storglaciären och Rabots glaciär jämfört med höjddata från Sydtoppen vid vissa tidsperioder. Det bör dock noteras att denna hypotes enbart gäller vid en mindre klimatuppvärmning och om klimatet värms för mycket kommer toppglaciären att smälta bort helt. Figur 1. Hypoteser av hur Sydtoppen och de andra klimatindikatorerna förhåller sig till varandra. Se text för mer detaljerad diskussion. Figur 2. En schematisk skiss över Sytoppen med tillhörande glaciär och möjlig förändring av höjd. Se text för mer detaljerad diskussion. 8
Försämrad korrelation mellan storleken av Kebnekaises sydtoppsglaciär och andra klimatindikatorer a) b) Figur 3. a) En orienteringskarta där den röda rutan representerar ungefär var Sydtoppen ligger. b) Ett flygfoto över studieområdet. Valter Schytts block visar var mätningarna av Sydtoppen har utförts periodvis. (Bildkälla: Google Earth). Sydtoppen är en toppglaciär som befinner sig på den södra toppen av Kebnekaises bergsmassiv, i Kiruna kommun, Lappland, i nordvästra Sverige (67 54 N 18 31 Ö). I Figur 3 går det att utläsa hur området ser ut i närheten av Sydtoppen. Senaste mätningen (2013) av Sydtoppen visar att den är 2100 m ö.h. vilket enbart är 3 m högre än Sveriges näst högsta punkt, Nordtoppen, som alltså är 2097 m ö.h., som består av fast berggrund och också ligger i Kebnekaises bergsmassiv. Med den krympande trenden av Sydtoppen som existerar finns det en sannolikhet att Nordtoppen blir Sveriges högsta punkt då den fasta berggrunden på Sydtoppen är på 2060 m ö.h. Vid dalarna i anslutning till Sydtoppen finns det ett antal dalglaciärer, där ibland Storglaciären och Rabots glaciär som är cirka 3 km 2 respektive cirka 4 km 2 stora och de glaciärer i Sverige som är mest undersökta (Holmlund och Jansson, 1999). Sydtoppen ligger norr om norra polcirkeln och ligger alltså i ett kallt klimat med vintertemperaturer åtminstone åtta månader om året och sommartemperaturer som ofta knappt sträcker sig över 10 o C (SMHI 2014). Mätningar av höjden på Sydtoppen utfördes första gången 1880 och sedan igen 1902. Tarfala forskningsstation har sedan 1947 utfört mätningarna, men först sedan 1968 finns det en kontinuerlig mätserie som används i denna studie. Mätningarna av Sydtoppen har utförts med ett antal olika metoder. Majoriteten av mätningarna, framförallt de tidigare har skett med hjälp av en Wild T2 teodolit som med hög precision mäter 9
Albert Storby syftningsvinkeln (α) mellan horisontalplanet (a) och hypotenusan (c) upp till Sydtoppens topp, detta illustreras i Figur 4. Teodolitens mätpunkt har huvudsakligen varit Valter Schytts block, som ses i Figur 3, som är en del av tidigare frontmorän av Storglaciären. För att Sydtoppens höjd ska gå att beräkna med hjälp av trigonometri behövs även längden på hypotenusan (c) som vissa år har uppmäts med en Geodimeter 6000, en optisk avståndsmätare. Denna mätmetod kräver även en mätprisma på Sydtoppens topp som den optiska avståndsmätaren kan svara mot. Vissa år Figur 4. Schematisk skiss över hur mätningarna har utförts av Sydtoppens höjd där α är syftningsvinkeln, a är det vertikala avståndet till Sydtoppen, b är Sydtoppens höjd ovan Valter Shytts block och c är hypotenusan. har även en Geodimeter 440 används som har både funktionen att mäta syftningsvinkeln (α) och hypotenusans (c) längd. Enstaka år har en differentiell GPS (dgps) av märket Trimble 4600 eller R7 recievers använts för att mäta höjden av Sydtoppen med hjälp av tredimensionell positionering som sedan har kalibrerats mot basstationen vid Tarfala forskningsstation. Alla olika mätmetoder innefattar givetvis en viss noggrannhet, som är olika stor för varje metod beroende på hur exakta metoderna är. De mätningar som är utförda med dgps anses vara de bästa och har en noggrannhet på uppemot ±0,1 m. Det finns även en rad osäkerhet i själva mätmetoderna med avstånds och vinkelmätningarna till exempel om Sydtoppens topp alltid har samma punkt och avståndet av hypotenusan (c) är exakt lika lång varje år, noggrannheten hos teodoliten är dock ±1 bågsekund och hos lasermätaren ±0,01m, alltså försumbara. Mätningarna av Sydtoppens höjd har generellt sätt utförts i augusti månad vilket innebär att mätningarna är nära ett årligt minimumvärde på toppen men det kan fortfarande förekomma mer smältning då temperaturen ofta kan vara över 0 o C även i september månad, som visas i Tabell 1, vilket då tillåter smältning. Alltså är det oftast inte ett årligt minimumvärde som representeras av data utan bara ett nära minimumvärde. Informationen är tyvärr dålig om vilka år vilken mätmetod har använts för Sydtoppens höjd men då höjden av Sydtoppen endast är angiven i hela meter i mätdata så är mätfelen i förhållande så pass små att eventuella mätfel inte kommer beaktas i denna rapport. Mätserien består av höjddata, alltså meter över havsytan. För att dessa data ska bli användbara har den beräknats till en förändring av höjden jämfört med föregående års mätning, alltså höjdskillnaden som mäts i meter. Mätserien är inte helt komplett, där mätvärden saknats har det senaste befintliga värdet på höjden använts som referens, vilket innebär att vissa höjdförändringsdata sträcker sig över 2 till 3 år. Meteorologisk data i form av dygnsmedeltemperatur och dygnsnederbörd har hämtats från Sveriges meteorologiska och hydrologiska institut (SMHI 2014). Då både temperatur och nederbörd ofta är lokala värden har den meteorologiska stationen Tarfala A (klimatnummer: 178970), som ligger enbart 4 km från Sydtoppen använts. Den meteorologiska stationen Tarfala A har bara dygnsmedeltemperaturmätningar som sträcker sig från den 23 november 1995 till 1 januari 2014 10
Försämrad korrelation mellan storleken av Kebnekaises sydtoppsglaciär och andra klimatindikatorer och sporadiska dygnsnederbördmätningar, framförallt vinternederbördsmätningar, mellan 1 november 1995 och 1 oktober 2000. Därför kommer även den meteorologiska stationen Nikkaluokta (klimatnummer: 179950 (1965 1995) och 179960 (1995 2013)), som ligger cirka 20 km från Sydtoppen, att användas. Den meteorologiska stationen i Nikkaluokta har dygnsmedeltemperaturmätningar och dygnsnederbördsmätningar från 2 januari 1965 och är fortfarande aktiv vid skrivandet av denna rapport. På grund av lokala skillnader i exempelvis höjd över havet kommer de exakta värdena från Nikkaluoktas, men även Tarfalas meteorologiska station inte vara användbara, men de kan användas som en referens för att se trender så som kraftig vinternederbörd eller extra varm sommartemperatur då dessa faktorer oftast har en större utbredning. De meteorologiska data som är i form av dygnsvärden är på för stor upplösning, därför har dessa data räknats om till månadsvärden, men framförallt till säsongsmedeltemperatur för sommaren respektive total säsongsnederbörd för vintern, då det framförallt är sommartemperatur och vinternederbörd som styr glaciärers krympning respektive tillväxt. Mätningarna av massbalansen för Storglaciären och Rabots glaciär har utförts sedan 1946 respektive 1982 av Tarfala forskningsstation. Storglaciären med en area på cirka 3 km 2 är den glaciär i Sverige som har den mest omfattande forskning och den längsta mätserien av massbalans i världen (Holmlund et al. 1996b). Rabots glaciären som har en area på cirka 4 km 2 är den glaciär med näst mest omfattande forskning och mätningar av massbalans i Sverige (Holmlund och Jansson, 1999). Av dessa anledningar är både Storglaciären och Rabots glaciär utmärkta att använda som klimatarkiv för jämförande analys. Den direkta glaciologiska metoden, den metod som används av Tarfala forskningsstation, är en metod där det görs två mätningar per år. En mätning görs i slutet av vintern, innan glaciären börjar smälta och en innan vinternederbörden påbörjas. Vid mätningar med denna metod är metoderna för ackumulations- och ablationsmätning något annorlunda. Hur både ackumulationsoch ablationsmätningar utförs har beskrivits generellt av Kaser et al. (2003) och mer specifikt för Storglaciären och Rabots glaciär av Holmlund och Jansson (1999) och gäller för hela detta avsnitt. Ackumulationen mäts med hjälp av en extensivt utbredd sondering där ett lager med mycket högre densitet, senaste sommarytan, eftersöks. Ovanliggande snö har alltså ackumulerats denna säsong. Här är det viktigt att veta positionen med hjälp av exempelvis GPS. På Storglaciären och Rabots glaciär används det cirka 300 respektive cirka 40 sonderingspunkter som bildar ett rutnät av cirka 100 x 100 m respektive cirka 200 x 200 m som täcker hela glaciärerna. Sonderingspunkterna har kända koordinater i Rikets nät. Alla punkter kan tyvärr inte användas årligen på grund av lavinrisk och sprickbildning. Det läggs dessutom ofta till sonderingspunkter med 50 70 m intervall nära kanten av både Storglaciären och Rabots glaciär. Snödjupet som har uppmäts konverteras sedan till vattenekvivalent volym med hjälp av densitetsmätningar som utförs genom att gräva ett antal densitetsschakt och densitetsborrhål. På Storglaciären används fyra densitetsschakt och på Rabots glaciär ett densitetsschakt samt ett densitetsborrhål på vardera glaciär. 11
Höjd (m ö.h.) Albert Storby Nettoablation förekommer oftast enbart i den nedre delen av glaciären, den så kallade ablationszonen, men kan även förekomma på andra delar av glaciären. Vanligtvis brukar stakar borras ner i isen över hela glaciärens yta och förändringar av glaciärens ytnivå mäts som ett förhållande mot stakarnas höjd ovanför glaciären. Stakarnas höjd ovanför ytan ökar med ablation. Ablation sker rätt så uniformt och enstaka mätningar är representativa för stora ytor. Cirka 10 15 ablationsstakar anses mer än tillräckligt för att få en bra mätning av ablationen, oavsett glaciärens storlek. Vid mindre glaciärer kan det användas så få som 3 stakar. En bra utbredning av stakarna är längs med den centrala flödeslinjen samt enstaka stakar där ackumulationen är annorlunda på grund av exempelvis vind, skugga eller laviner. Ablationsstakarnas position verifieras årligen med handhållen GPS. Stakarna ska vara spridda över ett jämt avstånd i förhållande till höjd, inte faktiskt avstånd då temperaturen och ablationen minskar med ökad höjd. Snöns densitet kan uppskattas till ett fast värde för varje glaciär. På Storglaciären och Rabots glaciär görs ablationsmätningar med cirka 50 respektive 7 8 stakar som oftast ersätts årligen då de ofta går sönder eller flyttar på sig på grund av den glaciala rörelsen. Mätningarna av ackumulation respektive ablation på Storglaciären och Rabots glaciär har utförts av Tarfala forskningsstation sedan 1946 respektive 1981. Dessa mätningar resulterar i ett värde på massbalansen som är ackumulation minus ablation, alltså förändringen i glaciärens massa det senaste året som mäts i m v.e. Mätningarna har en osäkerhet på ca ±0,1 m v.e. för både Storglaciären och Rabots glaciär (Jansson 1999). Sydtoppens höjd har mätts av Tarfala forskningsstation sedan 1947 men en kontinuerlig dataserie finns från 1968 och framåt. Denna glaciär definieras som Sveriges högsta punkt och har sedan 1968 varierat i höjd från 2120 m ö.h. som högst och 2100 m ö.h. som lägst, detta redovisas i Figur 5. Som trendlinjen (blå linje) visar finns det en generell minskning av glaciärens höjd på 2125 2120 2115 2110 2105 2100 2095 1968 1971 1974 1977 1980 1983 1986 1989 1992 1995 1998 2001 2004 2007 2010 2013 År Figur 5. De gröna prickarna visar Sydtoppens höjd under perioden 1968 2013. Den blåa linjen är en trendlinje. 12
Försämrad korrelation mellan storleken av Kebnekaises sydtoppsglaciär och andra klimatindikatorer ungefär 0,35m/år även om minskningen inte är konstant, utan höjden har även ökat under flera perioder som under 1970-talet och 1990-talet. Det är framförallt en minskning av höjden under övriga perioder med extra kraftiga minskningar av höjden av Sydtoppen i slutet av 1970-talet och 1990-talet som bör noteras. SMHI:s meteorologiska station Tarfala A som befinner sig på 1150 m ö.h., ungefär 4 km från Sydtoppen, har utfört mätningar av temperatur och nederbörd sedan slutet av 1995. För att vara relevant för denna studie behövs dock mätserier som sträcker sig längre tillbaka i tiden då mätningarna av Sydtoppen sträcker sig från 1968. Den meteorologiska stationen som befinner sig närmast Sydtoppen utöver Tarfala A är Nikkaluoktas som befinner sig cirka 20 km från Sydtoppen på 470 m ö.h. Då temperaturen avtar med ökad höjd och väderförhållandena inte är helt identiska presenteras månadsmedeltemperaturen för Tarfala A i Tabell 1. Det går att utläsa att temperaturen generellt håller sig under 0 o C under perioden oktober till maj medan den håller sig över 0 o C under perioden juni till september. Temperaturen minskar med höjden och Sydtoppen befinner sig nästan 1000 m högre än Tarfala A alltså är det kallare vid Sydtoppen än vid mätstationen. Då temperaturen i juni till september generellt är så pass mycket över 0 o C antas det att temperaturen är det på Sydtoppen också. Därför kommer perioden oktober till maj kallas vinter respektive perioden juni till september för sommar, alltså när det finns möjlighet för ackumulation respektive ablation vid Sydtoppen. Tabell 1. Månadsmedeltemperatur, Tarfala A. *Hela eller delar av mätperioden saknas (SMHI 2014). Månadsmedeltemperatur ( o C) År Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec 1996 4,9 13,1 8,3 8,3 4,5 2,9 7,1 8,9 1,7 2,0 8,8 11,0 1997 9,8 11,7 10,6 9,9 2,9 4,2 7,1 8,0 3,2 4,7 6,4 7,2 1998 9,7 12,7 10,6 8,6 1,8* 1,5 7,6 5,3 2,4 4,1 10,0 10,0 1999 12,8* 11,9 10,6 5,1 5,2* 4,6* 6,8 3,9 6,8 1,8 3,5 11,2 2000 9,0* 11,3* 9,7 6,1 0,0 4,9 7,8 6,3 7,8* 3,2* 6,0 8,7 2001 9,0* 13,8* 13,3 7,5 1,9 4,9 6,8 6,4 4,0 1,8 7,5 9,6 2002 9,7 10,6 9,5 3,8 0,5 6,0* 11,3 10,2 2,0 6,5 9,2 10,6 2003 14,2 4,6 6,1 5,5 1,0 4,2 11,3 6,6* 1,9 4,3 4,2 9,2 2004 10,4 10,4 8,2 4,2 1,1 2,1 7,8 7,1 2,1 3,0 6,9 7,1 2005 9,1 8,7 9,8 5,1 3,0 3,5 8,9 6,7 1,8 0,2 4,4 8,9 2006 7,7 9,4 11,7 6,4 0,1 4,1 8,1 10,8 3,7 4,2 6,6 6,1 2007 15,7* 12,60* 6,0 5,3 1,8 4,0 7,9 6,8 0,2 0,4 6,9 4,9 2008 9,9 8,6 11,6 7,0 1,7 4,2 8,5 5,1 2,2 2,6 7,5 7,0 2009 9,5* 11,4 10,0 6,2 1,2 3,4 7,5 8,2 3,1 3,8 5,7 11,7 2010 9,5 15,3 11,5 5,9 0,4 2,0 7,8 6,0 3,5 2,4 9,7 6,2* 2011 * * * 2,1* 1,1 5,7 9,4 9,6* 5,5* 0,2 2,7 7,8 2012 13,5* 11,0* 5,9* 8,2 2,5 2,0 6,0 6,4 4,2 4,6 5,9 13,7* 2013 9,3* 9,2 12,7 6,8 1,0 6,5 7,8 7,8 4,2 2,8 6,7 9,2 13
1965/66 1967/68 1969/70 1971/72 1973/74 1975/76 1977/78 1979/80 1981/82 1983/84 1985/86 1987/88 1989/90 1991/92 1993/94 1995/96 1997/98 1999/2000 2001/02 2003/04 2005/06 2007/08 2009/10 2011/12 mm 1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 C Albert Storby SMHI:s meteorologiska station Nikkaluokta har en kontinuerlig mätserie av dygnstemperatur från 1965 och framåt. Som tidigare har uppmärksammats är det framförallt sommartemperaturen som styr ablationen av glaciärer, därför presenteras sommarmedeltemperaturen för Nikkaluokta och Tarfala A i Figur 6a. Nederbördsmätningar har utförts av SMHI:s meteorologiska stationer Nikkaluokta och Tarfala A sedan 1965 respektive 1995. Dock är framförallt vinternederbördsdata för stationen Tarfala A väldigt sporadisk och går därför inte att använda för denna studie. Vinternederbörden för Nikkaluoktas mätstation presenteras i Figur 6b. Det bör noteras att temperaturoch nederbördsdata saknas för Nikkaluokta och Tarfala A under vissa perioder som går att utläsa i Appendix A. Storglaciären, den glaciären i världen med längst massbalansserie (Holmlund et al. 1996b) och Rabots glaciär är båda övervakade av Tarfala forskningsstation och är de glaciärer som har mest omfattande forskning i Sverige (Holmlund och Jansson, 1999). Glaciärerna är övervakade sedan 1946 respektive 1981 och massbalansdata har beräknats årligen. Massbalansen för Storglaciären 15,0 a Nikkaluokta Tarfala 10,0 5,0 0,0 År Nikkaluokta b 400 300 200 100 0 År Figur 6. a) Sommarmedeltemperatur (jun sep) för Nikkaluokta (blå) och Tarfala A (röd). b) Total vinternederbörd (okt maj) för Nikkaluokta. 14
1946 1949 1952 1955 1958 1961 1964 1967 1970 1973 1976 1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000 2003 2006 2009 2012 m v.e. Försämrad korrelation mellan storleken av Kebnekaises sydtoppsglaciär och andra klimatindikatorer Storglaciären MB Rabots glaciär MB 1,5 1 0,5 0-0,5-1 -1,5-2 -2,5 År Figur 7. Massbalans för Storglaciären (blå) och Rabots glaciär (röd) under perioden 1946 till 2012. (MB = massbalans) och Rabots glaciär visas i Figur 7. Massbalansen för båda glaciärerna har varierat under tidsperioden men det finns en större frekvens av negativa massbalanser vilket tyder på en generell minskning av glaciärernas massa. Storglaciären och Rabots glaciär verkar följa ungefär samma trender även om de ibland skiljer sig åt något. Även här syns det att det finns positiva massbalansvärden under framförallt delar av 1970-talet och 1990-talet, som även syns på Sydtoppen. Temperaturen, framförallt sommartemperaturen styr till stor del ablationen av glaciärer (Barry, 2006) alltså bör det förväntas en negativ korrelation mot höjdskillnaden på Sydtoppen och sommarmedeltemperaturen i området. Sommar är definierat som ovan, juni september, då det generellt är över 0 o C vid mätstationen Tarfala A. Sommartemperaturen i Nikkaluokta och Tarfala A presenteras tillsammans med höjdskillnaden på Sydtoppen i Figur 8. Korrelationen mellan sommarmedeltemperaturen i Nikkaluokta och Tarfala A under hela perioden som Tarfala A har en mätserie (1996 2013) är hög med en korrelationskoefficient på 0,95. Därför antas det att Nikkaluoktas sommarmedeltemperatur kan användas som en referens för hög respektive låg sommarmedeltemperaturer för Tarfala A och Sydtoppen under hela perioden 1968 2013. Det finns en negativ korrelation över hela mätperioden mellan Nikkaluoktas sommartemperatur och höjdskillnaden av Sydtoppen med en korrelationskoefficient på 0,51. Mellan sommarmedeltemperaturen i Nikkaluokta och höjdskillnaden av Sydtoppen under perioden 1968 1983 finns det en kraftigare korrelation med en korrelationskoefficient på 0,68. Under perioden 1984 2013 15
1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 Temperatur ( o C) Höjdskillnad (m) Albert Storby Nikkaluokta, temperatur Tarfala, temperatur Sydtoppen, skillnad i höjd 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 8 6 4 2 0-2 -4-6 År Figur 8. Jämförande analys av sommarmedeltemperaturen (jun sep), vänster axel, i Nikkaluokta (blå), Tarfala A (röd) och höjdskillnaden, höger axel, av Sydtoppen (grön). Den vertikala linjen visar uppdelningen som finns i Figur 9. är korrelationen sämre med en korrelationskoefficient på 0,28 mellan sommarmedeltemperaturen i Nikkaluokta och höjdskillnaden av Sydtoppen. Korrelationen mellan sommarmedeltemperaturen i Tarfala A och höjdskillnaden av Sydtoppen är väldigt låg under perioden 1996 2013, hela mätperioden för temperatur i Tarfala A, med en korrelationskoefficient på 0,09. Det utförs en regressionsanalys där Sydtoppens höjd jämförs med medelsommartemperaturen för Nikkaluoktas respektive Tarfala A som presenteras i Figur 9. Av regressionsanalysen går det att utläsa att det finns ett ganska dåligt samband mellan sommarmedeltemperaturen i Nikkaluokta och höjdskillnaden av Sydtoppen under hela mätperioden, 1968 2013, med ett R 2 =0,26. Under hela mätperioden för Tarfala A:s meteorologiska station, 1996 2013 är sambandet mellan höjdskillnaden av Sydtoppen och sommarmedeltemperturen obefintlig med ett R 2 =0,01. Då det existerar en bättre korrelation mellan höjdskillnaden av Sydtoppen och sommarmedeltemperaturen i Nikkaluokta under perioden 1968 1983 utförs en separat regressionsanalys över den perioden med ett R 2 =0,47, om det dessutom bortses från de osäkra värdena (som finns i Appendix A), alltså där det fattas delar av mätserien från temperaturen under en del av säsongen, fås ett R 2 =0,77. Regressionsanalysen av den senare perioden (1984 2013) för höjdskillnaden av Sydtoppen och sommarmedeltemperaturen i Nikkaluokta visas det ett svagt samband med ett R 2 =0,08, om det bortses från de osäkra värdena blir sambandet något sämre med ett R 2 =0,07. Det verkar alltså som om höjdskillnaden av Sydtoppen har ett svagt samband med sommarmedeltemperaturen under hela perioden men att samband under perioden 1968 1983 är starkare och blir svagare under perioden 1984 2013 och nästan obefintligt under perioden 1996 2013. Det ser dock ut som om Sydtoppens höjd kan ha förändrats som den gjort sedan 2011 på grund av varmare respektive kallare sommarmedeltemperaturer då kurvorna än en gång verkar ha negativt samband om Figur 8 studeras, det är dock svårt att uttala sig om en trend då tidsperioden är så pass kort. 16
Sommarmedeltemperatur Nikkaluokta ( o C) Sommarmedeltemperatur Nikkaluokta ( o C) Sommarmedeltemperatur Nikkkaluokta ( o C) Sommarmedeltemperatur Nikkaluokta ( o C) Sommarmedeltemperatur Nikkaluokta ( o C) Sommarmedeltemperatur Tarfala ( o C) Försämrad korrelation mellan storleken av Kebnekaises sydtoppsglaciär och andra klimatindikatorer 12 11 8 a) b) 7 10 9 R² = 0,26 6 5 R² = 0,01 8 4 7 Höjdskillnad Sydtoppen (m) 3 Höjdskillnad Sydtoppen (m) 12 c) 12 d) 11 11 10 10 R² = 0,08 9 9 8 R² = 0,47 8 7 Höjdskillnad Sydtoppen (m) 7 Höjdskillnad Sydtoppen (m) 12 e) 12 f) 11 11 10 9 R² = 0,77 10 9 R² = 0,07 8 8 7 Höjdskillnad Sydtoppen (m) 7 Höjdskillnad Sydtoppen (m) Figur 9. Regressionsanalys av a) Höjdskillnaden av Sydtoppen och sommarmedeltemperaturen i Nikkaluokta 1968 2013 b) Höjdskillnaden av Sydtoppen och sommarmedeltemperaturen i Tarfala A 1996 2013 c) Höjdskillnaden av Sydtoppen och sommarmedeltemperaturen i Nikkaluokta 1968 1983 d) Höjdskillnaden av Sydtoppen och sommarmedeltemperaturen i Nikkaluokta 1984 2013 e) Höjdskillnaden av Sydtoppen och sommarmedeltemperaturen i Nikkaluokta 1968 1983 med enbart säkra värden på temperaturen f) Höjdskillnaden av Sydtoppen och sommarmedeltemperaturen i Nikkaluokta 1984 2013 med enbart säkra värden på temperaturen. 17
1967/68 1969/70 1971/72 1973/74 1975/76 1977/78 1979/80 1981/82 1983/84 1985/86 1987/88 1989/90 1991/92 1993/94 1995/96 1997/98 1999/2000 2001/02 2003/04 2005/06 2007/08 2009/10 2011/12 Total vinternederbörd (mm) Höjdskillnad (m) 1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 Albert Storby Nederbörd styr ackumulationen men till viss del också ablationen, dock med en mycket mindre faktor (Barry, 2006) därför används den totala vinternederbörden för Nikkaluokta för att försöka hitta ett samband mot höjdskillanden av Sydtoppen, detta visas i Figur 10. Vinter definieras som tidigare, den period på året då det är under 0 o C (oktober maj) vid mätstationen Tarfala A, då det finns möjlighet för vinternederbörd. Mätstationen Tarfala A kunde inte användas till vinternederbörd på grund av databrist och därför används enbart den näst närmaste meteorologiska stationen, Nikkaluokta. Det finns en korrelation mellan den totala vinternederbörden i Nikkaluokta och skillnaden i höjden av Sydtoppen med en korrelationskoefficient på 0,35 för hela perioden. Även här finns det en starkare korrelation under perioden 1968 1983 med en korrelationskoefficient på 0,56, en ännu starkare korrelationskoefficient finns under perioden 1984 1996 på 0,67 och en svagare korrelation mellan total vinternederbörd och skillnad i höjd på Sydtoppen under perioden 1984 2013 med en korrelationskoefficient på 0,16. Det utförs en regressionsanalys där Sydtoppens höjd jämförs med den totala vinternederbörden för Nikkaluokta som presenteras i Figur 11. Av regressionsanalysen går det att utläsa att det över hela perioden 1968 2013 finns ett ganska dåligt samband mellan vinternederbörden och höjdskillnaden av Sydtoppen med ett R 2 =0,12. Det finns en bättre korrelation under perioden 1968 1983, därför utförs en separat regressionsanalys under denna period med ett R 2 =0,31, om enbart de säkra värdena används, alltså där det inte saknas data i mätserien för nederbörd fås ett R 2 =0,23. Alltså verkar det som att osäkra värden har en falsk förbättring på sambandet. Det upptäcktes en starkare korrelation under perioden 1984 1996 mellan den totala vinterneder- Nikkaluokta, nederbörd Sydtoppen, skillnad i höjd År, Sydtoppen 400 300 200 100 0 8 6 4 2 0-2 -4-6 År, nederbörd Figur 10. Jämföranade analys av totala vinternederbörden (okt maj), vänster axel i Nikkaluokta (blå) och höjdskillanden, höger axel, av Sydtoppen (grön). De vertikala linjerna visar uppdelningen i Figur 11. 18
Total vinternederbörd Nikkaluokta (mm) Total vinternederbörd Nikkaluokta (mm) Total vinternederbörd Nikkaluokta (mm) Total vinternederbörd Nikkaluokta (mm) Total vinternederbörd Nikkaluokta (mm) Total vinternederbörd Nikkaluokta (mm) Total vinternederbörd Nikkaluokta (mm) Försämrad korrelation mellan storleken av Kebnekaises sydtoppsglaciär och andra klimatindikatorer a) 350 250 R² = 0,12 150 50 Höjdskillnad Sydtoppen (m) 350 b) c) 350 250 R² = 0,31 250 R² = 0,44 150 150 50 Höjdskillnad Sydtoppen (m) 50 Höjdskillnad Sydtoppen (m) 350 d) 350 e) 250 R² = 0,02 250 R² = 0,23 150 150 50 Höjdskillnad Sydtoppen (m) 50 Höjdskillnad Sydtoppen (m) 350 250 150 f) g) 350 R² = 0,04 250 150 R² = 0,00 50 Höjdskilland Sydtoppen (m) 50 Höjdskillnad Sydtoppen (m) Figur 11. Regressionsanalys av a) Höjdskillnaden av Sydtoppen och vinternederbörden i Nikkaluokta 1968 2013 b) Höjdskillnaden av Sydtoppen och vinternederbörden i Nikkaluokta 1968 1983 c) Höjdskillnaden av Sydtoppen och vinternederbörden i Nikkaluokta 1984 1996 d) Höjdskillnaden av Sydtoppen och vinternederbörden i Nikkaluokta 1984 2013 e) Höjdskillnaden av Sydtoppen och vinternederbörden i Nikkaluokta 1968 1983, med enbart säkra värden på nederbörden f) Höjdskillnaden av Sydtoppen och vinternederbörden i Nikkaluokta 1984 1996, med enbart säkra värden på nederbörden g) Höjdskillnaden av Sydtoppen och vinternederbörden i Nikkaluokta 1984 2013, med enbart säkra värden på nederbörden. 19
Albert Storby börden och höjdskillnaden hos Sydtoppen, därför utförs en separat regressionsanalys över denna period som visar ett R 2 =0,44, dock verkar detta samband också påverkas av bristen på fullständiga data. Om enbart de säkra värdena för nederbörden används fås ett R 2 =0,04. Under den senare perioden, 1984 2013 fås ett R 2 =0,02 mellan total vinternederbörd och höjdskillnaden av Sydtoppen och ett R 2 =0,00 om enbart säkra värden används för samma period. Det verkar alltså som att sambandet mellan total vinternederbörd och skillnad i höjden på Sydtoppen också är starkare under perioden 1968 1983 och näst intill obefintlig under perioden 1984 2013 av någon anledning. Korrelationen som upptäckts under 1984 1996 var falsk på grund av osäkra mätvärden. Det bör noteras att det inte är varje enskild meteorologisk faktor för sig som påverkar höjden av Sydtoppen utan det är ett samspel av både sommartemperatur, vinternederbörd och sannolikt även andra faktorer så som exempelvis sommarnederbörd, vind som blåser bort snö, eller tillför snö i högre område och då bidra till ablation eller ackumulation (Wagnon et al. 2013) som påverkar höjdskillnaden av Sydtoppen. Till viss del går det att förklara den sämre korrelationen som finns mellan nederbördsdata och temperaturdata och höjdskillnaden på Sydtoppen genom att se nederbörd och temperatur som ett system istället för enskilda faktorer. Exempelvis verkar förändringen av Sydtoppens höjd inte påverkas av nederbörden under perioden 1969 1974 när Figur 10 studeras, om dock temperaturen studeras i Figur 8 under samma period verkar förändringarna under denna period till stor del bero på sommartemperaturen, denna dataserie är komplett. Under perioden 1974 1984 verkar det fortfarande finnas en negativ korrelation mellan temperaturen och höjdskillnaden av Sydtoppen dock är osäkerheten högre då det 1981 saknas data från hela mätserien, 1980 och 1982 saknas 90 dagar, 1976, 1977 och 1979 saknas 60 dagar och 1978 och 1984 saknas 30 respektive 29 dagar av mätserien för temperatur. Även mängden vinternederbörd verkar styra förändringen i höjden under perioden 1974 1984 även om osäkerheten här även är stor beroende på att det 1980/81 saknas data för 93 dagar, 1979/80 saknas 61 dagar och 1981/82 saknas 60 dagar av mätserien för nederbörd. Det saknas även 1 dag av mätserien för vissa år men den felmarginalen går att bortse från på 243 dagar (244 dagar vid skottår) som hela mätserien innefattar. Under perioden 1989 2010 är det svårt att se en negativ korrelation mellan sommartemperaturen och höjdskillanden på Sydtoppen även om osäkerheten i temperaturdata är ganska liten då det enbart fattas 44 dagar 1995, 36 dagar 1989 och 12 dagar 2001 för Nikkaluoktas mätserie och 13 dagar 2003, 7 dagar 2002, 4 dagar 2000 och 1 dag 1999 för Tarfala A:s mätserie. Även för mängden vinternederbörd är det svårt att se en korrelation under perioden 1989 2010. Under perioden 1989 2010 är osäkerheten i nederbördsdata också liten då det enbart fattas data för tre säsonger, 171 dagar 1988/89, 30 dagar 1989/90 och 29 dagar 1990/91 av mätserien. Under den senaste perioden 2010 2013 verkar det som om de stora förändringarna i sommartemperaturen styr höjdskillnaden av Sydtoppen och att vinternederbörden inte har så stor påverkan, dessa dataserier 20
1968 1970 1972 1974 1976 1978 1980 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 Massbalans (m v.e.) Höjdskilland (m) Försämrad korrelation mellan storleken av Kebnekaises sydtoppsglaciär och andra klimatindikatorer är dessutom kompletta, dock är det svårt att uttala sig om en trend för den senaste tidsperioden då den är så pass kort. Det verkar alltså finnas perioder då vinternederbörden styr höjdskillnaden av Sydtoppen mer än sommartemperaturen men även perioder då sommartemperaturen styr höjdskillnaden av Sydtoppen mer än vinternederbörden. Det är dock svårt att se huruvida en av parametrarna styr mer eller mindre, om över huvud taget, höjdskillnaden av Sydtoppen under perioden 1984 2010. Från 2010 verkar det finnas ett negativt samband mellan höjdskillnaden av Sydtoppen och sommartemperaturen. Förändringar i glaciärers massa fungerar som tidigare nämnts generellt som ett bra klimatarkiv då förändringarna framförallt styrs av temperatur och nederbördsmängder och glaciärer oftast finns i avlägsna områden där andra klimatmätningar kan vara komplicerade. Massbalansen för Storglaciären, Rabots glaciär och förändringar i höjden av Sydtoppen presenteras i Figur 12. När massbalansen på Storglaciären och Rabots glaciär samt skillnaden i höjden av Sydtoppen analyseras verkar det finnas en viss korrelation mellan dem. Det finns en stark korrelation mellan Storglaciärens och Rabots glaciärs massförändring med en korrelationskoefficient på 0,82, alltså förändras deras massa på samma sätt på grund av klimatet. Korrelationskoefficienten över hela perioden har ett värde på 0,34, mellan massbalansen på Storglaciären och höjdförändringen av Sydtoppen. Det finns även här en kraftigare korrelation under perioden 1969 83 med en korrelationskoefficient på 0,77 mellan massbalansen på Storglaciären och höjdskillnaden av Sydtoppen. Korrelationskoefficienten under perioden 1984 2012 är 0,11 mellan Storglaciären och höjdskillanden på Sydtoppen respektive 0,10 mellan Rabots glaciär och höjdskillnaden på Sydtoppen. Det går att ifrågasätta säkerheten i mätningar gjorda för nästan 70 år sedan, så som massbalansmätningar på Storglaciären, vilket också Holmlund et al. (2005) har gjort. Vid de första massbalansmätningarna som utfördes av Storglaciären 1946 användes exempelvis en karta Storglaciären massbalans Rabots glaciär massbalans Skillnad i höjd Sydtoppen 2,5 1,5 2 0,5 1-0,5 0-1,5-1 -2,5-2 8 6 4 2 0-2 -4-6 -8 Figur 12. Jämförande analys av massbalansen, vänster axel, för Storglaciären (röd), Rabots glaciär (blå) och höjdskillnaden, höger axel, för Sydtoppen (grön). Den vertikala linjen visar uppdelningen i Figur 13. 21 År
Albert Storby producerad av Svenska Turistföreningen 1925. Detta är en ganska stor tidsskillnad när det gäller glaciär utveckling. Det finns felkalkyleringar av massbalansen från 1940-talet och 1950-talet så stora som ±0,8 m v.e. medan mätningarna efter cirka 1960 endast generellt skiljer sig med <0,1 m v.e. (Holmlund et al. 2005). Felet som finns i mätningarna efter cirka 1960 faller enligt Jansson (1999) dessutom inom felmarginalen för exaktheten i mätningarna som är cirka ±0,1 m v.e. Detta har hållits i åtanke vid analyser av massbalansen av Storglaciären och höjdskillnaden av Sydtoppen. Nästan alla mätningarna av Sydtoppen är dock efter 1968 vilket gör att felet i massbalansmätningarna av Storglaciären inte kommer ha någon större inverkan och inte kommer beaktas mer. Det utförs en regressionsanalys där höjdskillnaden av Sydtoppen jämförs med massbalansen av Storglaciären respektive Rabots glaciär som presenteras i Figur 13. Av regressionsanalysen går det att utläsa att det finns ett ganska dåligt samband mellan massbalansen av Storglaciären och höjdskillnaden av Sydtoppen under hela perioden (1968 2012) med ett R 2 =0,12. För Rabots glaciärs massbalans och höjdskillanden av Sydtoppen är sambandet väldigt lågt under den period som mätningar utförts på Rabots glaciär (1982 2011) med ett R 2 =0,01. Då det existerar en bättre korrelation under perioden 1969 1983 mellan massbalansen på Storglaciären och höjdskillnaden av Sydtoppen utförs en separat regressionsanalys på denna period som visar ett samband med R 2 = 0,59 mellan massbalansen på Storglaciären och höjdskillanden av Sydtoppen. Regressionsanalysen under den senare perioden (1984 2012) av Storglaciärens massbalans och höjdskillnaden av Sydtoppen visar att sambandet är nästintill obefintlig under denna period med R 2 =0,01. Det verkar alltså som att förändringarna i höjden på Sydtoppen varit i någorlunda balans med de närliggande glaciärerna massbalanser under perioden 1968 1983 men någon gång under 1980- talet har de hamnat ur balans av någon anledning. Forskningen på toppglaciärer generellt och Sydtoppen i synnerhet är till stor del bristfällig. I de chilenska bergen finns det många glaciärtäckta toppar som inte har undersökts dock har Fernández et al. (2010) undersökt tre toppglaciärer på bergstopparna Queulat, Macá och Hudson som visar att toppglaciärerna krymper precis som andra glaciärer i Patagonien och centrala-södra Chile, där visar det sig bero på klimatförändringar. Dock visar det sig att temperaturen inte har förändrats speciellt mycket i området sedan 1950-talet utan att förändringarna framförallt beror på minskad nederbörd som då bidrar till minskad ackumulation. Det bör hållas i åtanke att denna studie använt sig av den geodetiska metoden för att se förändringar av toppglaciärerna och inte mätningar utförda årligen, alltså går det inte att utläsa tydliga korrelationer från årliga förändringar. Detta kan ändå förklara varför Sydtoppen reagerar på klimatfluktuationer precis som de omkringliggande glaciärerna Storglaciären och Rabots glaciär under 1968 1983 och att den generellt har minskat i höjd men det förklarar inte varför Sydtoppen hamnat ur fas med Storglaciären och Rabots glaciär från cirka 1984 och framåt. 22