Doktorsvörn í jarðeðlisfræði - Louise Steffensen Schmidt

Doktorsefni: Louise Steffensen Schmidt

Heiti ritgerðar: Skammtíma og langtíma þróun Vatnajökuls hermd með reiknilíkönum

Andmælendur:

Dr. Shawn Marshall, prófessor við Háskólann í Calgary, Kanada

Dr. Xavier Fettweis, sérfræðingur við Háskólann í Liege, Belgíu

Leiðbeinandi: Dr. Guðfinna Aðalgeirsdóttir, prófessor við Jarðvísindadeild Háskóla Íslands

Einnig í doktorsnefnd:

Finnur Pálsson, verkfræðingur hjá Jarðvísindastofnun Háskólans 

Sverrir Guðmundsson, fagstjóri hjá Veitum

Dr. Peter L. Langen, loftslagsfræðingur hjá dönsku veðurstofunni.

Dr. Helgi Björnsson, emeritus á Jarðvísindastofnun Háskólans

Doktorsvörn stýrir: Dr. Andri Stefánsson, prófessor og varadeildarforseti Jarðvísindadeildar Háskóla Íslands

Ágrip

Í ritgerðinni er lýst niðurstöðum rannsókna á að nota svæðisbundin loftlagslíkön til að herma þróun Vatnajökuls, stærsta jökuls Íslands, nokkra undangengna ártugi og næstu framtíð. Einnig er rannsakað hve næm leysing jökulsins er fyrir breytilegu endurkasti sólarljóss frá yfirborði (endurkastsstuðli;  en: albedo) og þykktar snjólags að vori.

Fyrst var metið hve vel svæðisbundna loftlagslíkanið HIRHAM5 lýsir aðstæðum á  Vatnajökli með því að bera lýsingu þess við mæligögn frá sjálfvirkum veðurstöðvum og afkomumælingar. Endurkastsstuðull ísyfirborðs jökulsins (eftir að vetrarsnjó hefur leyst) í líkaninu er metinn eftir gögnum frá MODIS gervihnettinum. Jafnvel þótt niðurstöður líkansins verði á þennan hátt nær sanni, er ennþá að jafnaði of hár endurkastsstuðull á leysingatíma bæði vegna þess að snjóþykktin á sporðum er ofmetin í líkaninu og ekki er tekið tillit til loftborins ryks sem berst í yfirborðið og dekkir það. Vegna þessa er hermda leysingin heldur minni en sú mælda að jafnaði.  Þrátt fyrir þessa annmarka hermir líkanið heildarafkomu jökulsins vel og sýnir samskonar sveiflur í massa tapi og hafa verið mældar síðan jökulárið 1991-92.

Ofmat ákomu í HIRHAM5 er a.m.k. að hluta til vegna nálgunar sem gerð er í lofthjúpshluta líkansins (hydrostatic approximation) og því voru gerðar tilraunir með að keyra snjósöfnunarhluta líkansins, sem er vel staðfestur, með veðurfarsþáttum frá öðrum loftlagslíkönum.  Með því að nota veðurþætti frá veðurspá líkaninu HARMONIE-AROME, sem ekki gerir þessa nálgun (non-hydrostatic model) fást betri niðurstöður fyrir afkomu Vatnajökuls, sérstaklega vegna bættrar úrkomu í líkaninu.  HARMONIE-AROME var þess vegna notað til að herma leysingu Vatnajökuls jökulárin 1980 til 2015 og meta hversu næm leysingin er fyrir þykkt snjólags að vori.  Niðurstöður sýna að leysing alls jökulsins ræðst að mestu leiti af sumarveðri, þótt að leysing norðurjöklanna; Brúarjökuls og Dyngjujökuls, sé einnig mjög háð þykkt snjólags að vori.  Áhrif endurkastsstuðuls íssins á leysingu eru einnig metin á sama tímabili; 14% leysingar alls Vatnajökul er vegna bráðnunar íss sem kemur undan snjólagi vetrar en 27% leysingar Brúarjökuls.

Þróun Vatnajökuls í framtíðinni er hermd með ísflæðilíkaninu PISM og mati afkomu út frá loftlagslíkani sem byggir á spá um þróun loftlags.  Afkoman er hermd með snjóhluta HIRHAM5 líkansins með mismunandi veðurþáttum.  Fyrir tímabilið 1980-2016 eru notaðir veðurþættir frá endurgreiningu HARMONIE-AROME líkansins.  Fyrir tímabilið 2017-2100 eru notuð metin frávik frá viðmiðunartímabili (1990-2010), reiknuð með HIRHAM5 með inngangstærðum frá EC-EARTH á jöðrunum og sviðsmyndunum RCP4.5 and RCP8.5 um þróun loftlags.  Fyrir tímabilið 2100-2300 er ísflæðilíkanið keyrt áfram með endurteknu afkomumati áranna 2081-2100. Við lok reikninganna, hermt ár 2300, hefur Vatnajökull misst 45% af rúmmáli sínu og 25% af flatarmáli sínu, ef miðað er við sviðsmynd RCP4.5, en misst 85% af rúmmáli og 65% af flatarmáli útfrá sviðsmynd RCP8.5.  Sams konar keyrslur með tiltækum framtíðarspám fyrir akomu úr CORDEX verkefninu sýna að  rýrnun ísrúmmáls getur orðið á bilinu 50-95% og minnkun flatarmáls jökla 25-80%.

Um doktorsefnið

Louise Steffensen Schmidt fæddist 1988 og ólst upp í nágrenni Kaupmannahafnar. Hún lauk B.Sc. og M.Sc. prófum í eðlisfræði frá Niels Bohr stofnuninni við Kaupmannahafnarháskóla, þar sem hún stundaði nám frá 2009-2014. Árið 2015 hóf hún doktorsnám við Háskóla Íslands.

Viðburður á facebook