Nieuw rekenmodel voorspelt beter hoe golven afzwakken bij zee-ijs
Stel je voor: je vaart met een schip langs de rand van het zee-ijs in het noordpoolgebied. Hoe hoog de golven daar zijn, hangt sterk af van het ijs dat ze tegenkomen. Dat is niet alleen belangrijk voor de scheepvaart, maar ook voor onderzoekers die het klimaat in de poolgebieden volgen. Een team van wetenschappers ontdekte dat een verbeterd rekenmodel dit veel nauwkeuriger kan voorspellen dan het model dat nu standaard wordt gebruikt.
Golven die de rand van het zee-ijs bereiken, worden afgeremd door het ijs. Dat proces heet golfdemping. Hoe snel golven afzwakken, hangt onder meer af van hoe dik het ijs is. Toch houdt het model dat de Amerikaanse marine nu standaard gebruikt, IC4M6 genaamd, geen rekening met ijsdikte. Het kijkt alleen naar de frequentie van de golven, dus hoe snel de golven elkaar opvolgen.
Onderzoekers testten daarom een nieuwer model, IC4M9, dat wél rekening houdt met de dikte van het ijs, naast de golffrequentie. Ze onderzochten dit in zeeën rond het oostelijke deel van de Noordelijke IJszee: de Barentszzee, de Karazee, delen van de Groenlandse Zee, de Noorse Zee en de wateren rond Spitsbergen.
Metingen ter controle
Om te zien welk model het beste klopt, vergeleken de onderzoekers de voorspellingen met echte metingen. Ze gebruikten satellietgegevens van het SWIM-instrument aan boord van de CFOSAT-satelliet, en metingen van boeien die in 2024 zijn uitgezet bij Spitsbergen, tijdens een meetcampagne genaamd SvalMIZ-24.
In open water of gebieden met weinig ijs kwamen beide modellen goed overeen met de satellietmetingen. Maar in de overgangszone tussen open zee en dicht pakijs, ook wel de marginale ijszone genoemd, presteerde het nieuwe model IC4M9 duidelijk beter dan het oude model IC4M6. Dat laat zien dat de dikte van het ijs er wel degelijk toe doet bij het voorspellen van golven in dat gebied.
De onderzoekers ontdekten ook een probleem. Het ijsdikte-model dat gegevens aanlevert aan het golfmodel, genaamd CICE, schat de ijsdikte in de overgangszone stelselmatig te hoog in. Dat werkt juist in het nadeel van het nieuwe model IC4M9, omdat dat model afhankelijk is van die ijsdikte-gegevens. Het oude model IC4M6 heeft daar geen last van, simpelweg omdat het geen rekening houdt met ijsdikte.
Wat betekent dit (nog) niet: Dit onderzoek laat zien dat het nieuwe model beter presteert zodra de ijsdikte-gegevens kloppen. Het betekent niet dat het probleem al is opgelost: de ijsdikte-schattingen van het onderliggende ijsmodel moeten eerst worden verbeterd voordat het nieuwe golfmodel zijn volledige potentieel kan laten zien. Het gaat bovendien om metingen uit één gebied en één meetcampagne, niet om een wereldwijd geldende conclusie.
Dit soort verbeteringen is niet alleen interessant voor wetenschappers. Nauwkeurigere voorspellingen van golven bij zee-ijs helpen schepen veiliger te navigeren in poolgebieden, waar steeds meer scheepvaart plaatsvindt naarmate het ijs verandert. Ook voor klimaatonderzoekers is het belangrijk: golven breken ijs op, wat weer invloed heeft op hoe snel ijs smelt of aangroeit.