arven etter nansen - arbeidsprogram

Dette er Arven etter NansenDe ytre rammene for det levende Barents-

havet settes av samspillet mellom naturlige

og menneskelige påvirkninger. Vår forstå-

else av disse påvirkningene er grunnlaget

for forvaltning av disse områdene. Porten

til høy-Arktis er i ferd med å åpnes; isfrie

områder og perioder øker i omfang. Arktis

og naturressursene der blir stadig mer

tilgjengelige.

Ved porten står aktører med motiver som spenner fra geopolitikk til

verneinteresser til næringer som forskning, fiskeri, skipsfart, olje og gass

og turisme. Norge har ansvar for store områder i nord. Det har vært fokus

på isfrie og fiskerike områder i det sørvestlige og sentrale Barentshavet.

Nå rettes blikket nordover. Norge møter framtiden med nytt isgående

forskningsfartøy Kronprins Haakon som kan operere i de nordlige områ-

dene av Barentshavet og i Polhavet.

Med kompetanse og nysgjerrighet som grunnlag – og med Nansen som

inspirasjon – fremmer et arktisk landslag med dette en forskningsplan for

det sentrale og nordlige Barents havet under mottoet

Arven etter Nansen – grensesprengende forskning

for kunnskapsbasert forvaltning

Arven etter NansenForskningsplan for det sentrale og nordlige Barentshavet

Foto: rudicaeyers.com - BFE/UiT

Partnere UiT Norges arktiske universitet (UiT, koordinator), Havforsk ningsinstituttet (HI), Meteoro-logisk institutt (MET), Norsk Polarinstitutt (NP), Norges Teknisk Naturvitenskapelige Uni-versitet (NTNU), Universitetet i Bergen (UiB), Universitetet i Oslo (UiO) og Universitetssen-teret på Svalbard (UNIS)

Styrets medlemmerPaul Wassmann (UiT, styreleder), Alf Håkon Hoel (HI, nest leder), Anders Elverhøi (UiO), Øystein Hov (MET), Nalân Koç (NP), Nils Gunnar Kvamstø (UiB), Ole Jørgen Lønne (UNIS), Yngvar Olsen (NTNU)

Arbeidsgruppens medlemmerTor Eldevik (UiB, leder), Eva Falck (UNIS), Sebastian Gerland (NP), Sissel Jentoft (UiO), Geir Johnsen (NTNU), Ulf Lindstrøm (HI), Tine L. Rasmussen (UiT), Lars Petter Røed (MET)

Sekretær Marit Reigstad (UiT)

Forskningsplanen er utarbeidet av arbeidsgruppen i samarbeid med sekretær og styreleder.

Siteres som: Eldevik, T., M. Reigstad, E. Falck, S. Gerland, S. Jentoft, G. Johnsen, U. Lind-strøm, T.L. Rasmussen, L.P. Røed, og P.F. Wassmann, 2014: Arven etter Nansen. Forsknings-plan for det sentrale og nordlige Barentshavet. UiT Norges arktiske universitet. 48 sider.

Forsidefoto og foto til høyre: Rudi Caeyers - BFE/UiTBaksidefoto: portrett av Nansen, WerenskioldDesign: Rudi Caeyers

Arven etter Nansen – grensesprengende forskning for kunnskapsbasert forvaltning

nansenlegacy.org 6 7 nansenlegacy.org

Dette er Arven etter NansenDe ytre rammene for det levende Barentshavet settes av samspillet mellom naturlig og menneskelig påvirkning. Vår forståelse av disse påvirkningene er grunnlaget for forvalt-ning av disse områdene. Porten til høy-Arktis er i ferd med å åpnes; isfrie områder og perioder øker i omfang. Arktis og naturressursene der blir stadig mer tilgjengelige.

Ved porten står aktører med motiver som spenner fra geopolitikk til verneinteresser til næringer som forskning, fiskeri, skipsfart, olje og gass og turisme. Norge har ansvar for store områder i nord. Det har vært fokus på isfrie og fiskerike områder i det sørvestlige og sentrale Barentshavet. Nå rettes blikket nordover. Norge møter framtiden med nytt isgående forskningsfartøy Kronprins Haakon som kan operere i de nordlige områdene av Barentshavet og i Polhavet.

Med kompetanse og nysgjerrighet som grunnlag – og med Nansen som inspirasjon – frem-mer et arktisk landslag med dette en forskningsplan for det sentrale og nordlige Barents-havet under mottoet

Arven etter Nansen – grensesprengende forskning for kunnskapsbasert forvaltning

Det finnes en rekke nasjonale og interna-sjonale strategidokumenter for Arktis, her-under Nordområdemeldingen (2006, 2011), Klima21 (2011), HAV21 (2012), Marint Kunnskapsløft (2013), US National Stra-tegy for the Arctic (2013), Arctic Risk Report (2012), Norsk Polarforskning (2013) og EUs Arctic ECRA samarbeidsprogram (2013). Disse framhever utfordringene som ligger i 1) at kunnskapsgrunnlaget for å forvalte dis-se områdene er begrenset, 2) at endringene skjer raskt og på mange felt, 3) at årsaker til og konsekvenser av endringene ofte er del av større regionale- og globale vekselvirk-ninger og 4) at det mangler gode rutiner for å operere sikkert.

Norge har forskningsmiljø med arktisk og marin kompetanse i internasjonal topp-klasse. Miljøene framstår i liten grad med sin samlede styrke (Bio- og Geofagevalu-eringen 2012). Et arktisk landslag lanserer nå et felles initiativ: Åtte statlige institusjo-ner med sterk faglig arktisk kompetanse, marint forvaltnings- og varslingsansvar og

grunnforsknings- og utdanningsansvar går sammen om Arven etter Nansen. Landslaget har tverrfaglig, komplementær forskningskompetanse som er unik for å forstå hva som skjer i Arktis som følge av naturlig og menneskelig påvirkning. Det har ressurser i form av skip, observasjoner og tidsserier, modeller, fagkunnskap og erfaring. Det nye isgående forskningsfartøyet vil også gjøre oss i stand til å utforske de arktiske områdene om vinteren.

Foto: Rudi Caeyers / BFE-UiT

Dette nasjonale fellesløftet gir en nødvendig kunnskapsplattform i forkant av økt nærings-virksomhet i det nordlige Barentshavet og Polhavet. Initiativet vil også være et norsk bidrag til internasjonale forskning i nord og en mer helhetlig pan-arktisk forståelse.

Økt temperatur og lengre isfrie perioder har åpnet for at fiskebestander kan utbres nordover i Barentshavet mot Polhavet. Arter som makrell, snøkrabbe og blåskjell kan da etablere seg i Barentshavet og ved Svalbard. Vi kan oppleve isfritt Polhav om sommeren – og vinteren, en-dret ressurstilgang og endrede marine økosystemer, samt ekspanderende industriell utvik-ling og økt skipsfart. Vi vet ikke nok om hvordan organismene i økosystemet responderer, samlet og hver for seg, på redusert isdekke, økende temperatur, surere hav, lengre vekstse-song og nye arter. Det har de siste årene vært store forbedringer i observasjonsmetodikk og numerisk modellering. Et nytt isgående forskningsfartøy er under bygging. Tiden er inne for å bevege den norske forskningsfronten samlet mot Arktis.

Forskningsbehovene knyttet til endringer i øko systemer og økt menneskelig tilstedeværelse i Arktis er så omfattende, tverrfaglige, og logistikk-intensive at de sprenger rammene for hva enkeltinstitusjoner eller -fagmiljø kan utrette.

Målet for Arven etter Nansen er således at det norske polarforskningsmiljøet sammen skaper en mer helhetlig forståelse av et arktisk øko- og klimasystem i endring.

Arven etter Nansen skal derved – gjennom grunnforskning – sikre • at Norge tar ansvar og lederskap for forskning og forvaltning i Arktis • økt sikkerhet i værvarsling og varsling av isforhold, bølger og ising, for trygg navigasjon

og operasjon i nordområdene• nasjonalt samarbeid og bedre utnyttelse av kunnskap, utdannings- og forskningsressur-

ser – inkludert formidling til publikum og rekruttering av en ny generasjon polar forskere

Denne forskningsplanen, utarbeidet med støtte fra Kunnskapsdepartementet, er det norske kunnskapsmiljøets forslag til å virkeliggjøre Arven etter Nansen i møte med et Barentshav i endring.

Kronprins Haakon (kilde: Rolls Royce Marine)


Innholdsfortegnelse Sammenfatning: Dette er Arven etter Nansen 6

Innholdsfortegnelse 8

1. Barentshavet – helt på grensen 9

2. Kunnskapsstatus 132.1 Klima, hav og sjøis i endring2.2 Økosystem i endring2.3 Teknologibasert utforsking av ”havrommet”2.4 Prediksjon av vær, klima og økosystem

3. Kunnskapsbehov og utfordringer 203.1 Naturlig påvirkning3.2 Menneskelig påvirkning3.3 Det levende Barentshavet3.4 Metodikk for forvaltning

4. Grensesprengende forskning for kunnskapsbasert forvaltning 234.1 Naturlig påvirkning4.2 Menneskelig påvirkning4.3 Det levende Barentshavet4.4 Metodikk for forvaltning

5. Ressursbruk og nasjonalt samarbeid 29

6. Tidslinje for Arven etter Nansen 32

7. Finansieringsplan 33

Appendiks 35A.1 OversiktstabellerA.2 Tilgrensende aktivitet nasjonalt og internasjonalt A.3 InfrastrukturA.4 Reiser, møtevirksomhet og kontaktpersonerA.5 Litteraturliste

Fridtjof Nansen: arktisk pioner, tverrfaglig toppforsker, foregangsmann i felt, utvikler av revolusjonerende måleteknologi, pådriver for teoriutvikling, konkur-ransemann, internasjonalist, humanist, mottager av Nobels fredspris. Merittene er nesten utallige og tilsvarende overveldende. Nansen viser hvor langt det er mulig å nå ved å utfordre konvensjoner, tenke nytt, helhetlig og ved å utnytte tilgjengelig forskningsressurser maksimalt. Arven etter Nansen er et samlet norsk polarforsk ningsmiljøs konkrete og ambisiøse plan om å gjøre det samme for den framtidige forvaltningen av marine ressurser i nord.

1. Barentshavet – helt på grensen Barentshavet er det største sokkelhavet i Arktis og en rik kilde til naturressurser. I den sentrale og nordlige delen møtes sokkelhav og dyphav, midnattssol og mørketid, naturlig variabilitet og global oppvarming (Figur 1). Øko- og klimasystemet er dermed både at-lantisk og polart (Figur 3). Barentshavet er delt mellom Norge og Russland som har felles forvaltning av fiskeressurser. Noen av Norges viktigste fiskerier finner sted i Barentsha-vet, et område der menneskelige aktivitet forventes å øke gjennom skipsfart og utvinning av olje og gass. Ingen steder i Arktis har vinterisdekket trukket seg mer tilbake enn i Barentshavet. Dette har vært en robust trend siden 1970-tallet. Isdekket er nær halvert de siste ti årene. Klimascenarier for Barentshavet viser i praksis et isfritt Barentshav også vinterstid i 2050.

a) b) 20 oE 30oE 40oE 50oE 60o E

68 oN

70 oN

72 oN

74 oN

76 oN

78 oN

Nova

ya Z

emly

a

Svalb

ard

Shtokman

2010

1981

Frans Josef Land

Observasjonsnettverk

Russland

Norge

c)

120o

W

60 oW

0o

60o

E

120 oE

180oW

BARENTSHAVET

CANADA

RUSSLAND

ALASKA

POLH

AVET

FRAMSTREDET

GRØNLAND

ISLAND

D

LABR

ADOR

HAV

ET

NORD ATLANTEREN

NORG

E

D

SIBIR

SVALBARD

TRAN

SPO

LAR

DRIF

T

Institusjonene bak Arven etter Nansen ønsker i fellesskap å sikre et vitenskapelig grunnlag for bærekraftig bruk og forvaltning av Norges nordligste havområder. For å få dette til må vi identifisere Norges arktiske kjernekompetanse, kunnskapsutfordringer og rekrutteringspo-tensiale der ny kunnskap trengs. Arven etter Nansen skal finansieres ved de deltakende in-stitusjonenes egne prioriteringer og ved ny finansiering, herunder også bidrag fra betalings-villige brukermiljøer. Arven etter Nansen er basert på en helhetlig tilnærming til klima- og økosystemet i det sentrale og nordlige Barentshavet. Det forutsetter helhetlig og nasjonalt koordinert bruk av logistikk og infrastruktur. Samlet har partnerinstitusjonene tilgang til de nødvendige nasjonale forskningsressurser i form av infrastruktur, fagkunnskap og erfaring.

Betydelige forandringer forventes i det sentrale og nordlige Barentshavet med fortsatt glo-bal oppvarming. Disse kommer i tillegg til endringene som allerede har funnet sted (Figur 1). Ytterligere tap av isdekket – helt eller delvis – i det nordlige Barentshavet vil få sto-re konsekvenser. Dette påvirker vannmassene både i Barentshavet og i Polhavet gjennom endringer i varmetransport og vertikal blanding. Dermed påvirkes også økosystemet. Re-konstruksjoner av klima tilbake mot siste istid antyder et historisk isdekke som har vekslet mellom mye is og nesten isfritt (Figur 6).

Figur 1. Barentshavet er en del av Atlanter- og Polhavets storstilte sirkulasjon (a, J.E.Ø. Nilsen, Nansen senteret). Hydrografien i Barentshavet er kompleks og variabel i de ulike områdene (b, T. Gammelsrød, UiB). Det påvir-kes av varme atlantiske vannmasser fra sør (røde piler) og kalde arktiske vannmasser fra nord (blå piler). Den stadig minkende isutbredelsen i Barentshavet er vist til høyre (c, M. Årthun; UiB). Fargeskalaen viser observert vinter-isgrense siden 1980. Merk gassfeltet Shtokmans sentrale beliggenhet i forhold til endringene som har funnet sted.


Svalbard

Jan Mayen

Franz JosefLand

Novaya Zemlya

Grøn

land

Russland

Norge

Menneskelig aktivitet påvirker økosystemet direkte blant annet gjennom fiskeriene, men også indirekte ved endringer i fiskebestandenes genetiske og aldersmessige sammensetnin-ger, som igjen kan påvirke bestandenes robusthet ovenfor miljøendringer. Enkelte arter av sjøfugl og sjøpattedyr i Barentshavet har høyere miljøgiftkonsentrasjoner enn i sokkelhav andre steder i Arktis. Økende temperatur og endring i isutbredelse har også merkbare effek-ter på artenes populasjonsdynamikk. Hvordan samspillet mellom klima, fiskepress og inter-ne økosystemprosesser påvirker ressurser og energiomsetning i næringskjeder er lite kjent.

Med redusert isutbredelse vil både tidspunktene for frysing og smelting og lengden på den isfrie perioden i deler av Barentshavet endres. Dette vil få konsekvenser for is-assosiert fau-na. Utbredelse av mange boreale arter utvides nordover blant annet som en respons på varmere hav. Biologisk produksjon i det nordlige Barentshavet vil sannsynligvis øke. Det er omdiskutert om isalger vil få økt eller redusert betydning når isen blir tynnere og sesongene kortere. Nyere oversikter viser store regionale forskjeller i ulike deler av Arktis. Dette kan føre til brudd i koblingene mellom organismene i økosystemet, såkalt ”mismatch”. Det er også lite kjent hva som skjer i havet i den mørkeste delen av årstiden – i polarnatten.

Figur 2. Tentativ oversikt over Arven etter Nansen fokusområder og snitt for prøvetaking. Snittene er i stor grad enten på tvers av gradienter i fysisk og biologisk miljø, eller på tvers av hovedstrømmene mellom Barentshavet og Norskehavet og Polhavet. Deler av prøvetakingen er synoptisk, og krever flere skip i samtidig og koordinert aktivitet. Fargekoden er som følger: svart, årlige snitt alle årstider; gult, mulige snitt for russisk–norsk samarbeid; rødt, tokt fra Barentshavet til Polhavet og tilbake til Framstredet; svarte bokser, mulige fokusområder for prosesstudier. Stiplete linjer viser eksisterende snitt (se også Figur 10).

Å forutsi framtidige økosystemendringer i Barents-havet krever kunnskap om hva som styrer struk-tur og robusthet i Barentshavets næringsnett. Hva styrer biologisk produktivitet i Barentsha-vet? Hvordan kan næringsnettets struktur endre overføring av energi og biomasse mellom trofis-ke nivå (fra planteplankton til fisk og sjøpattedyr)? Hvordan responderer den romlige fordelingen av arter, samfunn og næringsnett på endringer i kli-ma, biologiske (f.eks. fremmede arter, sykdom-mer og parasitter) og menneskelige påvirkninger (f.eks. fiske, olje, transport)?

En bærekraftig forvaltning av nordområdene, spesi-elt med endringer i klima, krever en grunnleggende forståelse av dynamikken i bestandene av levende marine ressurser. Stikkord for bedre forståelse av dynamikken generelt og for bedre fram-skrivninger spesielt er: klimaeffekter på flerbestandsdynamikk, mekanismer i bestandsdy-namikken til fisk og plankton, effekter av oljeeksponering, fiskeindusert evolusjon på be-stands- og individnivå, genetisk kartlegging, ikke-lineære endringer og samvirke mellom faktorer, romlige og sesongmessige aspekter og opparbeidelse og analyser av lange observa-sjonsserier i kombinasjon med prosesstudier.

Figur 3. Økosystem, klimapåvirkning og fysisk miljø langs en sør-nord akse i Barentshavet fra det atlantiske området i sør, gjennom polarfronten til det arktiske systemet i nord og til Polhavet nord for sokkelen. Områdene karakteriseres av ulike vannmasser, is og andre fysiske forhold som gir ulike økosystem langs aksen. Variabili-teten over tid er stor, på en skala som strekker seg fra sesongvariasjon til klimainduserte variasjoner i fortiden som kan peke på mulige endringer i framtiden. Kartet i øverste venstre hjørne med den røde sør-nord pilen indikerer geografisk plassering av gradienten i hovedfiguren (kilde: Reigstad/Caeyers, BFE/UiT).

SØRLIGE BARENTSHAVET NORDLIGE BARENTSHAVET POLHAVET

Atlantisk vann

Arktisk vann

20 30 40 50

72

76

80

Norge

Novaja Zem

lja

Russland

Svalbard

N

S

NS

m a r g i n a l i s s o n e

v a r m e f l u k s

p o l a r f r o n t

Ȳ 100 år Ȳ 100 år10 år 10 år1 år

fortid prediksjon projeksjonnåtid

sesong

sedimentering

algeblomstr ing

Internasjonalt samarbeid er en forutsetning for helhetlig forskning og forvaltning i nord-områdene. Dette innebærer en friest mulig utveksling av kunnskap og observasjonsda-ta på tvers av institusjoner og landegrenser og aktivt samarbeid om datainnsamling og forskning. Arven etter Nansen vil spesielt arbeide på felles arenaer med russiske kol-legaer for sammenstilling av historiske data og gjennomføring av feltvirksomhet (Figur 2). Begge deler må så langt det er mulig også inkludere russisk del av Barentshavet.


Operasjonell sikkerhet og trygg forvaltning er viktig for økt menneskelig tilstedeværelse i Arktis. Barentshavet har et barskt vinterklima. Et godt eksempel er polare lavtrykk (Figur 4). De raske skiftene i vær- og havtilstand i nord, kombinert med hyppigere forekomster av tåke, ising, snøkov samt isfjell og sjøis representerer en risiko for skipsfart, oljeaktivitet og fiske. Selv om teknologisk utvikling har gjort mange aktiviteter til sjøs mindre avhengige av det ytre miljø enn tidligere, må vær og klima (se figurene 1 og 4) ikke undervurderes som viktige for sikkerheten.

Bedre kunnskap og modellsystem for vær og havklima i nord kan styrkes ved å øke beregningsnøyaktigheten i modellene for værvarsling, ved å hente inn flere og bedre observasjoner og ved å identifisere robuste år-sak-virkning sammenhenger. I et klimaperspektiv har det de siste årene skjedd en rivende utvikling innenfor klimavarsling – prediksjon av regionalt klima med en horisont på måneder til (ti)år. Hvis dette videreføres, vil det kunne bety et paradigmeskifte for kunnskaps-basert og sikrere forvalting. Spesielt vil en kunne for-vente mer konkrete og meningsfylte framskrivinger av det framtidige økosystemet med modellbaserte klima endringer som basis.

Nye metoder for kartlegging og overvåking av marine omgivelser for en bedre økosystem-forståelse, og forvaltning forutsetter samkjørte operasjoner. Dette inkluderer parallell bruk av flere plattformer og sensorer for økt tverrfaglig utbytte. Likeledes er design av observa-sjonssystemer i havrommet viktig. Disse gjør det mulig å bedre forstå, identifisere, kartleg-ge og overvåke klimasystemet og biogeokjemiske prosesser. Selv om overflateegenskaper overvåkes regelmessig fra satellitt og radar, mangler i stor grad regelmessige observasjoner i havet (av f.eks. strøm og bølger). Det eksisterende observasjonsgrunnlaget er, med få unn-tak, fra sommersesongen. Norge vil med Kronprins Haakon ha en flåte av forskningsfartøy som muliggjør nødvendig og logistisk krevende feltvirksomhet for samtidig datainnsam-ling som dekker Barentshavets klima- og økosystem – sommer som vinter.

Norsk forvaltning har som formål ”å legge til rette for verdiskapning gjennom bærekraftig bruk av ressurser og goder i Barentshavet” (Forvaltningsplanen for Barentshavet; Meld. St. 10, 2010–2011). Arven etter Nansen be-skriver grunnforskning som må gjøres i na-sjonal regi for dette formålet. Den faktiske gjennomføringen av Arven etter Nansen bør skje i samarbeid med forvaltningen.

Figur 4. Polart lavtrykk utenfor Finnmarkskysten observert fra satellitt den 24. oktober 2012 (MET).

2. Kunnskapsstatus De mangfoldige koplingene mellom arter og mellom de ulike jordsystemkomponentene – både på langs og på tvers av rom- og tidsskalaer – er utfordringer vi må møte for å forstå og forvalte det nære Arktis som er i ferd med å åpnes. Etter en beskrivelse av kunnskaps-status, følger en konkretisering av kunnskapsbehov (Kap. 3) og tilhørende problemstil-linger for framtidig forskning (Kap. 4).

2.1 Klima, hav og sjøis i endring Klimaendringer forplanter seg på mange nivå. Endringene setter rammer både for øko-system og organismer direkte og for fysiske drivkrefter. I Barentshavet møtes iskanten og den varme Golfstrømmens forlengelse mot Arktis (Helland-Hansen og Nansen 1909). I Polhavet medfører en stadig varmere atmosfære redusert isdekke sommerstid. I Barentsha-vet fører økt utbredelse av varmt atlantisk vann til mindre tilfrysing vinterstid. Den isfrie perioden sommerstid blir dermed stadig lengre og omfatter nå så godt som hele Barents-havet (Årthun et al. 2012; Smedsrud et al. 2013). I sørenden av den marginale issonen, området hvor isen smelter om sommeren, skiller Polarfronten det atlantiske og det polare klima- og økosystem (Sakshaug et al. 1994; Loeng og Drinkwater 2007). Tilbaketrekningen av iskanten de siste tiårene har for eksempel gitt et Svalbard-klima mer likt det marine Fast-lands-Norge (Førland et al. 2011).

Barentshavet er et grunnhav (dybde < 250 m) hvor atlantiske og arktiske vannmasser mø-tes. Havstrømmene følger bunntopografien (Figur 1b) og hovedvannmassene er varmt og salt Atlanterhavsvann, som kommer fra Norskehavet og kaldt og ferskere Arktisk vann fra Polhavet i nord (Figur 5; Løyning, 2001). Vest i Barentshavet er Polarfronten markert og følger bunntopografien, mens mot øst varierer posisjonen avhengig av isdekket (Loeng, 1991). Atlanterhavsvannet mister mye av varmen i den sørlige delen før det dukker ned under det arktiske vannet og fortsetter mot Polhavet (Årthun og Schrum, 2010). En økning i varmetransporten fra Norskehavet har blitt observert (Skagseth et al., 2008). I det sørli-ge Barentshavet eksisterer et godt observasjonsnett for temperatur og saltholdighet, og for volum og varmetransport inn i Barentshavet. Hydrografien og prosessene i det nordlige Barentshavet samt de tilgrensende hav, Polhavet og Karahavet, er mindre kjent.

Klimaet i Barentshavet skapes i stor grad av ytre pådriv, en varierende tilførsel av varmt atlantisk vann fra sør og nedkjøling og isimport fra Polhavet forårsaket av nordlige vin-der. I hvilken grad den atlantiske innstrømningen også styres av lokale vinder, eller skyldes endringer i atlantisk kildevann lenger sør, er uavklart (Ingvaldsen et al. 2004; Skagseth et al. 2008). Varmetapet fra Barentshavet til atmosfæren, og variasjoner i dette, er lite kjent på grunn av få observasjoner av vind og skydekke (Zhang og Zhang, 2001). Det er også lite kjent hvordan en forandring i iskantens utbredelse og andre klimaendringer påvirker utbredelsen av ekstreme værhendelser som polare lavtrykk, kraftig vind, ising og tåke i Barentshavet.

Barentshavets tilstand påvirker det større klimasystemet (Smedsrud et al. 2013). Det er en viktig kilde til endringer og selvforsterkende tilbakekoplingsmekanismer både i Arktis og det globale klimasystemet (Bengtsson et al. 2004; Eldevik og Nilsen 2013). Flere uavhengige studier har de siste årene konkluderte med at det reduserte isdekket i Barentshavet påvirker atmosfæren i stor skala, med blant annet kaldere europeiske vintre som resultat (Yang og Christensen 2012). Barentshavet er også et karbonsluk. Det er CO2-undermettet hele året (Omar et al., 2007). Opptaket av CO2 i Barentshavet øker (Omar et al., 2003), og dette fører til havforsuring med negative effekter på marine, kalkdannede organismer (Lischka et al., 2011). Samtidig spiller havet en viktig rolle for fjerning av CO2 fra overflatevann til dypere vannlag i Polhavet (Kivimae et al., 2010).


Det nordlige Barentshavet er dekket av sesongis hver vinter, med størst utbredelse sent i april og minst i september og stor mellomårlig variasjon (Vinje & Kvambekk, 1991; Vinje 2001). Iskantens posisjon er beskrevet tilbake til 1864 ved bruk av historiske data (Vinje, 2001). Ved Hopen er det målt istykkelse siden 1966 (Gerland et al., 2008). I Storfjorden og nord for Svalbard har istykkelse blitt målt fra helikopter (Hendricks et al., 2011; Renner et al., 2013), mens sonarforankringer har målt istykkelse fra undersiden (Abrahamsen et al., 2006). Satellittovervåking gir verdifull informasjon om isdekke (Overland & Wang, 2007; Pavlova et al., 2014) og algoritmer for bedre informasjon om isklasser og isegenskaper er under utvikling (Moen et al., 2013).

Havstrømmer og klima for Barentshavet og sokkelområdene rundt Svalbard kan rekon-strueres mer enn 15.000 år tilbake mot siste istid, f.eks. fra sedimentkjerner. Paleoklimatis-ke studier har påvist store variasjoner i innstrømningen av atlantisk vann, hav-atmosfære vekselvirkninger, bunnvannsdannelse, Polarfrontens posisjon, og i biologisk produktivitet (Rasmussen et al., 2007; Ślubowska-Woldengen et al., 2008; Risebrobakken et al. 2010). Bunnvannsdannelse fra isfrysing i Storfjorden har økt de siste 4000 år (Rasmussen og Thomsen, 2009), mens de siste 100 årene har temperaturøkning og forsuring av vann og porevann vært omfattende (Spielhagen et al. 2011; Zamelczyk et al. 2013). Et rekonstruert fortidsklima er nødvendigvis basert på et utvalg av lokaliteter. De sentrale, nordlige og øst-lige deler av Barentshavet er særlig dårlig undersøkt (Figur 6). Biologiske dateringsstudier kan rekonstruere klimavariasjoner i nær fortid. Biologiske organismer som skjell og fisk bevarer informasjon om klima og miljø i kalsifisert vev, og dette materialet gir mulighet til å beskrive historiske variasjoner i det marine miljø de siste tusen år på et mye mer detaljert nivå enn det som er mulig fra sedimentkjerner.

2.2 Økosystem i endringIstykkelse, snødekke og smeltedammer er viktige for lysbudsjettet i og under isen og dermed også for produksjon i det is-assosierte økosystemet. Også lagdeling av vannmassene, med tilførsel av næringssalter til det øverste laget er en forutsetning for planktonoppblomstring. Grunnen til at det ofte blir oppblomstringer langs iskanten er at smeltevann fra havisen sørger for denne lagdelingen og planteplanktonet nyttiggjør seg tilgjengelige næringsstoffer etter vinteren. De numeriske prosessmodellene ender i ulike konklusjoner om hvordan kli-maendringer vil påvirke primærproduksjonen i Barentshavet. Mindre is og lenger periode med åpent vann vil sannsynligvis føre til redusert betydning av isalger og større produksjon av planteplankton. Miljøgifter i næringskjedene vil også avhenge av de samme faktorene som påvirker primærproduksjon, som isdekke, vannmasser, temperatur og tilførsler fra elv-er (Borgå et al., 2010, Armitage et al., 2013).

Figur 5. Vannmassefordeling i dy-pet fra nord (venstre) til sør (høyre) i Barentshavet på sensommeren. I den nordlige delen er vannmassene lagdelt, med ferskere arktisk vann øverst og kaldt, lokalt vann over bankene. I den sørlige delen opptar Atlanterhavsvann hele vannsøylen og den vertikale lagdelingen er svak. Om vinteren vil den nordlige delen være isdekket. Tallene i figuren an-gir saltholdighet, mens farger angir temperatur (se fargeskala; kilde: HI).

Det is-assosierte økosystemet inkluderer isalger, isfauna og mikrober (Hop et al., 2000; Ta-melander et al., 2008). Isdriftmodeller har beregnet transport av is, biomasse og miljøgifter inn i det nordlige Barentshavet (Borgå et al., 2002; Hop & Pavlova, 2008). Næringskjeder og vertikal fluks har blitt beskrevet (Wassmann et al., 2006; Søreide et al., 2006; 2013). Ark-tisk dyreplankton utnytter isalger som tidlig matkilde etter polarnatten, og utbredelse av polartorsk og lodde er knyttet til iskanten (Hop & Gjøsæter, 2013). Iskantsonen er et viktig matfat for sel, isbjørn og sjøfugl. Med mindre is mister disse dyrene sine leveområder, mens vannmassene får økt produksjon. Dette endrer sannsynligvis også rollen til miljøgifter i økosystemet med hensyn til opptak og effekter (Borgå et al., 2004).

Figur 7. Økosystem og mulige sammenhenger i Barentshavet. (a) Nøkkelartene torsk, lodde og sild har ulike gyte- og van-dringsmønstre i Barentshavet. (b) Bestandsstørrelser varierer mye over tid, delvis som følge av fiske og delvis som følge av klimavariasjoner. (c) Klima påvirker artene direkte og indirekte, gjennom predatorer og byttedyr (kilde: Cury et al. 2008).

Figur 6. Historiske kontraster i havsirkulasjon (piler) og isdekke (skravering) for Barentshavet og omliggende havom-råder. Venstre og høyre panel viser tilstanden for en varm og en kald periode, henholdsvis 7500–9500 år og 2000–4000 år tilbake i tid. I den varme perioden var Polarfronten og iskanten godt nord for Svalbard og produktiviteten til især kalkskallede organismer høy, og i den kalde perioden tilsvarende motsatt (kilde: Ślubowska-Woldengen et al. 2008).


En god forståelse av de strukturelle og funksjonelle egenskapene i Barentshavets levende økosystem er viktig for å forstå systemets dynamikk, stabilitet og respons på naturlige og menneskeskapte forstyrrelser. Dynamikken til bestandene av byttedyr og predatorer er nært koblet og sterkt påvirket av fiske og klima (Figur 7). Mens dynamikken hos enkelte arter (kopepoder, krill, lodde, sild og torsk) er relativt godt beskrevet (f.eks. Wassmann et al. 2006; Hjermann et al. 2007; Lindstrøm et al. 2009), er det mindre kunnskap på samfunns- og øko-systemnivå. Det er for eksempel vist at sammenhengen mellom gytebestand, temperatur og rekruttering til en rekke fiskeslag i og utenfor Barentshavet ser ut til å endres over tid, men det er uklart hvorfor dette skjer (Ottersen et al. 2013). Klimavariasjoner påvirker bestandene gjennom en rekke direkte og indirekte mekanismer, som gjennom de sterke predator-byt-tedyrkoblingene kan påvirke bestandene med tidsforsinkelser på opptil flere år. Dette fører til sesongmessige endringer i biologiske prosesser og økosystemer (Cochrane et al. 2009).

Kunnskapen om hvordan Barentshavets næringsnett, fra dyreplankton til fisk og sjøpatte-dyr, er strukturert i rom og tid og næringsnettets dynamiske egenskaper er begrenset. Vi mangler for eksempel en god forståelse av hvordan den relative betydningen av predator-styrt versus næringstilgangsstyrt regulering av bestandsstørrelsene endres over tid, områ-de og sesong. For å studere strukturen i næringsnettet kan biomasse-balanserte modeller (Dommasnes et al. 2002; Blanchard et al. 2002) og studier av funksjonell diversitet være gode verktøy (Wiedmann et al. 2014). Fiske og klima er de dominerende eksterne driverne i marine økosystemer som kan endre struktur, funksjon og mangfold, og dermed energi-transporten, i økosystemet (Jackson et al. 2001). Vi ser allerede hvordan forandringer i kli-ma fører til sesongmessige endringer i biologiske prosesser og økosystemer (Cochrane et al. 2009). For å forutsi framtidige økosystemendringer trengs flere bredt integrerende studier og datagrunnlag for dette.

Figur 8. Det is-assosierte økosystemet er mangfoldig og inkluderer alt fra mikroorganismer i isen til marine pattedyr på og under isen. Det mikrobielle næringsnettet utgjør et viktig maskineri i nærings-nettet og biogeokjemiske sykler, men har vært understudert i arktiske miljø (kilde: Reigstad/Caeyers, BFE/UiT).

NORDLIGE BARENTSHAVET

marginal i ssone

p o l a r f r o n t

sedimentering

regenerertenæringssalter

detritus

algeblomstr ing

metazooplanktonprotozooplankton

bakterier

heterotrofeflagellater

autotrofeflagellater diatomeer

næringssalter

0,2µm 2µm 20µm 200µm 2mm

DOC

Den primære og høstbare produksjonen i Barentshavet varierer mye i tid og rom, primært som følge av klimavariasjon (Wassmann et al. 2006). Mengden og sammensetningen av pri-mærprodusentene påvirker i sin tur de høyere trofiske nivåene i næringsnettet og hvor mye energi som kan tas ut av systemet (Hessen 2008; Chassot et al. 2010). Respons fra høyere trofiske nivå som fiskebestander på endringer i primærproduksjonen, samt tilbakevirkende mekanismer, er viktige for å forstå dynamikken i det marine økosystemet. Forståelsen av mikrobielle organismer og prosesser er mangelfulle, men disse kan være like viktig for ener-giomsetningen i arktiske marine system som i varmere farvann. Det mikrobielle nærings-nettet utgjør, sammen med planteplankton, næringsgrunnlaget for høyere trofiske nivå og sørger for regenerering av næringssalter (Figur 8). Dynamikken i mikrobielle næringsnett er sannsynligvis i enda større grad styrt av det fysiske (lys, temperatur, oseanografi) og kjemiske (organiske og uorganiske næringsstoffer, CO2, pH) havmiljøet enn det klassiske næringsnettet. Dynamikken i det mikrobielle næringsnettet er derfor viktig å forstå siden den påvirker den biologiske produktiviteten, opptak av CO2 og nedbryting av forurensing (eks. olje).

Fiskeri og klimaendringer virker i et samspill med hverandre. Beskattede bestander kan være mindre motstandsdyktige mot klimaendringer på grunn av mindre variasjon i alders-sammensetningen og livshistorietrekk (Hsieh et al. 2008.). Økt forståelse om hvordan fiske og klima påvirker struktur og funksjon i økosystemet, og hvordan dette påvirker stabilitet, produktivitet og robusthet i systemet vil være viktig i forvaltningen av marine ressurser i Barentshavet.

2.3 Teknologibasert utforsking av ”havrommet” Kartlegging og overvåkning er forutsetninger for å kunne utvikle fremtidens forvaltnings- og beslutningsverktøy. Vi er nå i en overgangsperiode fra punktmålinger til mer integrert mil-jøovervåkning og økosystemforståelse over større områder. Viktig for studier av nordlige og sentrale deler av Barentshavet er observasjoner og målinger uavhengig av vær, is, havdyp og årstid (polarnatten); datafangst med høy oppløsning over store områder og kombinerte tids-serier med høyoppløselige romlige data fra autonome undervannsfarkoster (AUV; Figur 9). Representative økosystemstudier krever jevnlige tverrfaglige forskningstokt med bruk av både eksisterende og ny teknologisk infrastruktur, inkludert synoptiske studier – bruk av flere

Figur 9. Illustrasjon av undervannsroboter (Autonomous Underwater Vehicles, AUV og Remotely Ope-rated Vehicles, ROV) i Arktis med sensorer for biogeokjemisk kartlegging av marine naturressurser (kil-de: Stenberg/NTNU Applied Underwater Robotics Lab).


fartøyer samtidig. Innhenting av prøver punktvis (f.eks. grabb prøver) vil fremdeles være nød-vendig for bestemmelse og kvantifisering av materiale. En bedre kobling av naturvitenskaplig og teknologisk ekspertise vil bidra til økt observasjonsdekning i rom og tid i arktiske områder. Eksisterende og nye forskningsfartøyer bør brukes som felles plattformer for luft- og havob-servasjoner generelt – i samspill med satellitt-, fly- og droneobservasjoner, mindre båter, ut-setting av tidsseriebøyer, bruk av ROV, AUV, glidere, og sjøpattedyr med observasjonssonder.

Viktige abiotiske variable innbefatter blant annet lysmiljø, temperatur, saltholdighet, nærings-salter, og vannkjemi. En sentral utfordring er forbedrete studier av næringsnett og trofiske koblinger hvor tett tverrfaglig samarbeid er nødvendig (Thingstad et al. 2008; Vadstein et al. 2011). Her kan ny teknologi anvendes innen fagfelt som biologi (Ludvigsen et al. 2007; John-sen et al. 2013, Egge et al. 2013), kjemi (Ardelan et al. 2012), arkeologi (Ødegård et al. 2012) og klimaforskning (Loeng & Drinkwater 2007).

Lysmiljøstudier (Båtnes et al. 2013, Nicolaus et al. 2010,2013), havisstudier (Renner et al. 2013, Laxon et al. 2013) og polarnattstudier (Berge et al. 2009) er fagfelt som allerede ser fordel av tverrfaglig samarbeid. Eksisterende og ny sensorteknologi kan sammen gi bedre informasjonsgrunnlag. Fotobiologistudier relatert til bl.a. fotosyntese, respirasjon, døgn- og sesongvandringer av dyreplankton og adferd relatert til polarnattstudier kan brukes innen klimatologi med hensyn på havets varmeopptak og sjøisdynamikk. Studier av havklima og dets effekter på primær- og sekundærprodusenter vil tjene på et tverrfaglig biologisk-fy-sisk-teknologisk fagmiljø. Dette kan muliggjøre mer rasjonelle og komplementære observa-sjonsmetoder.

Nye teknikker innen økofysiologi og funksjonell genetikk gjør oss nå i stand til å forstå hvor-dan miljøstressorer påvirker organismer. Fysiske, kjemiske og biologiske sensorer samlet på egnede plattformer kan kartlegge og overvåke trofiske nettverk og biogeokjemiske objekter i tid og rom. Molekylærbiologi og metagenomikk har gjort det mulig å studere diversitet og populasjonsdynamikk og aktivitet i mikrobielle samfunn. Dette har i løpet av få år gitt mye ny kunnskap om sammensetningen av ulike funksjonelle grupper som alger, bakterier, virus og protozoer og også om variasjon, plastisitet og dynamikk hos større organismer som fisk. Dypsekvensering kan brukes til å innhente genomisk/genetisk informasjon på individ- og bestandsnivå, for eksempel innen 1) bestandsstruktur og migrasjonsmønstre, 2) effekt av fis-keriindusert evolusjon, 3) lokale tilpasninger til ulike miljø (inkludert temperatur, salinitet og pH) og 4) effekter av oljeeksponering eller miljøgifter.

2.4 Prediksjon av vær, klima og økosystemDen arktiske atmosfæren har en sterk lagdeling som varierer i tid og rom. Denne påvir-ker skyfordeling og energiutveksling med underlaget. Det er betydelige kunnskapsbehov knyttet til forståelse og prediksjon av de fysiske prosessene som regulerer disse forholdene. Barentshavet skiller seg fra f.eks. Nordsjøen lenger sør ved hyppigere forekomst av ekstrem-vær. Et eksempel er polare lavtrykk hvis forekomst er nært knyttet til de store temperatur-forskjellene mellom kald luft over sjøisen i nord og varm luft over hav (Noer et al. 2011). Datadekningen i disse områdene (Figur 10) er mye dårligere enn lenger sør. Imidlertid åpner dagens teknologi og kunnskap for mye bedre varslingsnøyaktighet i Barentshavet av både tradisjonelt vær og havvarsler som bølger, isforhold mm. Dette oppnås gjennom en økning i observasjonsgrunnlaget, utvikling av fullt koplete luft-is-havvarslingsmodeller, re-gionale sannsynlighetsvarslings-systemer (EPS), identifikasjon av robuste årsak-virkning sammenhenger, og en høyere detaljeringsgrad kombinert med en generell økning i bereg-ningsnøyaktigheten enn det som brukes i dagens operasjonelle varslingsmodeller.

Flere nylige gjennomførte måleprogrammer har økt vår forståelse av værsystemene i nord- områdene, f.eks. GFDex (Renfrew et al., 2008) og det norske IPYTHORPEX (Kristjansson

et al. 2011). Disse programmene har gitt oss en mengde av detaljerte observasjoner av me-soskala værsystemer som f.eks. polare lavtrykk, men har ikke gitt oss innsikt i det koplete systemet pga. manglende samtidige målinger i hav og luft. Også kunnskapsnivået om fysis-ke og mekaniske egenskaper av isen i Barentshavet med nye, endrete isscenarier er svakt og må forbedres og implementeres i isvarsling og regionale modeller for prediksjon av vær og havsirkulasjon. I den forbindelse er et økt observasjonsgrunnlag fra målinger i felt og fra satellitt verdifullt.

Muligheten for prediksjon av regionalt klima med en horisont på måneder til tiår har gjen-nomgått en rivende utvikling i de siste fem årene. Dette inkluderer den pågående opp-bygging av en norsk kunnskapsbasis og et norsk modellsystem med fokus på Norskehavet, Barentshavet og Polhavet (Counillon et al. 2014). Det er i dag et åpent forskningsspørsmål hvorvidt klimaprediksjon er teoretisk mulig generelt eller praktisk mulig for vår region spe-sielt. Hvis dette potensialet kan forløses, vil det bety et paradigmeskifte for kunnskapsbasert og sikrere forvalting.

For en optimal forvalting av marine ressurser trengs konkrete og meningsfylte framskriv-ninger av klima- og økosystemet i Barentshavet. Hvordan et varmere Barentshav vil påvirke produksjonsregimet, strukturen og funksjonen i næringskjeden, fra plankton til hval, og dermed dets dynamikk, er i dag svært usikkert. Til tross for at dyr responderer forskjellig på endring i temperatur, vet vi at hastigheten på de ulike prosessene vil øke med økende temperatur og omvendt (Brown et al. 2004). Vi vet også at en temperaturøkning fører til endringer i arters utbredelse og fenologi. Dette påvirker i sin tur koblingen mellom arter i både tid og rom (Cury et al. 2008) og gir økt sannsynlighet for utryddelse og invasjon av fremmete arter (Cheung et al. 2009; Stackowitcz et al. 2002). Videre kan vi forvente å se endringer i trofisk regulering (”top-down” og ”bottom-up”) og biologisk mangfold som følge av oppvarming (Hoekman 2010; Certaine et al. 2013). For å kunne gjøre realistiske prediksjoner av tilstanden til Barentshavets økosystem i fremtiden trenger vi ulike typer av operasjonelle økosystemmodeller inkludert biogeokjemiske modeller (eks. NORWECOM.E2E, Hjøllo et al. 2012), biomasse-balanserte modeller (f.eks. Ecopath med Ecosim og SDF; Christensen and Walters, 2004, Lindstrøm et al. 2012) og bioenergetiske modeller (Yodzis og Innes, 1992). Ytterligere, for å gjøre prediksjoner lengre frem i tid (mer enn 20 år), bør økosystemmodellene være adaptive, dvs. ta hensyn til evolusjonære tilpasninger hos arter. Arter responderer (via fenotypisk plastisitet og genetikk) på endringer i klima og fiske (Par-mesan 2006; Loreau 2010).

Figur 10. Dagens observasjons-dekning i kjerneområdet for Arven etter Nansen. De store røde merkene viser hvor det tas regelmessige meteorologiske ob-servasjoner ved bakken. De små røde punktene viser stasjonene for årlige økosystemtokt. De blå punktene i det sørlige og sentrale Barentshavet viser faste hydro-grafiske snitt, mens de blå punk-tene vest og nord for Svalbard viser hydrografiske snitt hvor også rigger med sensorer for langtidsmålinger er utplassert. Iskonsentrasjonen per 30.01.14 (OSISAF) er vist i grått, hvor den mørkeste nyansen er 75-90%. (kilde: Røed, MET)


3. Kunnskapsbehov og utfordringerVår gjennomgang av kunn-skapsstatus peker mot et bredt behov for bedre forståelse av det sentrale og nordlige Ba-rentshavet og hvordan det fun-gerer klimatisk og som økosys-tem. Kunnskapsbehovet er av fagspesifikk så vel som tverr-faglig karakter, og begrunnet i grunnforskning og forvalt-nings- og samfunnsinteresser. Behov og utfordringer kan grovt deles i fire (Figur 11): 1) den naturlige påvirkningen på det arktiske marine økosys-temet fra det fysiske miljøet gjennom vekslende vær, hav-strømmer, isdekke og klima, herunder også klimaendringer knyttet til global oppvarming; 2) den mer direkte menneske-lige påvirkningen av dette mil-jøet lokalt i Barentshavet; 3) endringene disse naturlige og

menneskelige påvirkningene forårsaker i det levende Barentshavet, hvis økosystem også i stor grad har sin egen indre dynamikk; og 4) hvilke grunnforskningsbaserte framskritt vårt nasjonale samarbeid kan muliggjøre for en bærekraftig bruk og forvaltning av Arktis.

3.1 Naturlig påvirkningKlima, havsirkulasjon og den tilhørende dynamikken mellom vannmassene er styrende for økosystemet i Barentshavet. Det er en sterk kobling mellom det sesongmessig varierende isdekket, vannmassene og den tilhørende lagdelingen i det nordlige Barentshavet. Det er i stor grad ukjent hvordan den relative betydningen av vind, isdrift og havstrømmer vil påvir-ke frysing, smelting og varmeutveksling ved fremtidige reduksjoner i iskonsentrasjon. Lag-delingen av vannmassene er avgjørende for biologisk produksjon og gjør også framskrivin-ger for produktivitet i området utfordrende. I hvilken grad den atlantiske innstrømningen styres av lokale vinder, eller skyldes endringer i atlantisk kildevann lenger sør, er uavklart. Også volum, formasjon og sirkulasjon av det arktiske vannet i det nordlige Barentshavet og det tilgrensende Polhavet og Karahavet er lite kjent.

For å forstå – og eventuelt forutsi – endring knyttet menneskelig påvirkning, må en for-stå og kjenne den naturlige tilstanden endringen skjer i forhold til. Nåtids-observasjoner av planktonproduksjon er for eksempel svært begrenset. Vi kan oppnå en bedre forståelse av endringene som foregår i dagens levende mikrofossilsamfunn ved å sammenligne disse med tidlige tiders miljø- og klimaendringer på lengre tidsskala, fra siste istid og fram til i dag. Et rekonstruert fortidsklima er nødvendigvis basert på få lokaliteter med f.eks. sedi-mentkjerner, og sentrale, nordlige og østlige deler av Barentshavet er særlig dårlig under-søkt med henblikk på paleostudier.

Det er også åpent hvilke konsekvenser klimaforandringer som påvirker avrenning fra land har på lysmiljøet i havet. Klimascenariene (IPCC AR5) inkluderer forventninger om økt

Figur 11. Rammeverket for Arven etter Nansen. Naturlig og menneskelig påvirkning setter de ytre rammene for det levende Barentshavet. Samspillet av pådriv, økosystemets respons og indre dynamikk utgjør grunnlaget for bærekraf-tig ressurs utnyttelse i Arktis.

tilførsel av lysabsorberende humusstoffer fra landområdene omkring Barentshavet. Det er derfor viktig å avdekke i hvilke områder lysforholdene i vannsøylen reduseres av humus, og til hvilken tid på året dette skjer for å se om dette har noen strukturerende effekt på økosystemet.

3.2 Menneskelig påvirkningDet er mangel på kunnskap om hvordan dannelse av sjøis påvirker sjøvannets karbonkjemi. Dette gjør at det er vanskelig å kvantifisere hvilken effekt endringer i isutbredelse vil ha på opptak og lagring av atmosfærisk CO2 i fremtiden og hvordan dette påvirker havforsuring. Eksperimenter over relativt kort tid viser effekter på organismer, mens langtidseffektene av havforsuring følger av en langsom utvikling der både tilpasning og evolusjon spiller inn. Lange tidsserier med feltobservasjoner og eksperimenter som inkluderer flere generasjoner er nødvendige for å kunne belyse slike effekter, som kan bli alvorlige for det arktiske øko-systemet i et 100-års perspektiv.

Også effektene av fiske representerer et betydelig kunnskapsbehov. Fiske på en art påvirker også andre arter; endringer i en arts økologi og evolusjonære tilpasning endrer dynamikk og utbredelse hos andre arter.

Miljøgifter og effekter av forurensning er en viktig del av økosystemforskningen. Det fore-ligger ingen samlet kvantitativ analyse av hvordan ulike livshistoriestrategier påvirker miljøgiftakkumulering og effekt. Kan slik påvirkning endre kondisjon, reproduksjon og rekruttering hos høstbare bestander? Genomikk-baserte studier tyder for eksempel på at miljøgifter kan påvirke energiomsetning og lipidmetabolisme i fisk.

En annen utfordring ligger også i de mange ulike formene for endringer som skjer samtidig i Arktis. Ofte studeres effekter av endringer i temperatur, pH eller påvirkning av miljøgif-ter. Men vi vet lite om responsen på mange samtidige endringer som skaper økt stress hos marine organismer.

3.3 Det levende BarentshavetVi har ikke god nok forståelse av grunnleggende sammenhenger mellom fysiske og bio-logiske produksjonsprosesser gjennom hele året. Kontinuerlige observasjoner av fysiske og biologiske parametere er nødvendige for å kunne knytte variabilitet i fysiske forhold til endringer i økosystem og produksjonsrespons. Sesongdekkende prosesstudier er avgjøren-de for å studere og forstå slike koblinger og mekanismer.

Endringer i trofisk regulering (”bottom-up” og ”top-down”) påvirker dynamikken og stabi-liteten på arts, samfunns- og økosystemnivå. Vi vet ikke nok om hvordan og hvor mye. For eksempel: hvordan vil endringer i planteplankton samfunnet og det mikrobielle næringsnet-tet påvirke høyere trofiske nivå (”bottom-up”) og omvendt (”top-down”)? Vi mangler også kunnskap om økosystemstrukturer, adferd, og responser gjennom polarnatten. Den dyna-miske iskantsonen er et nøkkelområde som levested og lokalitet med høy næringstilgang, men stor variabilitet i produktivitet. Her er det er usikkert hvordan de store endringene i isforhold påvirker samspillet mellom artene i økosystemet og dermed effektiviteten i ener-gitransporten opp gjennom næringskjeden.

Bedre kunnskap om populasjonsstruktur, dynamikk og næringsøkologi for høyere trofis-ke nivåer som for eksempel torsk, sjøfugl, sel og hval er nødvendig for å forutsi hvordan endringer i klima vil påvirke samspillet mellom arter i økosystemet (fra virus og bakterier til høyere trofiske nivåer). Det er stor sannsynlighet at fremtidige klimaendringer vil påvirke vandringsmønster og utbredelsesområder for flere arter. Vi ser allerede at utbredelsen til


flere fisk- og sjøpattedyrbestand har fått en mer nordlig utbredelse enn tidligere. Dette er mest sannsynlig på grunn av endringer i utbredelse av byttedyr som følge økt sjøtemperatur. Foreløpig er det ingen bevis for at arter er fortrengt fra Barentshavet, men det er observa-sjoner på at tidligere sjeldne arter (f.eks. snøkrabbe) har økt dramatisk de siste årene. Dette kommer til å påvirke bunndyrsamfunn, men det er vanskelig å forutsi hvordan.

3.4 Metodikk for forvaltningForandringer i Barentshavet har blitt koblet til det globale klimasystemet. Men spesielt hvordan isdekket i Barentshavet påvirker det nordeuropeiske vinterklimaet og mekanisme-ne for dette er lite forstått. Dette er potensielt viktig for fremtidige endringer i det norske vinterklimaet. Hvordan framtidige miljøendringer vil påvirke økosystemet og dermed for-valtning av marine ressurser er vanskelig å forutsi.

For en bærekraftig forvaltning av marine ressurser og områder i Arktis er det viktig å se økosystemet som en helhet. For å kunne gjøre det trenger vi forstå koblingene og tilbake-koblingene mellom økonomiske aktiviteter som fiske på den ene siden, og klima, fysikk, bio diversitetet og økosystemets funksjonalitet på den annen. For eksempel; hvordan påvir-ker fiske biodiversiteten og funksjonen til økosystemet? Og motsatt; hvordan påvirkes fiske av et endret produksjonsregime i økosystemet som følge av fysiske og klimatiske endringer? Også grunnleggende biologi og rolle i økosystemet for flere ikke-kommersielle arter er lite kjent. Dette er store og komplekse problemstillinger som er vesentlige for framtidig forvalt-ning av de marine ressursene i Arktis.

For at en økt framtidig aktivitet i Arktis skal være sikker både for aktører og økosystem, er forbedret varsling viktig. Observasjonsgrunnlag bør i større grad kobles med numeriske atmosfære- og havmodeller med høyere detaljeringsgrad i rom og tid. Dette vil kunne gi betydelig sikrere varsler for vær inkludert isforhold, bølger og havstrømmer i Barentshavet. I nordområdene generelt og i Barentshavet spesielt er det et intimt samspill mellom de ulike sfærene (is, atmosfære, hav), kanskje mer intimt enn lenger sør. Muligheten for bruk av koplete hav-is-atmosfære varslingsmodeller bør derfor utforskes. Viktigheten av slike vars-lingsmodeller er anerkjent internasjonalt og i full gang ved flere lands meteorologiske in-stitutter, men er ennå ikke påbegynt her til lands. Bedret varsling vil kreve tilgang til stadig større og kraftigere regnemaskiner med kapasitet som overgår dagens superregnemaskiner tilgjengelig i Norge.

Det vitenskapelige grunnlaget for å gjøre gjennombrudd i forståelsen av klima og økosys-tem i det sentrale og nordlige Barentshavet er godt. Samtidig står kunnskapsbehov og -ut-fordringer klart fram for oss. Kvantitative eller mekanistiske sammenhenger er i stor grad ukjente. Det er et åpent spørsmål i hvilken grad etablert kunnskap kan opprettholdes i et framtidig klima med åpent vann på steder og til årstider der det før var isdekke. Arven etter Nansen er et rammeverk for den grunnforskningen som må gå forut for økt menneskelig aktivitet og tilstedeværelse i den norske delen av høy-Arktis.

Barentshavets sammenkoplete klima- og økosystem virker over et stort spenn av ”jordsys-tem”-komponenter, rom- og tidsskalaer som skissert i Figur 12. De ytre rammene for det levende Barentshavet settes av samspillet mellom naturlige og menneskelige påvirkninger. Vår forståelse av disse – sammen og hver for seg – danner kunnskapsgrunnlaget for for-valtningen av disse områende og ressursene der (Figur 11). Ut fra vårt kunnskapsgrunnlag og helhetlige perspektiv på et Barentshav i endring, kan kunnskapsbehovet for det sentrale og nordlige Barentshavet eksemplifiseres ved følgende problemstillinger (se også slutten av kapitlet for oppsummerende tabell og oversikt over metodikk).

4.1 Naturlig påvirkning

4.1.1 Ytterpunkt for endring. Det er nødvendig med en mer helhetlig forståelse av sam-menhenger mellom naturlige og menneskeskapte klimaendringers årsaker og virkninger på miljøet i Barentshavet og ytterpunktene for disse. Dette finner en i samspillet mellom rekonstruksjoner av fortidsklima og -økosystem, observasjoner av dagens tilstand og fram-

4. Grensesprengende forskning for kunnskapsbasert forvaltning

Figur 12. Barentshavet – et klima- og økosystem i grenselandet mellom den tempererte Nord-Atlanteren og det iskalde Polhavet. Skissen indikerer det sammenkoplete ”jordsystemet” og spennet i tidsskalaer involvert i en helhetlig forståelse av det sentrale og nordlige Barentshavet. (kilde: Eldevik, UiB)


tiden som beskrevet av modellframskrivninger. Dette forutsetter at disse framgangsmåtene forfølges slik at de er sammenliknbare. Et hensiktsmessig nettverk av sedimentkjerner i Ba-rentshavet samt bruk av informasjon fra nærliggende landiskjerner vil kunne gi økt innsikt i naturlige klimaendringer i dette havområdet (i både tid og rom). Dette kan også styrke forståelsen av hvordan slike endringer påvirker bestandsdynamikken til en rekke arter.

4.1.2 Lokal variabilitet og global endring. Det arktiske vinterisdekket har trukket seg mest tilbake i det sentrale og nordlige Barentshavet. Reduksjonen av isdekket i Polhavet som-merstid betyr at det blir mer og mer som Barentshavet – det går mot å være isfritt som-merstid. Dermed reduseres den relative betydningen av issmelting om sommeren i forhold til manglende frysing vinterstid. Isdekket påvirkes både av global oppvarming manifestert gjennom økt lokal temperatur og endringer i tilført varme gjennom havstrømmene, og lo-kale selvforsterkende prosesser som is-albedo, sesongmessig manifestering av strålingsvar-me i vannsøylen og variasjoner i trykk- og strømsystemene. Isdekket er regulerende for biologisk produksjon og den biologiske karbonpumpen gjennom blant annet å skape økt stabilitet og næringsbegrensning (smelting), eller økt blanding og vertikaltransport av kar-bon (frysing).

4.1.3 Polarfronten og isdekket. Polarfronten markerer skillet mellom varmt Atlantisk vann i det sørlige Barentshavet og Arktiske vannmasser i nord. Nord for Polarfronten starter den marginale issonen; området som er dekket av is om vinteren men er isfritt om sommeren. Issmeltingen og den resulterende stabiliteten i vannmassene gir opphav til en karakteris-tisk, intens oppblomstring av planteplankton. Denne gir grunnlag for god næringstilgang for fisk, sjøpattedyr og sjøfugl. Det er usikkert hvor stabil den geografiske plasseringen av Polarfronten er, og i hvilken grad denne overgangssonen mellom Atlantisk og Arktisk vann kan variere. Videre er det ukjent hvordan styrkeforholdet og vekselvirkningene mellom de oseanografiske faktorene som påvirker de vertikale prosessene i den marginale issonen (avkjøling/oppvarming, isfrysing/smelting, blanding forårsaket av vind og isdrift, og hav-strømmer) vil påvirkes av fremtidige endringer. Isdekket og planktonveksten er avhengig av vertikal oppblanding av henholdsvis varme og næringssalter.

4.1.4 Endringer i lysforhold. Lys er en hovedregulator for alt liv i havet. Viktige komponen-ter som påvirker lysbudsjettet i havet er skyer, snø, havis, partikler og organismer i vannet. Nye studier har vist at økosystemets lyskilde i polarnatten i vesentlig grad også er måne, stjerner og nordlys. Fravær av en eller flere av disse lyskildene påvirker organismer med hen-syn på bl.a. vekst, modning, ernæring, vandringsmønster. Avrenning og marine prosesser som tilfører fargede organiske stoffer (cDOM) påvirker lysforholdene i havet sammen med tettheten av alger og andre partikler. Det trengs en innsats på lysmiljøstudier gjennom alle årstider med hensyn til klima og hvordan lys påvirker økosystemet gjennom fotosyntese og respirasjon, fordeling og artssammensetninger av dyreplankton og fisk, havets surhetsgrad og evne til å ta opp CO2. Også artenes adferd, og den visuelle kontakten mellom byttedyr og predator påvirkes av lysforhold og kan endre økosystemet. Lysforholdene i Arktis endres grunnet avrenning, redusert isutbredelse og tykkelse og endrete isegenskaper og snødekke.

4.2 Menneskelig påvirkning

4.2.1 Gassutveksling mellom atmosfære, hav og havbunn. Karbonkretsløp, sedimente-ring og drivhusgassutslipp styrer framtidens klima og økosystem. Vi mangler forståelse av viktige ledd i hvordan bl.a. istype (ny is, ettårsis, flerårsis) og mengden av isalger og andre mikroorganismer påvirker karbonsyklusen i isen og vannsøylen under. Minker isdannelse og isutbredelse, vil mye mer metan slippes ut til atmosfæren. Metan som siver ut fra hav-bunnen bindes opp av det saltrike vannet som synker til bunns når is dannes. Det er derfor viktig å kartlegge metankildene og få en bedre forståelse av de prosessene som påvirker

metan i vannsøylen. Vi vet svært lite om prosessene som skjer i grenselaget mellom sjø-vannet og sedimentene på havbunnen, men antar at isforhold på overflaten er viktig. Den kontinuerlige biologiske degradering av organisk materiale frigjør både næringssalter, spor-stoffer og oppløste gasser som CO2, N2O og metan som blir tilført vannmassene og dermed potensielt videreført til atmosfæren. De biologiske nedbrytningsprosessene kan begrenses av sterk lagdeling over sedimentet, eller nedbeiting av bunndyr som sørger for lufting av sedimentene.

4.2.2 Økende havforsuring. En liten reduksjon i pH har store konsekvenser for livet i havet. Den største framtidige endringen i pH er ventet i polare områder siden kaldt vann kan ta opp mer CO2 enn varmere vann, og fordi økende avrenning fra elver og issmelting svekker havets evne til å nøytralisere forsuringen. Nyere data fra Barentshavet sammenliknet med målinger fra 60-tallet viser en klar økning i karboninnholdet, og dermed pH-nivået i havet. De marine næringskjedene i Barentshavet er relativt korte. Økosystemet er derfor sårbart dersom sentrale arter får problemer. Allerede innen et tiår kan overflatevannet i Arktis være aragonitt-undermettet (Steinacher et al., 2009) med mulige konsekvenser for bl.a. vinge-snegl, kalkalger og tidlige livsstadier hos for eksempel torsk. Vi vet likevel relativt lite om de (øko)systematiske og koplete effektene av havforsuring. Langtidseffektene av en langsom utvikling der både tilpasning og evolusjon spiller inn, kan bare feltobservasjoner og lange tidsserier gi endelig svar på.

4.2.3 Konsekvenser av høsting. En bærekraftig ressursforvaltning må ta hensyn til bestan-der og bestandssammensetning. En effekt av fiske er at individer i en bestand har mindre sjanse til å nå en høy alder og stor størrelse og dermed at den blir mindre motstandsdyktig mot endringer i miljøet. En samtidig effekt er at gener som koder for rask vekst og tidlig modning øker i bestanden, og at genetiske underpopulasjoner kan forsvinne. Dette kan føre til endringer i utbredelse og livshistorie hos den beskattede bestanden og gjøre framtidige generasjoner mindre attraktive for fiske. Genetiske endringer er irreversible eller kan ta lang tid å reversere og kan minske bestandens evne til å motstå miljømessige endringer. En bæ-rekraftig forvaltning krever at disse endringene i bestandenes sammensetning tas hensyn til. Da trengs populasjonsgenetisk kartlegging såvel som bioøkonomisk modellering som tar høyde for de økologiske og genetiske endringene i bestandene. Det er også behov for bedre kunnskap om hvordan høsting påvirker andre arter i systemet og flerbestandsmodel-ler som ser på effektene av fiske på økosystemet som helhet.

4.2.4 Miljøgifter og forurensende utslipp. Menneskeskapte utslipp som miljøgifter og ol-jeforurensning påvirker enkeltindivider og bestander på ulike måter, både som enkeltsub-stanser og i kombinasjon. Den konkrete påvirkningen av eventuelle utslipp på høstbare bestander er ukjent. Genomikk-baserte studier tyder på at miljøgifter kan påvirke vekst-prosesser i dyreplankton og energiomsetning og lipidmetabolisme i fisk. Kan forurensing også påvirke kondisjon, reproduksjon og rekruttering hos høstbare bestander? Endringer i strukturen i næringsnettet, koplingen mellom organismene og deres livshistorie (repro-duksjon, livssyklus, energibruk) har direkte betydning for opptak, overføring og effekter av miljøgifter. For næringsnett finnes det i dag kun tidsbegrensede feltstudier og modellerte prediksjoner fra det sørlig Barentshavet. Det foreligger få studier av interaksjoner mellom ulike livshistoriestrategier og effekter av forurensing. Det er viktig å forstå potensielle effek-ter av miljøgifter og olje på arktiske økosystem for å kunne predikere framtidige endringer. Dette kan bare oppnås ved en kombinasjon av feltstudier, eksperimenter og modellering der også andre faktorer, som klimaendringer, trekkes inn.


4.3 Det levende Barentshavet

4.3.1 Iskantsonen og økosystemet. Vesentlige endringer er forventet i det is-assosierte økosystemet som en følge av minkende havisutbredelse, tynnere is og kortere sesong. Den totale primærproduksjonen kan øke, spesielt i vannmassene, men systemet kan endres fra å være lysbegrenset til å bli næringssaltbegrenset. Dette vil påvirke oppblomstringsdyna-mikken og timing hos primærprodusentene, som inkluderer isalger og planteplankton. Endringer i tidspunkt for oppblomstringer kan påvirke overlevelse hos tidlige stadier av dyreplankton. I tillegg kan varmere vann påvirke utbredelse og tettheter av store arktiske dyreplankton arter som Calanus glacialis og Themisto libellula, med konsekvenser for høy-ere trofiske nivåer. Isen og iskanten representerer også en viktig plattform og beiteområde for sjøfugl og marine pattedyr som ringsel og isbjørn. Endringer i sesongmessig isutbredelse vil påvirke leveområdene og overlevelsen av disse. Prosess-studier med tokt til ulike årstider er nødvendig for å studere koblingen mellom de fysiske og biologiske systemene, støttet av fjernmåling og modellering. Dette er nødvendig i forklaringsmodeller for konsekvensen av fysiske endringer på det is-assosierte økosystemet.

4.3.2 Biologisk produktivitet. Endrede fysiske forhold påvirker artssammensetningen, koblinger og energifluks i næringskjeden. Hvordan mengde og sammensetning av næring påvirker artssammensetningen og koblingen mellom arter i rom og tid, er avgjørende for å forstå det biologiske og biogeokjemiske kretsløpet, samt hvordan den biologiske karbon-pumpen påvirker transport av karbon og andre elementer fra atmosfæren til dyphav eller havbunn. Lengre vekstsesong i et isfritt og varmere hav vil endre sesongdynamikk og arts-sammensetning hos primærprodusentene. Dette vil igjen påvirke nærings- og livsgrunnla-get for organismer lenger opp i næringskjeden som f.eks. fisk, fugl og sjøpattedyr. I denne sammenhengen er det et stort behov for å innhente kunnskap om hvordan disse prosessene påvirker 1) artssammensetningen og energifluksen i og mellom den mikrobielle og tradi-sjonelle høstbare næringskjeden og 2) produksjonen for fiske- og sjøpattedyrbestander og omvendt, 3) års- og sesongvariasjoner, inkludert vinterperioden. Sedimentkjerner kan av-dekke langtidsvariasjoner og koplinger mellom produksjon, vannmasser og isforhold.

4.3.3 Struktur, robusthet og dynamikk. Det trengs en helhetlig forståelse av det levende Barentshavet. Enten det er klimatiske, biologiske eller menneskeskapte endringer så vil de påvirke samspillet mellom artene i økosystemet, fra de minste organismer til de største sjøpattedyr. Hvordan er det vanskelig å forutsi. Kunnskap om hvordan struktur og dyna-mikk henger sammen er derfor viktig. I Barentshavet skjer store endringer i geografiske fordelinger og sesongdynamikk av sjøis, vannmasser og bestander som gjør det velegnet som modellsystem. Det er for eksempel ikke fullt ut forstått hvilke faktorer som påvirker lengden av næringskjeden. Lengden kan påvirke formen og styrken av trofiske interaksjo-ner, samfunns- og økosystemstabilitet, energifluksen og høstbar biomasse i økosystemet. Bærekraftig forvaltning og bruk av Barentshavets marine ressurser i framtiden er avhengig av at vi forstår prosessene som påvirker systemet og er i stand til å forutsi endringer.

4.3.4 Endringer for fisk, fugl og sjøpattedyr. Effekten av miljøpåvirkninger summeres på toppen av næringskjeden. Fremtidige klimascenarier, dvs. varmere hav og mindre isdekke, vil påvirke høyere trofiske nivåer (torsk, sjøfugl, sel og hval) og dermed også de tilbake-virkende mekanismene, som følge at koblingene i næringskjeden endres. Det er vanskelig å si hvordan de høyere trofiske nivåene vil påvirkes, blant annet fordi vi mangler en god forståelse av predator-byttedyr prosessene. Vi ser allerede store endringer i fordelingen hos flere migrerende fiske- (som f.eks. torsk og hyse) og sjøpattedyrbestander (som f.eks. Grøn-landssel, våge- og finnhval). Sammen med amfipoder og krill, utgjør lodde og polartorsk de viktigste komponentene i dietten til disse toppredatorene i det nordlige Barentshavet. Et redusert isdekke kan også føre til redusert toppredatormangfold siden mer istilknyttede arter som for eksempel Grønlandshval, narhval, ringsel og isbjørn risikerer å miste sine

leveområder og dermed sitt livsgrunnlag. For å kunne si noe om hvordan disse toppre-datorgruppene vil respondere på fremtidige klima endringer trenger vi økt kunnskap på populasjonsstruktur, næringsøkologi og predator-byttedyr prosesser.

4.4 Metodikk for forvaltning

4.4.1 Framtidens observasjonsteknologi. Undervannsrobotikk og tilhørende sensorer for å identifisere, kartlegge og overvåke i vanskelig tilgjengelige (isfylte) farvann er i stadig ut-vikling. Utprøving av ny teknologi og metoder – inkludert samarbeid med nye fagområder – er viktig for økt innsikt i det arktiske ”havroms”-systemet. Dette fordrer at naturvitere og teknologer jobber sammen for å forstå og belyse fremtidens observasjonsbehov og –mulig-heter. Dette er knyttet til nye transportruter, fiskerier og utvinning av olje, gass, og mine-raler. Undervannsroboter (ROV, AUV og glidere)kan brukes til å karakterisere prosesser i overflate, vannkolonne og havbunn, med synoptisk innsamling av både fysiske, kjemiske og biologiske parametre. Polarfronten kan karakteriseres 2D med temperatur, saltholdighet og klorofyll ved bruk av glidere i langdistansetransekt (0-100 m dyp), mens AUV kan lage 3D kart i et gitt volum med samme variabler som glider, pluss andre miljøvariable som cDOM, suspendert materiale, oksygen konsentrasjon og ADCP data (strøm styrke/retning samt dyreplankton biomasse). Teknologi muliggjør en tids- og romoppløsning på observasjoner som er essensiell for å forstå dynamikk og variasjoner i et så utilgjengelig område.

4.4.2 Forbedret varsling for sikring av liv og verdier. Været er den alltid tilstedeværende faktor for mennesker og infrastruktur. Klimaendringer fører med seg redusert og endret is-dekke og varmere hav, som vil påvirke fremtidig aktivitet i Arktis (f.eks. sikker navigasjon). Det vil også medføre endringer i strømforhold og en rekke atmosfæriske fenomen knyttet til ekstreme vind- og bølgeforhold, som polare lavtrykk, fare for ising og tåke. Mellomårlig variasjon av sjøis, vær og strøm i de ulike måneder vil fortsatt være stor. Andre istyper enn før kan forventes i ulike regioner av Barentshavet. Forbedret vær og havvarsling er derfor kritisk. En forbedring krever først og fremst et forbedret observasjonsgrunnlag med bruk av den til enhver tid best egnede teknologien. Dette kan bare utvikles gjennom storstilte ”synoptiske” feltkampanjer – hvor flere skip og observasjonsplattformer måler hav, is og atmosfæreparameter og prosesser samtidig over store områder. Dernest må en ta i bruk koblete hav-, is- og atmosfæremodeller med høyere oppløsning enn dagens modeller. Vide-re trengs dedikerte observasjoner og studier av de turbulente grenselagene i hav og luft for å forstå koblingen mellom hav, is og atmosfære i Arktis. Utover arbeid direkte i Barentshavet kan også kunnskap fra andre regioner trekkes inn. Erfaringer fra navigasjon og regelverk, f.eks. isklasse av skip, som anvendes i havområder med sesongis (f.eks. Østersjøen) kan gjøre navigasjon og aktivitet i Barentshavet tryggere.

4.4.3 Klimaprediksjon. Klima er den alltid tilstedeværende faktor for forvaltning og plan-legging i nord. Forvaltning og planlegging forholder seg til konkrete områder og en konkret framtidig tidsperiode. Hva er for eksempel forventet is-tilstand og vinterklima i Barents-havet for den nærmeste treårs-perioden? Pålitelige modellsystem for å vurdere dette eksis-terer ikke i dag, men det har de siste årene foregått en rivende utvikling på feltet – såkalt ”klimaprediksjon”. Med et relativt godt observasjonsgrunnlag, og tilsynelatende godt for-ståtte og robuste mekanismer for hvordan isdekket er en respons til havstrømmer og po-lare vinder, synes Barentshavet å være særdeles velegnet for å gjøre nødvendige framskritt innenfor klimaprediksjon.

4.4.4 Hvor forutsigbart er det Arktiske økosystemet? Naturlige svingninger og klima-endringer vil føre til endringer i det arktiske økosystemet. Disse vil påvirke strukturen i økosystemet, noe som igjen endrer økosystemets funksjon. Artenes utbredelsesområde og vandringsmønster kan endres. Nye organismer kan bli dominerende på bekostning av


andre. Noen arter vil dø ut eller forflytte seg, og andre komme til. Varmere klima kan føre til endret trofisk regulering. Forholdet mellom det klassiske og mikrobielle næringsnettet, og gjennom dette produktiviteten i det pelagiske systemet, kan endres. Videre vil klima-endringene også kunne føre til adaptive endringer hos organismene. Den samlede påvirk-ningen og endringer i økosystemet kan bli så stor at det vipper over i nye tilstander med helt annerledes dynamikk. En god forståelse av hvilke prosesser og mekanismer som utløser endringer i for eksempel biodiversitet og økosystemfunksjonalitet, og ikke minst hvor ro-bust det er mot ytre miljøpåvirkning, er av sentral betydning for en bærekraftig forvaltning og bruk av Barentshavets marine ressurser. Slike komplekse problemstillinger krever økt bruk og videreutvikling av gode og komplementære modellsystem.

Tabell 1. Problemstillinger og tilhørende metodisk tilnærming (se også Tabell 2 og Kapittel 4 generelt).

Modellering klima-, hav-, økosystem-, statistiske-, kausalitet, individbasert, bioøkonomisk, makro økonomisk, meteorologisk, inkludert modellutvikling, m.fl. Koordinert feltaktivitet tverrfaglig, langsiktig, sesongdekkende, synoptiskObservasjonsplattformer fjernmåling og automatiserte observasjonerTidsserier sammenstilling av eksisterende, pågående og nye, databaserTeknologi- og metodeutvikling sensorer, analyser, verktøyProsess-studier felt, lab, modelleringGenomikk/genetiske analyser på ulike nivåKomparative analyser TeoriutviklingEksperimenter felt, lab, mesokosmerAnalyse historiske data paleobiologiske, -klimatiske, sclero

Tabell 2. Stikkordliste metodikk med kort utfyllende forklaring for problemstillingene i Kapittel 4 og sammenstillingen i Tabell 1.

Ytte

rpun

kt fo

r end

erin

gLo

kal o

g glo

bal e

ndrin

gPo

larfro

nten

og i

sdek

ket

Ende

ringe

r i ly

sforh

old

Gas

sutv

eksli

ng m

ellom

…Ø

kend

e hav

fors

urin

gKo

nsek

vens

er av

høs

ting

Milj

øgift

er o

g for

uren

sing

Iskan

ten

og ø

kosy

stem

etBi

olog

isk p

rodu

ktiv

itet

Stru

ktur

, rob

usth

et, …

Endr

ing f

or fi

sk, f

ugl, …

Fram

tiden

s obs

tekn

olog

iFo

rbed

ret v

arsli

ngKl

imap

redi

ksjo

nFo

rutsi

gbar

t øko

syste

m?

modelleringkoordinert feltaktivitetobservasjonsplattformertidsseriertekn.-/metodeutviklingprosess-studiergenomikk/genetikkkomparative analyserteoriutviklingeksperimenteranalyse historiske data

5. Ressursbruk og nasjonalt samarbeidI mandatet for Arven etter Nansen (22.01.2013) heter det at “Arbeidet med Arven etter Nansen bygger på prinsippene om Samarbeid, Arbeidsdeling og Konsentrasjon (SAK)”. SAK-konseptet skal bidra til å fornye og optimalisere statlige institusjoner gjennom (1) for-utsigbart samarbeid på konkrete områder, (2) arbeids- og infrastrukturdeling og (3) insti-tusjonsvis konsentrasjon om spesialfelt. En viktig målsetning er å løse nye utfordringer som krever samarbeid.

De åtte deltakende institusjonene i Arven etter Nansen er statlige og har ulike mandater og oppgaver. De fire universitetene UiO, UiB, NTNU og UiT – Norges arktiske universitet har alle utdanning og forskning over et vidt spekter som sin misjon. Som navnet antyder har UiT en spesiell rolle og ansvar i forhold til Arktis. UNIS er universitetenes forlengede arm på Svalbard. Meteorologiske institutt (MET), Havforskningsinstituttet (HI) og Norsk polarinstitutt (NP) er forvaltningsorganer med vedtektsfestede oppgaver som innebærer de er helt (HI) eller delvis (MET, NP) forskningsinstitusjoner. Universitetene og MET er underlagt Kunnskapsdepartementet, HI Nærings-og fiskeridepartementet og NP Klima- og miljødepartementet.

I forhold til Arven etter Nansen og det geografiske området denne omfatter, vil universite-tene og UNIS ha en generell og omfattende interesse. MET vil dekke vær- og klimamessige forhold i hele området. HI og NP har henholdsvis åpne og isdekte havområder som sine arbeidsfelt, med et overlappende område i den marginale issonen.

I forhold til tematiske områder, har universitetene og UNIS igjen en generell interesse, med spesialfelter som følger av deres forskningsstrategiske satsinger. MET sin forskning har som primæroppgave å legge grunnlaget for varsling av vær og forståelse av klima. HI har som primæroppgave å skaffe til veie kunnskapsgrunnlaget for forvaltning av de marine økosys-temene og ressursene der. NP har som mandat å drive naturvitenskapelig forskning, kart-legging, miljørådgivning og miljøovervåkning i Arktis og Antarktis.

I tillegg til mandater nedfelt i vedtekter og liknende, har mange av de åtte institusjonene også samarbeidsavtaler som bidrar til å avklare arbeidsdeling og samarbeidsflater.

Infrastruktur er en kritisk faktor i polarforskning. Eksempler er forskningsfartøy og de-res instrumentering, inkludert det nye isgående Kronprins Haakon. Videre finnes ’glide-re’, meteorologiske stasjoner f.eks. på Hopen og Kvitøya, og biologiske feltstasjoner som i Ny-Ålesund, Svalbard Integrated Earth Observing System (SIOS), og et spekter av nume-riske modellsystem som spenner fra biologiske prosesser til globale klimaframskrivninger. De samlete nasjonale ressursene er betydelige. De kan utnyttes mer effektivt gjennom bedre koordinering og mer helhetlig planlegging.

Arven etter Nansen er basert på en helhetlig tilnærming til forskning på klima- og økosys-temet i det sentrale og nordlige Barentshavet (Figur 11). Dette forutsetter en helhetlig og nasjonalt koordinert bruk av infrastruktur. De åtte institusjonene har nødvendige ressurser i form av infrastruktur, fagkunnskap og erfaring. Det nye isgående forskningsfartøyet vil også gjøre oss i stand til å utforske de arktiske områdene om vinteren og i områder med tykk is, perioder og områder som vi i dag vet lite om.

Representative økosystemstudier, inkludert evalueringen av modellverktøy, krever jevnlig og forutsigbar datainnhenting. Dette gjelder spesielt med store pågående og forventede klimaendringer. Tverrfaglige forskningstokt med bruk av eksisterende og ny teknologisk infrastruktur, inkludert synoptiske studier, er nødvendige. Eksisterende og nye forsknings-fartøyer bør brukes som felles plattformer for luft- og havobservasjoner sammen med sa-


tellitt-, fly- og droneobservasjoner, mindre båter, utsetting av rigger og målebøyer, bruk av ROV, AUV, glidere, og sjøpattedyr med observasjonssonder. Dette vil gi en bedre kobling av naturvitenskaplig og teknologisk ekspertise nasjonalt, og vil bidra til økt observasjons-dekning i rom og tid.

Et vellykket Arven etter Nansen forutsetter omfattende og multidisiplinær datatilgang og prosessforståelse i det nordlige Barentshav og tilgrensende farvann. Relevant informasjon må samles kontinuerlig gjennom hele feltperioden på 5 år. Arven etter Nansen bygger i størst mulig grad på eksisterende og tilbakevendende undersøkelser i Barentshavet. Nye feltobservasjoner er likevel en vesentlig forutsetning for å nå forskningsplanens mål. Våre forskningsfartøy, Norges nye isbryter Kronprins Haakon og de isforsterkede fartøyene FF Helmer Hanssen (UiT) og FF Lance (NP) er plattformer for undersøkelser i planområdet. Også forskningsfartøyene FF G.O Sars, FF Johan Hjort og FF Håkon Mosby (alle HI) er svært velegnet for bruk i planområdet i sommersesongen, og i sørlige del av området i vin-tersesongen. I tillegg vil bruk av fjernmåling og automatiserte observasjonsmetoder som forbedre observasjonsfrekvens og geografisk utstrekning. Sammen gir dette mulighetene for en mer synoptisk datainnsamling. Det er viktig at undersøkelser finner sted året rundt og a) langs utvalgte snitt og b) avgrensete havområder.

A) Snitt. Arven etter Nansen bygger på snitt sør, vest og nord av planens kjerneområde: Fugløya-Bjørnøya, Kola, Framstredet og nord av Svalbard (se stiplete linjer i Figur 2). De planlagte snittene i det nordlige Barentshav (Figur 2) bygger på nylig etablerte snitt gjen-nom hele feltperioden på 5 år. Dette gir viktige bakgrunnsopplysninger om sesongvariasjo-ner i området, nye estimat på utvekslingen mellom Polhavet og Barentshavet samt et viktig grunnlag for modellevaluering.

Det er etablert kontakt med russiske havforskere i PINRO, Murmansk, med ønske om samarbeid slik at tilsvarende snitt gjennomføres i den russiske delen av Barentshavet (Fi-gur 2, gule linjer). En håper at dette skal være mulig innenfor rammen av arbeidet til Den blandete norsk-russiske fiskerikommisjonen. Arven etter Nansen tar sikte på å hyre et russisk forskningsfartøy, under russisk ledelse, men med et felles norsk-russisk forskerteam om bord for å gjennomføre disse viktige målingene.

B) Utvalgte undersøkelsesområder for prosess-studier. Prosesstoktene gjennomføres ho-vedsakelig i mai-juni (Kronprins Haakon) og juli-august (FF Helmer Hanssen), men også om vinteren. I snitt gjennomføres toktene hvert annet år (se antydete svarte bokser i Fig. 2).

I tillegg til disse to hovedaktiviteter ønsker Arven etter Nansen å sette det nordlige Barents-havet i sammenheng med det tilstøtende Nansenbassenget og Polhavet i nord. For å oppnå dette forslåes det en lengere ekspedisjon på ca. 30 dager som strekker seg mot Nordpolen, for deretter å følge Transpolardriften sydover gjennom Framstredet (Figur 2, røde linjer).

Et viktig mål for Arven etter Nansen er samarbeid med Tyskland og Sverige for å kunne gjennomføre en flerskips-operasjon i Polhavet. Mot slutten av undersøkelsesperioden tar en sikte på å realisere dette samarbeidet sammen med Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung (Bremerhaven) og Polarsekretariatet (Stockholm) – og et fellestokt i den europeiske sektor av Polhavet. Meningen er at RV Polarstern (Tyskland) og Oden (Sverige) jobber i den nordligste delen av sektoren, mens Kronprins Haakon dekker den mer sydlige og FF Helmer Hanssen den ytre delen av drivisen. Arbeidet koordineres mot internasjonale aktiviteter i det sentrale Polhav slik som MOSAIC. Dette ville være en av svært få koordi-nerte flerskipsundersøkelser i Polhavet – og vil bidra til økt synergi og integrering av norsk og internasjonal polarforskning.

Totalt planlegges det for ca. 400 døgn på havet, med andre ord ca. 80 dager per år. Dette tilsvarer ca. 13000 persondøgn, omtrent 2500 persondøgn per år. For Norges feltbaserte havforskere betyr det en betydelig merinnsats i felt, og vårt ambisjonsnivå er i Nansens ånd grensesprengende for norsk feltbasert virksomhet i Arktis.

Tabellene 3 til 6 (Kap. 7 og Appendiks) skisserer ressursbehov, kompetanse og mulig egen-innsats relatert til problemstillingene i Kapittel 4.


6. Tidslinje for Arven etter Nansen

Tentativt forslag til oppsett

Aktivitet 2014 - 2015

2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022

Utpeke interimstyreImplementeringsplanFinansieringsarbeidUtlysning av Arven etter Nansen prosjektProsjektetableringKick offFelt (ulike –transekt, prosess, synoptisk)Eksperimentelt arbeideModellering (konseptuell, numerisk, regional prediksjon, varsling…)Formidling (publikum, stakeholders)WorkshopsRekruttering inkl. PhD kursInternasjonal integrasjonÅrlige fellesmøterPubliseringSymposium

7. FinansieringsplanArven etter Nansen reiser problemstillinger som er sentrale for Norge og som myndighetene prioriterer høyt. Problemstillingene stiller så omfattende krav til kompetanse og ressurser at et landslag må til for å besvare dem. Alle de statlige forskningsinstitusjonene med relevant arktisk kompetanse er med og ser det som sin oppgave å prioritere realiseringen av Ar-ven etter Nansen, også gjennom egne budsjetter. Relevant tung infrastruktur må prioriteres brukt mot felles målsetning. Dette gjelder først og fremst det nye isgående forskningsfar-tøyet, men også ressurser knyttet til tungt eksperimentelt utstyr og modellsystemer med tilhørende tungregnekraft og datastrømhåndtering.

Realiseringen av Arven etter Nansen stiller en rekke nye krav som det ikke er realistisk for involverte statlige forskningsinstitusjoner å ivareta innenfor eksisterende økonomiske ram-mer. Vi vurderer derfor i første omgang en finansiering med 50% fra egne budsjetter og 50% fra nye bevilgninger.

En internasjonal review skal kvalitetssikre planen etter SFF kriterier. Fremragende interna-sjonal kvalitet bør utløse ny finansiering for å sikre helheten i prosjektet.

Tankegangen om at det er behov for “landslag” er sammenfallende med tilrådingen fra ut-valget som på vegne av Forskningsrådet følger opp geofagevalueringen som ble gjennom-ført i 2010-2011. Oppfølgingsutvalget vil legge fram sin rapport i mars 2014 (Hov et al. 2014). I de siste 10-12 årene har utviklingen i forskningsorganiseringen gått “fra enkeltfor-sker til senterforskning” der SFF-ordningen er et sentralt virkemiddel. Etterhvert som det er utviklet flere og flere svært gode sentermiljøer, så er et naturlig neste trinn å organise-re utforskningen av spesielt sammensatte problemstillinger, slik som Arven etter Nansen, gjennom landslag. På den måten mobiliseres de beste nasjonale ressursene samtidig som den kortsiktige konkurransen reduseres. Kortsiktig konkurranse kan fostre vegring for å ta fatt på nye, langsiktige, integrerte problemstillinger fremfor å fortsette mer inkrementell forskning på godt etablerte felter der sjansen for rask suksess er ganske stor. Et finansielt rammeverk for et slikt landslag, finnes per i dag ikke.

Landslagstankegangen, forutsatt en vellykket organisering, kan forventes å appellere også til privat virksomhet som ønsker ytelser på nasjonalt plan, framfor hva enkeltforskere el-ler sentere er i stand til. Geofag, og annen ressurs- og miljøkunnskap, er etterspurt i den delen av næringslivet som har særlig sammensatte forsknings- og utredningsbehov. Dette omfatter oljeselskaper som skal prøvebore etter olje og gass på høye bredder eller skipfart-næringen som planlegger transpolare transittruter. Arven etter Nansen bør kunne tiltrekke seg økonomiske bidrag fra relevant næringsliv (f. eks. Arven etter Nansen møter med næ-ringslivet, appendiks A.4).

I forkant av en dialog med myndigheten er det vanskelig å angi en konkret finansieringsplan for Arven etter Nansen. En tentativ plan som kan ligge til grunn for videre utarbeidelse av en finansierings- og implementeringsplan illustrerer sammensetning og vekting av de ulike elementer og kostnader i Arven etter Nansen (Tabell 3).


Hovedgrupper Poster 2017 2018 2019 2020 2021 2022 Total Kostnader hovedgrup-per

Personal-kost-nader

Leder (50%) 0.7 0.7 0.7 0.7 0.7 0.8 4.3

Sekretariat (2 x 100% adm. & formidl.) 2.0 2.1 2.1 2.2 2.3 2.4 13.1

Lønn (fast ansatte) 16.0 16.6 17.1 17.7 18.4 19.0 104.8

Rekruttering (8 PhD+4 post doc)* 12.0 12.4 12.9 13.3 13.8 14.3 78.6

200.8

Forskningsak-ƟǀŝƚĞƚ

Skipstid (transekt, synoptisk, prosess

studier) 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 0.0 100.0

Toktgodtgjørelser 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 0.0 82.5

Eksperimentelt arbeid 20.0 5.0 20.0 5.0 20.0 0.0 70.0

)MHUQPnOLQJ��À\��KHOLNRSWHU�RJ�VDWHOOLWW� 5.0 5.0 5.0 5.0 5.0 0.0 25.0

Forbruksmateriell, analysekostnader 20.0 20.0 20.0 20.0 20.0 5.0 105.0

Forskningsutstyr, instrumenter 20.0 20.0 20.0 0.0 0.0 0.0 60.0

Tungregnekapasitet 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 7.0 42.0

484.5

Koordinering, integrering, formidling og internasjon-al-isering

Advisory board (8 medl.) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.7

Årlige fellesmøter 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 4.8

Faglige og tverrfaglige workshops 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 4.8

Tverrfaglige PhD kurs, 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 1.8

<ƵƌƐ�ĨŽƌ�ŶčƌŝŶŐƐůŝǀ͕ �ƐĂŵĨƵŶŶ 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 1.8Formidling (publikum, brukere inkl.

næringsliv og samfunn) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 3.0Publisering (vit. publ., rapporter, bøker,

nett, utstillinger) 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 1.2Reiser (konferanser, møter, intenasjonal

integrasjon) 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 6.0

6\PSRVLXP��VWDUW��PLGW��RJ�DYVOXWQLQJ� 1.0 1.0 1.0 3.0 27.1

Sum 143.2 130.2 145.4 112.5 127.7 53.4 712.4

*Innebærer totalt 16 PhD og 8-12 post doc over en 6 års prosjektperiode. Antall post doc avhengig av 2- eller 3-årig stilling.

Tabell 3. Tentativ kostnadsplan for Arven etter Nansen og relativ fordeling av kostnader.

��

��

��

AppendiksA.1 Oversiktstabeller

Nat

urlig

på

virk

ning

4.1.1 Ytterpunkt for endring4.1.2 Lokal variabilitet og global endring4.1.3 Polarfronten og isdekket4.1.4 Endringer i lysforhold

Men

nesk

elig

påvi

rkni

ng

4.2.1 Gassutveksling mellom atmosfære, hav og havbunn4.2.2 Økende havforsuring4.2.3 Konsekvenser av høsting4.2.4 Miljøgifter og forurensende utslipp

Det

leve

nde

Bare

ntsh

avet

4.3.1 Iskantsonen og økosystemet4.3.2 Biologisk produktivitet4.3.3 Struktur, robusthet og dynamikk4.3.4 Endring for fisk, fugl og sjøpattedyr

Met

odik

k fo

r fo

rvalt

ning

4.4.1 Framtidens observasjonsteknologi4.4.2 Forbedret varsling for sikring av liv og verdier4.4.3 Klimaprediksjon4.4.4 Hvor forutsigbart er det Arktiske økosystemet?

Tabell 4. Problemstillingene for Arven etter Nansen beskrevet i Kapittel 4.


HI Met NP NTNU UiB UiO UiT UNIS

Nat

urlig

på

virk

ning

4.1.1

4.1.2

4.1.3

4.1.4

Men

nesk

elig

påvi

rkni

ng

4.2.1

4.2.2

4.2.3

4.2.4

Det

leve

nde

Bare

ntsh

avet

4.3.1

4.3.2

4.3.3

4.3.4

Met

odik

k fo

r fo

rvalt

ning

4.4.1

4.4.2

4.4.3

4.4.4 Tabell 5. Tentativ oversikt over eksisterende kompetanse hos partnerne knyttet til problem-stillingene i Kapittel 4. Graden av kompetanse er gradert fra hvitt (i praksis ingen kompe-tanse), via lys grå (liten kompetanse), grå (god kompetanse) til mørk grå (nasjonalt ledende kompetanse).

forskertid tekn/adm

støtte

SKG��SRVW�doc

skipstid måleinstr./

plattformer

lab modell�system

obs. data

HI ৡ ৡ ৡ ৡ ৡ ৡ ৡmet ৡ ৡ ৡNP ৡ ৡ ৡ ৡ ৡ ৡ ৡNTNU ৡ ৡ ৡ ৡ ৡUiB ৡ ৡ ৡ ৡ ৡ ৡ ৡ ৡUiO ৡ ৡ ৡ ৡUiT ৡ ৡ ৡ ৡ ৡ ৡ ৡUNIS ৡ ৡ

Tabell 6. Indikativ oppsummering av partnernes mulige egenbidrag.


A.2 Tilgrensende aktivitet

A.2.1 Nasjonal aktivitet

Arven etter Nansen grenser opp mot flere større og mindre nasjonale og internasjonale initi-ativ, som har aktivitet som er relevante. Aktivitetene under er en oversikt over initiativ som er kjent og vurdert relevante. Aktiviteten under kan også være viktige komponenter som styrker samarbeidet og øker synergien.

1. A-TWAIN: Flaggskip Polhavet-prosjekt (Framsenteret) hvor målet er å overvåke og undersøke innstrømmingen av atlanterhavsvann til Polhavet og nordlige Barentshavet. NP, HI, UiT.

2. AMOS - Centre of Excellence – Centre for Autonomous Marine Operations and Systems. NTNU 2013-2023; http://www.ntnu.edu/amos3. AUR-Lab: NTNU Applied Underwater Laboratory; http://www.ntnu.no/aur-lab4. CAGE – Centre for Arctic Gas Hydrate, Environment and Climate. 5. CarbonBridge ”Bridging marine productivity regimes: How Atlantic advective inflow

affects productivity, carbon cycling and export in a melting Arctic Ocean”. UiT koordi-nert NFR prosjekt 2013-2017, med NP, SINTEF, HI, UiN, UNIS, UiB.

(site.uit.no/carbonbridge)6. Fra plankton til sel: Flaggskip Polhavet-prosjekt hvor målet er å avklare trofiske inter-

aksjoner mellom store planktonformer (pelagiske amfipoder og krill) og grønlandssel, og hvordan dette påvirkes av klimaendringer.

7. MikroPolar ’Processes and players in Arctic marine pelagic food webs – biogeochem-istry, environment and climate change’. UiB koordinert NFR-prosjekt 2013-2017, med UiT, UiO, NIVA og SALT.

8. miljostatus.no9. Miljøgifter – effekter på økosystem og helse10. Miljøovervåking Svalbard og Jan Mayen (”MOSJ”, se http://mosj.npolar.no/no/). Et langsiktig, tverrfaglig overvåkningsprogram.11. NICE; innfrysing av RV Lance i 2015 (NPI ICE Centre)12. R&D project “Mare incognitum – ecological processes during the polar night”, NFR

project nr. 22641713. ResClim, nasjonal forskerskole i klimadynamikk14. SFI SAMCoT (Sustainable Arctic Marine and Coastal Technology); http://www.ntnu.edu/samcot15. SI-Arctic (HI-sip): Strategisk institutt program på Polhavets økosystem ved Havforsk-

ningsinstituttet hvor målet er å forstå tilstanden og variabiliteten i det nåværende og fremtidige Polhavets økosystem for å kunne utforske potensielle alternativ for økosys-tem forvalting.

16. SYMBIOSES-prosjektet; (www.symbioses.no): samler 15 forsknings institusjoner for å lage en integrert modellplattform for kvantifi-

sering av potensielle effekter av petroleums utvikling og andre aktiviteter i marine øko-systemer, med et spesielt fokus på Lofoten-Vesterålen-området.

17. TIBIA (HI-sip): Strategisk instituttprogram på Trofiske interaksjoner i Barentshavet ved Havforskningsinstituttet hvor målet er å forstå trofiske interaksjoner, nærings-nettets struktur og funksjonalitet og energifluks i Barentshavet

A.2.2 Internasjonal aktivitet

For å bidra til den pan-Arktiske forskningen og styrke kontakt og samarbeid rundt, og på tvers av Polhavet, er det viktig å inkludere og involvere aktuelle internasjonale initiativ.

1. Arctic ECRA. European Climate Research Alliance. Samarbeidsnettverk for EUs klimaprosjekter. (http://ecra-climate.eu/index.php/collaborative-programmes/arctic-ecra)2. Arctic in Rapid Transition (ART). Early Career Initiative for tverrfaglig forskning i hele

det marine Arktis. IASC network. (http://www.iarc.uaf.edu/ART)3. CAMEO: Relevant fordi målet med CAMEO er å gi en grunnleggende forståelse av og

forutsi økosystemets organisering og produktivitet, spesielt i forhold til klimavariasjon og fiske, nødvendig for økosystembasert forvalting

4. ESFRI Infrastruktur for måling av karbonfluks mellom land-atmosfære-hav5. ESSAS: Relevant fordi målet med ESSAS er å sammenligne, kvantifisere og forutsi virk-

ningen av klimavariasjoner og globale endringer på produktiviteten og bærekraften i sub-arktiske økosystem

6. ICOS Integrated Carbon Observing Network7. IMBER-IGBP. Integrated Marine Biogeochemistry and Ecosystem Research (IMBER).

International Geosphere-Biosphere programme (IGBP). (www.imber.info)8. MARES (Marine Arctic Ecosystem Studies, Beaufort Sea) USA basert internasjonal

forskningsnettverk9. MOSAiC. Stort internasjonalt isdriftseksperiment (http://www.mosaicobservatory.org/index.html). 10. NCoE NorMER (The Nordic Centre for Research on Marine Ecosystems and Resources

under Climate Change; http://www.normer.uio.no)11. NordForsk Toppforskningsinitiativ: ResGreen (Resource-based Green growth under

climate change: Ecological and socio-economic constraints). 12. PAGES (Past Global Changes, Chukchi Sea) USA-basert internasjonal forsknings-

nettverk13. PAST Gateways (Palaeo-Arctic Spatial and Temporal Gateways), internasjonal

forskningsprogram tilsluttet an IASC (International Arctic Science Committee)14. SIOS Svalbard Integrated Arctic Earth Observing System (http://www.sios-svalbard.org)15. SOLAS International Convention for the Safety of Life At Sea. (http://www.solas-int.org)


A.3 Infrastruktur

Tilgjengelig og relevant nasjonal infrastruktur for forskningen foreslått i Arven etter Nansen inkluderer blant annet

1. Vår flåte av forskningsfartøy relevant for arbeid i det nordlige Barentshavet, Polhavet og tilgrensende områder inkluderer nytt isgående fartøy Kronprins Haakon, isforsterket FF Helmer Hanssen og FF Lance, FF G.O. Sars, FF Johan Hjort, FF Håkon Mosby for arbeid i isfrie perioder og områder.a. Grunnforskning på fysiske, kjemiske og biologiske systemer og prosesserb. Overvåking av marine ressurser og standard hydrografiske snittc. Vedlikeholde rigger og observasjonssystemerd. Isfysikkmålinger og isprøvetakinge. Plattform for autonome observasjonsenheter (ROV, AUV, glider)

2. Forskningsstasjoner som de i Ny-Ålesund, Matre, Flødevigen, Espegrend, Hopen, Bjør-nøya, med flere. Eksperimentelle fasiliteter, observasjoner og tidsserier.

3. Autonome observasjonsenheter. Remotely operated vehicle (ROV) + Autonomous un-derwater vehicle (AUV) + glidere som instrumentbærere, Voluntary Observing Ships (VOS), mvp (moving vessel profiler)a. Øke datainnhenting i tid og romb. Identifisere, kartlegge og overvåke miljøvariable og biologiske prosesser/biomasse/ taxa gjennom alle årstider. c. Synoptisk innsamling av flerfaglige data muliggjør bedre integrasjon faglig og institusjonelt gjennom overvåking, forskning og utdanning av neste generasjons forskere og forvaltere.d. Forbedrer tilgang på data med høy oppløsning i tid og rom for modellering

4. Helikopter- og flybasert måleutstyr som EM bird og stereokamera.

5. Havbunnsforankringer (blant annet Framstredet, A-TWAIN nord-øst for Svalbard).

6. Fjernmåling fra satellitt

7. Modellsystem

8. Nasjonal tungregningskapasitet og datakraft

A.4 Orientering om reise- og presentasjonsaktivitet for Arven etter Nansen

Styret ønsket at informasjon om planene for Arven etter Nansen (AeN) ble gjort kjent og diskutert med a) Norges Forskningsråd, b) utvalgte departement, c) næringslivet og d) de viktigste forskningsinstitutter som arbeider i Arktis. Det ble også gitt orienteringer (e). Over-sikten viser tidspunkt og sted for møte og hovedkontakt. Hver gang ble det presentert et fore-drag om hva SAK er, hvilke mål AeN har, hvordan AeN er tenkt organisert og hvilke vitenska-pelige aktiviteter er planlagt. Hvordan AeN eventuelt skal kunne finansieres ble også drøftet.

a) NFR11/3-2013. Første presentasjon av AeN med representanter av alle divisjoner til stede. Stor

oppmerksomhet. Kontakt: Camilla Schreiner ([email protected]); Christine Daae Olseng ([email protected]).

2/9-2013. Andre presentasjon av AeN med representanter av alle divisjoner til stede. Planer og finansiering. Stor oppmerksomhet. Avventende holdning. Kontakt: Camilla Schreiner ([email protected]); Christine Daae Olseng ([email protected]).

b) Møter med departement30/4-2013. Fiskeri-og kystdepartementet. Tilstede flere fra forskningsavdelingen og ressurs-

avdelingen. Sterk interesse. Kontakt: Jartrud Steinsli ([email protected])6/6-2013. Utenriksdepartementet. Presentasjon av AeN, særlig med hensyn til samarbeid

med Russland. Kontakt: Else Berit Eikeland ([email protected]); Kristian Svanes ([email protected])

16/9-2013. Olje og Energidepartementet. Nødvendighet av AeN aktiviteter for fremtidig utnyttelse av olje eller gass i det nordlige Barentshavet. Kontakt: Gaute Erichsen ([email protected])

9/10-2013. Klima og miljødepartementet. AeN sin betydning for MDs utfordringer i det nordlige Barentshavet. Kontakt: Geir Klaveness ([email protected])

c) Næringslivet18/4-2013. Møte med TOTAL, ved UiT. Tromsø. Kontakt: Ottar Minsaas (ottar.minsaas@

ep.total.no).6/8-2013. Møte med Statoil, forskningsavdeling Trondheim. Flere forskere tilstede. Meget

godt mottatt. Kontakt: Hanne Greiff Johnsen ([email protected]). 15/8-2013. Møte med ENI, Stavanger. Meget godt mottatt. Flere forskere tilstede. Kontakt:

Erik Bjørnbom ([email protected]). 28/11-2013. Møte med Norske Shell, Oslo. Kontakt: Rolf Ole Eriksen (rolfole.eriksen@shell.

com)

d) Arktiske forskningsinstitusjoner: Orientering om norske planer i Arktis og muligheter for samarbeid på norske forsknings-fartøy20/9-2013. AeN foredrag for japanske oseanografer og marinøkologer i Sapporo, Japan (ut-

ført av Hiroshi Sasaki)2/9-2013. Møte med Alfred Wegener Institut, Bremerhaven, Tyskland Direktør og to avde-

lingsledere, samt ca 15 medarbeider til stede. Presentasjon av AeN. Finnes det interesse for flerskips-operasjoner der isbryteren Polarstern kan delta?

12/9-2013. Invitert foredrag ved norsk-russisk fiskerisymposium, Sochi. Etter forslag fra HI. Presentasjon av AeN og utvikling i produktivitet i det nordlige Barentshavet, på begge sider av grensen. Behovet for samarbeid og koordinering. AeN ble bedt å forberede et kortere innlegg til fremlegging i den norsk-russiske fiskerikommisjonen i løpet av høsten. Håpet er at kommisjonen vil akseptere og støtte oseanografisk og marinøkologisk samar-beid på begge siden av grensen. Dersom kommisjonen aksepterer dette er mulighetene for samarbeid og gjensidig godkjenning større.


d) De viktigste forskningsinstitutter som arbeider i Arktis30/9-2013. Møte med Department of Bioscience - Arctic Research Centre, Aarhus, Dan-

mark, og Greenland Climate Research Centre. Samarbeid på tvers av Framstredet. Kon-takt: Søren Rysgaard ([email protected]).

8/11-2013. Møte med forskere ved Korea Polar Research Institute, Incheon, Republic of Korea. Kontakt: Hyoung Chul Shin ([email protected]).

12/11-2014. Møte med forskere ved National Institute of Polar Research, Tokyo, Japan. Kon-takt: Mitsuo Fukuchi ([email protected]).

19/11-2014. Møte med forskere ved Scott-Polar Research Institute, Cambridge, GB. Kon-takt: Julian Dowdeswell([email protected])

26/11-2014. Møte med Scientifique Observatoire OSU-IUEM, Chargée de Mission Obser-vatoire Arctique, IUEM - Institut Universitaire Européen de la Mer, Technopôle Brest-Iro-ise, Plouzané, Frankrike. Kontakt: Christine David-Beausire ([email protected])

4/12-2014. Møte med IMEDEA (CSIC-UIB), Instituto Mediterráneo de Estudios Avan-zados, Department of Global Change Research, Esporles Spania. Kontakt: Carlos Duarte ([email protected])

8/1-2014. Møte med Brendan Kelly (Assistant Director, Polar Sciences) at Office of Science and Technology Policy, Executive Office of the President, Eisenhower Executive Office Building, Washington, DC, USA. Kontakt: Sara Bowdan ([email protected]).

8/1-2014. Møte med medlemmer av IARPC Chukchi Beaufort Implementation Team and the Distributed Biological Observatory Implementation Team, National Science Founda-tion, Arlington, USA. Kontakt: Neil Swanberg ([email protected]), Sara Bowdan ([email protected]).

9/1-2014. Møte med sentrale ledere i ArcticNet (Network of Centres of Excellence of Cana-da), Quebec, Canada. Kontakt: Martin Fortier ([email protected])

10/1-2014. Møte med sentrale ledere fra Arctic System Science, Centre for Earth Observa-tion Science (CEOS), University of Manitoba, Winnipeg, Canada. Kontakt: David Barber ([email protected]), Søren Rysgaard ([email protected]).

14/1-2014. Møte med Institute of Ocean Sciences, Pacific region, Victoria, Vancouver Is-land. Konntakt: Eddy Carmack ([email protected]), Bill Williams ([email protected]).

19/2-2014. Møte med Department of International Cooperation,State Oceanic Administra-tion of China, Beijing. Kontakt: Dr. Zhang Zhanhai,Director-General (Tel:861068060086) og Jinping Zhao (First Institute of Oceanography, State Oceanic Administration, Qingdao, [email protected]).

20/2-2014. Møte med Yuansheng Li (Deputy director) ved Polar Research Institute of China (PRIC) i Shanghai, og China-Nordic Arctic Research Center (CNARC). Kontakt: Dr. Zhang Zhanhai,Director-General (Tel:861068060086) og Jinping Zhao (First Institute of Oceanography, State Oceanic Administration, Qingdao, [email protected]).

e) Orienteringer20/8-2013. Møte med Christin Kristoffersen, lokalstyreleder i Longyearbyen.

Kan aktiviteter til AeN ha betydning for fremtiden i Longyearbyen? Hvilke departement burde man kontakte dersom man utvikler gode forslag?

21/8-2013. Orientering om AeN hos direktør ved UNIS, Ole Arve Misund23/8-2013. Møte med Trond Jørgensen, direktør for SFI, MabCent/UiT. 25/2-2014. Foredrag ved Arktisk marint forum, Tromsø

A.5 Litteraturliste

Abrahamsen, E.P., Østerhus, S., Gammelsrød, T. 2006: Ice draft and current measurements from the north-western Barents Sea, 1993-96. Polar Res. 25(1): 25-37.

Arctic ECRA, 2013: http://ecra-climate.eu/index.php/collaborative-programmes/arctic-ecraArctic Opening: Opportunity and Risk in the High North 2012: Emmerson, C., og Lahn, G.,

(Eds). Lloyds Chatham House. 59 p.Ardelan, M.V., Sundeng, K., Slinde, G.A., Gjøsund, N.S., Nordtug, T., Olsen A.J., Torp T.A.

2012: Impacts of Possible Seepage from CO2 Sub-Seabed Storage on Trace Elements Mo-bility and Bacterial distribution at sediment-water in-terface. Energy Procedia 23: 449-461. DOI: 10.1016/j.egypro.2012.06.047.

Armitage, J.M., Hayward, S.J., Wania, F. 2013: Modeling the Uptake of Neutral Organic Che-micals on XAD Passive Air Samplers under Variable Temperatures, External Wind Speeds and Ambient Air Concentrations (PAS-SIM). Envi-ron Sci Technol. 47:13546-13554.

Berge, J., Cottier, F., Last, K., Varpe, Ø., Leu, E., Søreide, J., Eiane, K., Falk-Petersen, S., Wil-lis, K., Nygård, H., Voegedes, D., Griffiths, C., Johnsen, G., Lorenzen, D., Brierley, A.S. 2009: Diel vertical migration of Arctic zooplankton during the polar night. Biol. Lett. Doi:10.1098/rsbl.2008.0484.

Bengtsson, L., Semenov, V.A. Johannessen, O.M. 2004: The early twentieth-century warming in the Arctic—A possible mechanism. J. Clim. 17: 4045–4057.

Blanchard, J.L., Pinnegar, J.K., Mackinson, S. 2002: Exploring marine mammal-fishery inte-ractions using “Ecopath with Ecosim”: modeling the Barents Sea ecosystem. Science Series Technical report, 117. 52 pp.

Borgå, K., Poltermann, A., Polder, A., Pavlova, O., Gulliksen, B., Gabrielsen, G.W., Skaare, J.U. 2002: Influence of diet and sea ice drift on organochlorine bioaccumulation in Arctic ice-associated amphipods. Environ. Pollut. 117:47-60.

Borgå, K., Fisk, A.T., Hoekstra, P.F., Muir, D.C.G. 2004: Biological and chemical factors of importance in the bioaccumulation and trophic transfer of persistent organochlorine con-taminants in arctic marine food webs. Environ. Toxicol. Chem, 23:2367-2385.

Borgå, K., Saloranta, T.M., Ruus, A. 2010: Simulating climate change-induced alterations in bioaccumulation of organic contaminants in an arctic marine food web. Environ Toxicol Chem 29:1349-1357

Brown, J.H., Gillooly, J.F., Allen, A.P., Savage, V.M., West, G.B. 2004: Toward a Metabolic Theory of Ecology. Ecology, 85: 1771-1789.

Båtnes, A.S., Miljeteig, C, Berge, J., Greenacre, M., Johnsen, G. 2013:. Quantifying the light sensitivity of Calanus spp. during the polar night: potential for orchestrated migrations conducted by ambient light from the sun, moon, or aurora borealis? Polar Biol, in press. Doi: 10.1007/s00300-013-1415-4.

Certain, G., Dormann, C., Planque, B. (in revision): Choices of abundance currency, community definition and diversity metric control the predictive power of macro ecologi-cal models of biodiversity. Global Ecol. Biogeogr.

Chassot, E., Bonhommeau, S., Dulvy, N.K., Mélin, F., Watson, R., Gascuel, D., Pape, O.L. 2010: Global marine primary production constrains fisheries catches. Ecology Letters, 13: 495-505.

Cheung, W.W.L., Lam, V.W.Y., Sarmiento, J.L., Kearney, K., Watson, R., Pauly, D. 2009: Pro-jecting global marine biodiversity impacts under climate change scenarios. Fish and Fis-heries, 10: 235-251

Christensen, V., Walters, CJ. 2004: Ecopath with Ecosim: methods, capabilities and limitati-ons. Ecol. Model, 172: 109-139

Cochrane, K., De Young, C., Soto, D., Bahri , T. (eds). 2009: Climate change implications for fisheries and aquaculture. FAO Technical Paper 530, Rome, 2009.

Counillon, F, Bethke, I., Keenlyside, N., Bentsen, M., Bertino L., Zheng, F. 2014: Seaso-nal-to-decadal predictions with the Ensemble Kalman Filter and the Norwegian Earth


System Model: a twin experiment. Tellus A, in press.Cury P.M., Shin Y.-J., Planque B., Durant J.M., Fromentin J.-M., Kramer-Schadt S., Stenseth

N.C., Travers M., Grimm V. 2008: Ecosystem oceanography for global change in fisheries. Trends Ecol. Evol., 23: 338-346.

Dommasnes, A., Christensen, V., Ellertsen, B., Kvamme, C., Melle, W., Nøttestad, L., Peder-sen, T., Tjelmeland, S., Zeller, D. 2002: As Ecopath modell for the Norwegian and Barents Sea. In: S. Guenette, V. Christensen, D. Pauly. (eds) Fisheries impacts on North Atlantic ecosystems: models and analyses. Fisheries Centre Research Reports 9 (4): 213-240.

Egge, E., Bittner, L., Andersen, T., Audic, S., de Vargas, C., Edvardsen, B. 2013: 454 Pyrose-quencing to Describe Microbial Eukaryotic Community Composition, Diversity and Rela-tive Abundance: A Test for Marine Haptophytes. PLoS ONE 8 (9): e74371. DOI: 10.1371/journal.pone.0074371.

Eldevik, T., Nilsen, J.E.Ø. 2013: The Arctic–Atlantic thermohaline circulation. J. Climate, 26, 8698–8705.

Forskningsmeldingen; Meld. St. 30, 2008–2009.Forvaltningsplanen for Barentshavet; Meld. St. 10, 2010–2011.Førland, E.J., Benestad, R., Hanssen-Bauer, I., Haugen, J.E., Skaugen, T.E. 2011: Tem-

perature and Precipitation Development at Svalbard 1900–2100. Adv. Meteorology, doi:10.1155/2011/893790.

Gammelsrød, T., Leikvin, Ø., Lien, V., Budgell, W.P., Loeng, H., Maslowski, W. 2009: Mass and heat transports in the NE Barents Sea: Observations and models. J. Mar. Syst., 75: 56-69.

Gerland, S., Renner, A.H.H., Godtliebsen, F., Divine, D., Løyning, T.B. 2008: Decrease of sea ice thickness at Hopen, Barents Sea, during 1966-2007. Geophys. Res. Lett. 35, L06501, doi: 10.1029/2007GL032716.

HAV21 2012: , FOU-strategi for en havnasjon av format. ISBN 978-82-12-03150-0.Helland-Hansen, B., Nansen, F. 1909: The Norwegian Sea. Fiskeridirektoratets skrifter. Serie

havundersøkelser, 11(2): 1-360.Hendricks, S., Gerland, S., Smedsrud, L.H., Haas, C., Pfaffhuber, A.A., Nilsen, F. 2011: Sea ice

thickness variability in Storfjorden, Svalbard archipelago. Ann. Glac. 57 (52): 61-68.Hessen, D, 2008: Efficiency, energy and stoichiometry in pelagic food webs: reciprocal role of

food quality and food quantity. Freshw. Rev., 1: 43-57Hjermann, D.Ø., Bogstad, B., Eikeset, A.M., Ottersen, G., Gjøsæter, H., Stenseth, N.C. 2007:

Food web dynamics affect Northeast Arctic cod recruitment. Proc. R. Soc. B, 274: 661-669.Hjermann, D.Ø., Bogstad, B., Dingsor, G.E., Gjøsæter, H., Ottersen, G., Eikeset, A.M., Sten-

seth, N.C. 2010: Trophic interactions affecting a key ecosystem component: a multistage analysis of the recruitment of the Barents Sea capelin (Mallotus villosus). Can.J. Fish. Aqu-at. Sci., 67: 1363-1375.

Hjøllo, S.S., Huse, G., Skogen, M.D., Melle, W. 2012: Modelling secondary production in the Norwegian Sea with a fully coupled physical/primary production/individual-based Cala-nus finmarchicus model system. Mar. Biol. Res. 8, 508-526.

Hoekman, D. 2010: Turning up the heat: Temperature influences the relative importance of top-down and bottom-up effects. Ecology, 91: 2819-2825.

Hop, H., Gjøsæter, H. 2013: Polar cod (Boreogadus saida) and capelin (Mallotus villosus) as key species in marine food webs of the Arctic and the Barents Sea. Mar. Biol. Res. 9: 912-928.

Hop, H., Pavlova, O. 2008: Distribution and biomass transport of ice amphipods in drifting sea ice around Svalbard. Deep-Sea Res. II 55: 2292-2307.

Hop, H., Poltermann, M., Lønne, O.J., Falk-Petersen, S., Korsnes, R., Budgell, W.P., 2000: Ice-amphipod distribution relative to ice density and under-ice topography in the northern Barents Sea. Polar Biol., 23: 357–367.

Hovland, E. K., Dierssen, H. M., Ferreira, A. S., Johnsen, G., 2013: Dynamics regulating ma-jor trends in Barents Sea tem-peratures and subsequent effect on remotely sensed parti-culate inorganic carbon Mar. Ecol. Prog. Ser. 484: 17-32.

Hsieh, C.H., Reiss, C.S., Hewitt, R.P., Sugihara, G. 2008: Spatial analysis shows that fishing enhances the climatic sensitivity of marine fishes. Can J Fish Aquat Sci., 65: 947-961.

Ingvaldsen, R.B., Asplin, L., Loeng, H. 2004: The seasonal cycle in the Atlantic transport to the Barents Sea during the years 1997–2001. Cont. Shelf Res., 24: 1015–1032.

IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 1535 pp.

Jackson, J.B.C., Kirby, M.X., Berger, W.H., Bjorndal, K.A., Botsford, L.W., Bourque, B.J., Brad-bury, R.H., Cooke, R., Erlandson, J., Estes, J.A., Hughes, T.P., Kidwell, S., Lange, C.B., Leni-han, H.S., Pandolfi, J.M., Peterson, C.H., Ste-neck, R.S., Tegner, M.J., Warner, R.R. 2001: Historical overfishing and recent collapse of coastal ecosystems. Sci-ence, 293: 629-637.

Johnsen, G., Volent, Z., Dierssen, H., Pettersen, R., Ardelan, M. V., Søreide, F., Fearns, P., Ludvigsen, M., Moline, M. In press: Underwater hyperspectral imagery to create bio-geochemical maps of seafloor properties. In “Subsea optics and imaging”, [Eds] Watson, J. and Zielinski, O. Woodhead Publishing Ltd., Cambridge, UK.

Kivimäe, C., Bellerby, R.G.J., Fransson, A., Reigstad, M., Johannessen, T. 2010: A carbon budget for the Barents Sea. Deep-Sea Res. I, 57: 1532-1542.

Klima21, 2011: Kunnskap for klima. Strategi for Klimaforskning. ISBN: 978-82-12-02745-9.Kristjansson, J.E., Barstad, I., Aspelien, T., Fore, I., Godoy, Ø., Hov, Ø., Irvine, E., Iversen,

T., Kolstad, E., Nordeng, T.E., McInnes, H., Randriamampianina, R., Reuder, J., Saetra, O., Shapiro, M., Spengler, T., Olafsson, H. 2011: THE NORWEGIAN IPY-THORPEX Polar Lows and Arctic Fronts during the 2008 Ancloya Campaign. B. Am. Meteorl. Soc. 92:1443-1466.

Laxon, S.W., Giles, K.A., Ridout, A.L., Wingham, D.J., Willatt, R., Cullen, R., Kwok, R., Sch-weiger, A., Zhang, J.L., Haas, C., Hendricks, S., Krishfield, R., Kurtz, N., Farrell, S., Davids-on, M. 2013: CryoSat-2 estimates of Arctic sea ice thickness and volume. Geophys Res. Lett. 40: 1-6.

Lindstrøm, U., Smout, S., Howell, D., Bogstad, B. 2009: Modelling multi-species interactions in the Barents Sea ecosystem with special emphasis on minke whales and their interactions with cod,herring and capelin. Deep Sea Res. II, 56: 2068-2079.

Lindstrøm, U., Planque, B., Subbey, S. 2012: A Stochastic Dynamic Foodweb model for the Barents Sea ecosystem. ICES CM/A: 19. Pp. 10

Lischka, S., Büdenbender, J., Boxhammer, T., Riebelsell, U. 2011: Impact of ocean acidifica-tion and elevated temperatures on early juveniles of the polar shelled pteropod Limacina helicina: mortality, shell degradation, and shell growth. Biogeosciences 8: 919-932.

Loeng, H., 1991: Features of the physical oceanographic conditions of the Barents Sea. Polar Res., 10 (1): 5-18.

Loeng, H., Drinkwater, K. 2007: An overview of the ecosystems of the Barents Sea and Nor-wegian Seas and their response to climate variability. Deep Sea Res. II: 54:2478- 2500.

Loreau, M., 2010: Linking biodiversity and ecosystems: towards a unifying ecological theory. Phil.Trans.R.Soc.B., 365: 49-60.

Ludvigsen, M., Sortland, B., Johnsen, G., Singh, H., 2007: The use of geo-referenced under-water photo-mosaics from ROV in marine biology and archaeology. Oceanography, 20. 74–83.

Løyning, T.B., 2001: Hydrography in the north-western Barents sea, July-August 1996, Polar Res., 20 (1): 1-11.

Marint Kunnskapsløft, 2013: Regjeringens handlingsplan for marin utdanning, kompetanse og forskning. Fiskeri- og kyst departementet.

Moen, M.-A.N., Doulgeris, A.P., Anfinsen, S.N., Renner, A.H.H., Hughes, N., Gerland, S., Eltoft T., 2013: Comparison of automatic segmentation of full polarimetric SAR sea ice images with manually drawn ice charts. The Cryosphere. Vol. 7: 1693-1705. doi:10.5194/tc-7-1693-2013.


Murtugudde, R., Beachamp, J., McClain, C.R., Lewis, M., Busalacchi, A.J. 2002: Effects of Penetrative Radiation on the Upper Tropical Ocean Circulation 15: 470-486.

Nicolaus, M., Hudson, S. R., Gerland, S., Munderloh, K. 2010: A modern concept for au-tonomous and continuous measurements of spectral albedo and transmittance of sea ice. Cold Regions Science & Technology. 60: 14-28.

Nicolaus, M., Kaflein, C. 2013: Mapping radiation transfer trough sea ice using a remotely operated vehicle (ROV). Cryosphere, 7: 763-777.

Noer, G., Sætra, Ø., Lien, T., Gusdal, Y. 2011: A climatological study of polar lows in the Nordic Seas. Q. J. Roy. Met. Soc., 137, 1762 -1772. DOI:10.1002/qj.846

Nordområdemeldingen, 2006: Meld. St. 7, 2011-2012, Norsk Polarforskning, 2013: Forskningsrådets policy for 2010 – 2013. Norges forsknings-

råd. ISBN 978-82-12-02749-7Omar, A., Johannessen, T., Kaltin, S., Olsen A. 2003: The anthropogenic increase of oce-

anic pCO2 in Barents Sea surface waters since 1967, J Geophys. Res., 108, C12, doi: 10.1029/2002JC00162810,

Omar, A.M., Johannessen, T., Olsen, A., Kaltin, S., Rey, F. 2007: Seasonal and interannual variability of the air–sea CO2 flux in the Atlantic sector of the Barents Sea. Mar. Chem., 104 203–213.

Ottersen, G., Hjermann, D.Ø., Stenseth, N.C. 2006: Changes in spawning stock structure strengthen the link between climate and recruitment in a heavily fished cod stock. Fish. Oceanogr.,15, 230–243.

Ottersen G., Stige L.C., Durant J.M., Chan K.S., Rouyer T.A., Drinkwater K.F. Stenseth N.C. 2013: Temporal shifts in recruitment dynamics of North Atlantic fish stocks: effects of 1 spawning stock and temperature. Mar. Ecol. Prog. Ser., 480: 205-225.

Overland, J.E., Wang, M. 2007: Future regional Arctic sea ice declines. Geophys. Res. Lett., 34, L17705.

Papadimitriou, S., Kennedy, H., Kattner, G., Dieckmann, G. S., Thomas, D.N. 2003: Experi-mental evidence for carbonate precipitation and CO2 degassing during sea ice formation. Geochim. Cosmochim. Acta, 68, 1749¬–1761.

Parkinson, C.L. Cavalieri, D.J. 2008: Arctic sea ice variability and trends, 1979–2006. J. Ge-ophys. Res., 113: C07003.

Parmesan, C. 2006: Ecological and Evolutionary Responses to Recent Climate Change. Annu.Rev.Ecol.Evol.Syst., 37: 637-669.

Pavlova, O., Pavlov, V., Gerland, S. 2014: The impact of winds and sea surface temperatures on the Barents Sea ice extent, a statistical approach. J. Marine Syst. 130: 248-255

Rasmussen, T.L., Thomsen, E., Ślubowska, M.A., Jessen, S., Solheim, A., Koç N. 2007: Pa-leoceanographic evolution of the SW Svalbard margin (76°N) since 20,000 14C yr BP. Quat. Res. 67: 100–114.

Rasmussen, T.L., Thomsen, E., 2009: Stable isotopes as signals of brines in the Barents Sea: implications for brine formation during the last glaciation. Geology 37: 903-906, doi:10.1130/G25543A.1.

Renfrew, I.A., et al. 2008: The Greenland flow distortion experiment. Bull. Amer. Meteor. Soc., 89: 1307–1324.

Renner, A.H.H., Hendricks, S., Gerland, S., Beckers, J., Haas, C., Krumpen T. 2013: Lar-ge-scale ice thickness distribution of first-year sea ice in spring and summer north of Svalbard. Ann. Glaciol. 54(62): 13-18, doi:10.3189/2012AoG62A146.

Risebrobakken, B., Moros, M., Ivanova, E.V., Chistyakova, N., Rosenberg R. 2010: Climate and oceanographic variability in the SW Barents Sea during the Holocene. The Holocene, 20, 609–621.

Sakshaug, E., Bjørge, A., Gulliksen, B., Loeng, H., Mehlum F. (red.), 1994: Økosystem Ba-rentshavet. Universitetsforlaget, 304 pp.

Skagseth, Ø., Furevik, T., Ingvaldsen, R., Loeng, H., Mork, K.A., Orvik, K.A., Ozhigin, V. 2008: Volume and heat transports to the Arctic Ocean via the Norwegian and Barents Seas. In: Arctic Subarctic Ocean Fluxes: Defining the role of the northern seas in climate,

R. Dickson, J. Meincke, and P. Rhines (Eds.), Springer, New York, pp. 45-64.Ślubowska-Woldengen, M., Koç, N., Rasmussen, T.L., Klitgaard-Kristensen, D., Hald, M.,

Jennings, A.E., 2008: Time-slice reconstructions of ocean circulation changes on the con-tinental shelf in the Nordic and Barents Seas during the last 16,000 cal yr B.P. Quaternary Sci. Rev. 27: 1476-1492.

Smedsrud, L.H., Esau, I., Ingvaldsen, R.B., Eldevik, T., Haugan, P.M., Li, C., Lien, V.S., Ol-sen, A., Omar, A.M., Otterå, O.H., Risebrobakken, B., Sandø, A.B., Semenov, V.A., Soro-kina, S.A., 2013: The role of the Barents Sea in the Arctic climate system. Rev. Geophys., 51: 415–449. doi: 10.1002/rog.20017.

Spielhagen, R.F., Werner, K., Sørensen, S.A., Zamelczyk, K., Kandiano, E., Budeus, G., Hu-sum, K., Marchitto, T.M., Hald, M. 2011: Enhanced Modern Heat Transfer to the Arctic by Warm Atlantic Water. Science, 331, 450–453.

Stachowicz, J.J., Fried, H., Osman, R.W., Whitlatch, R.B. 2002: Biodiversity, invasion resis-tance and marine ecosystem function: reconciling pattern and process. Ecology, 83:2575–90.

Steinacher, M., Joos, F., Frölicher, T.L., Plattner, G.-K., Doney, S.C., 2009: Imminent ocean acidification in the Arctic projected with the NCAR global coupled carbon cycle-climate model. Biogeosciences, 6, 515–533.

Stige, L.C., Lajus, D.L., Chan, K.S., Dalpadado, P., Basedow, S.L., Berchenko, I., Stenseth, N.C. 2009: Climatic forcing of zooplankton dynamics is stronger during low densities of planktivorous fish. Limnol. Oceanogr. 54:1025-1036

Søreide, J.E., Carroll, M.L., Hop, H., Ambrose Jr., W.G., Hegseth, E.N., Falk-Petersen, S. 2013: Trophic structures and carbon flows in Arctic and Atlantic waters around Svalbard revealed by stable isotopic and fatty acid tracers. Mar. Biol. Res., doi:10.1080/17451000.2013.775457.

Søreide, J.E., Hop, H., Carroll, M.L., Falk-Petersen, S., Hegseth, E.N. 2006: Seasonal food web structures and sympagic-pelagic coupling in the European Arctic revealed by stable isotopes and a two-source food web model. Progr. Oceanogr. 71: 59-87.

Tamelander, T., Reigstad, M., Hop, H., Carroll, M.L., Wassmann, P., 2008: Pelagic and sym-pagic contribution of organic matter to zooplankton and vertical export in the Barents Sea marginal ice zone. Deep-Sea Res. II, 55: 2330–2339.

Thingstad, T.F., Bellerby, R.G.J., Bratbak, G., Børsheim, K.Y., Egge, J.K., Heldal, M., Larsen, A., Neill, C., Nejstgaard, J., Norland, S., Sandaa, R.-A., Skjoldal, E.F., Tanaka, T., Thyrhaug, R., Töpper, B. 2008: Counterintuitive carbon-to-nutrient coupling in an Arctic pelagic ecosystem. Nature, doi:10.1038/nature07235.

US National Strategy for the Arctic Region, 2013: The White House. Washington. Vadstein, O., Andersen, T., Reinertsen, H., Olsen, Y. 2012: Carbon, nitrogen and phosp-

horus resource supply and utilisa-tion for coastal planktonic heterotrophic bacteria in a gradient of nutrient loading. Mar. Ecol. Prog. Ser.447: 55-75.

Vinje, T. 2001: Anomalies and trends of sea-ice extent and atmospheric circulation in the Nordic Seas during the period 1864–1998. J. Climate, 14: 255–267.

Vinje, T., Kvambekk, Å.S. 1991: Barents Sea drift ice characteristics. Polar Res., 10(1): 59-68.Wassmann, P., Reigstad, M., Haug, R., Rudels, B., Carroll, M.L., Hop, H., Gabrielsen, G.W.,

Falk-Petersen, S., Denisenko, S.G., Arashkevich, E., Slagstad, D., Pavlova, O. 2006: Food webs and carbon flux in the Barents Sea. Progr. Ocean-ogr., 71:232-287.

Wiedmann, M.A., Aschan, M., Certain, G., Dolgov, A., Greenacre, M., Johannesen, E., Planque, B., Primicerio, R. 2014: Functional diversity of the Barents Sea fish community. Mar. Ecol. Progr. Ser. 495:205-218.

Yang, S., Christensen, J.H. 2012: Arctic sea ice reduction and European cold winters in CMIP5 climate change experiments. Geophys. Res. Lett., 39: L20707.

Yodzis, P., Innes, S. 1992: Body size and consumer-resource dynamics. Am. Nat., 139: 1151-1175.

Zamelczyk, K., Rasmussen, T.L., Husum, K., Hald, M., 2013: Marine calcium carbonate

nansenlegacy.org 48

preservation vs. climate change over the last two millennia in the Fram Strait: Implicati-ons for planktic foraminiferal paleostudies. Mar. Micropaleontol. 98, 14-27. http://dx.doi.org/10.1016/j.marmicro.2012.10.001

Zhang, X., Zhang, J. 2001: Heat and freshwater budgets and pathways in the Arctic Mediter-ranean in a coupled ocean/sea-ice model. J. Oceanogr., 57: 207–234.

Ødegård, Ø., Ludvigsen, M., Johnsen, G., Sørensen, A. J., Ekehaug, S., Dukan, F., Moline, M. in press: Managing data from multiple sensors in an interdisciplinary research cruise. Computer Applications & Quantitative Methods in Archaeology, accepted.

Årthun, M., Eldevik, T., Smedsrud, L.H., Skagseth, Ø., Ingvaldsen, R. 2012: Quantifying the influence of Atlantic heat on Barents Sea ice variability and retreat. J. Climate, 25, 4736–4743.

Årthun, M., C. Schrum, 2010: Ocean surface heat flux variability in the Barents Sea. J. Mar. Syst., 83: 88-98.

Q

Dette er Arven etter NansenDe ytre rammene for det levende Barents-

havet settes av samspillet mellom naturlige

og menneskelige påvirkninger. Vår forstå-

else av disse påvirkningene er grunnlaget

for forvaltning av disse områdene. Porten

til høy-Arktis er i ferd med å åpnes; isfrie

områder og perioder øker i omfang. Arktis

og naturressursene der blir stadig mer

tilgjengelige.

Ved porten står aktører med motiver som spenner fra geopolitikk til

verneinteresser til næringer som forskning, fiskeri, skipsfart, olje og gass

og turisme. Norge har ansvar for store områder i nord. Det har vært fokus

på isfrie og fiskerike områder i det sørvestlige og sentrale Barentshavet.

Nå rettes blikket nordover. Norge møter framtiden med nytt isgående

forskningsfartøy Kronprins Haakon som kan operere i de nordlige områ-

dene av Barentshavet og i Polhavet.

Med kompetanse og nysgjerrighet som grunnlag – og med Nansen som

inspirasjon – fremmer et arktisk landslag med dette en forskningsplan for

det sentrale og nordlige Barents havet under mottoet

Arven etter Nansen – grensesprengende forskning

for kunnskapsbasert forvaltning


Foto: rudicaeyers.com - BFE/UiT