Arktis havsis försvinner på grund av klimatförändringar. Det är en katastrof för klimatet, men tack vare det blir det möjligt att segla genom Arktis. En sådan nordlig väg vore snabbare och tryggare för frakt och handel mellan Europa och Kina än den vanlig fraktvägen genom Suezkanalen. Frakt skickas redan genom Arktis, men det måste skeppas igenom ryskt territorialvatten med en rysk isbrytare som eskort. 2021 visade hur ömtålig internationell frakt är, när ett fartyg blev fast i Suezkanalen, och 2022 visade att ett beroende på Ryssland inte är en acceptabel lösning. Det behövs fler fraktvägar, exempelvis genom kanadensiska Arktis eller genom internationella vatten. Vi tror att det kan bli möjligt om Arktis polynyor används.

En polynya är en öppen vattenyta i havsisen eller en yta med väldigt tunn havsis. Teorin är att polynyor brukar öppna vid kusten när starka vindar blåser bort havsisen, och mitt i havet när värme från havet eller från luften smälter havsisen. Polynyor vid kusten öppnas nästan varje år vid samma plats; polynyor i öppna vatten är mindre regelbundna. Polynyor är fortfarande svåra att prognosera eftersom verkligheten följer inte alltid teorin, och när processer som leder till öppningen av en specifik polynya studeras är resultaten ofta en blandning av atmosfär, havsis och havsdynamik, vid olika tidskalor. Vi har visat i vårt föregående projekt med Rymdstyrelsen att det är möjligt att prognosera polynyor i Antarktis genom att identifiera dess dynamiska effekter från satelliter; därför tänker vi göra samma sak i Arktis nu.

Att prognosera en öppning räcker inte för sjöfart, utan behövs det också information om polynyans utveckling. Polynyor växer och minskar när havsisen smälter eller skapas om; dem rör sig på grund av vind och havsströmmarna. Så om någon skulle segla genom en polynya, vilken exakt väg de skulle ta skulle bero på polynyans storlek och rörelse. De kommer att behöva information varje dag, eller till och med varje timme, för att inte bli fast i havsisen. Polynyans utveckling kan övervakas med satelliter: termodynamiska effekter som havsis smältning och bildning är synliga i värme- och fuktflöden, som kan beräknas varje dag med nuvarande polar-inriktade satelliter. Havsisens rörelse är direkt tillgänglig som en daglig produkt skapas av infraröda satelliter. Vi vill därför bestämma, för alla polynyor i Arktis, vilka processer som är de viktigaste för att hålla polynyor öppet tillräckligt länge för sjöfart (några dagar till några veckor, beroende på polynyans storlek), och huruvida några polynyor är väldigt förutsägbara, vilket gör de idealiska för planering och trygghet.

Daglig information kan vara för sällan i Arktis, särskilt i områden eller årstider då havsisen är väldigt dynamisk; en ny karta varje timme vore bättre. Det är inte möjligt att observera havsisen så ofta med nuvarande satelliter. En sak om polynyor dock: med deras starka värme- och fuktflöden skapar dem nya moln. Vi kommer att modellera detta, för att förstå bättre vilken typ av moln, hur högt, hur stora och så vidare. Vår hypotes är att vi kan använda vädersatelliter, som tar bilder av moln varje timme eller oftare, för att identifiera dessa polynya- specifika moln och kunna säga var polynyan är, hur stor den är, och hur den rör sig varje timme. Dessutom kommer våra resultat att leda till en bättre förståelse av återkopplingen mellan Arktis havsis och moln, avgörande för att förstå (och prognosera) den så kallade polaramplifieringen, ett antal processer som leder till att Arktis värms upp tre gånger så snabbt som resten av världen.