Inspirert av Fridtjof Nansens framoverskuende innsats for forskning, utforskning, diplomati og humanitært arbeid, ble Nansen senter for miljø og fjernmåling etablert den 28. november 1986. Senteret ville bruke nye målinger fra skip, fly og satellitter og modeller for å etablere ny kunnskap om havet og sjøisen. I dag, 35 år senere, er dette fortsatt høyst relevant. Verktøyene som den gang var få, nye og under stadig utprøving og utvikling, er nå i daglig bruk og med langt mer nøyaktighet og regnekraft enn det som var mulig i 1986. Dette gir oss ny og framtidsrettet kunnskap om de klima- og miljøutfordringene menneskene og jorden står overfor.

 Tilrettelegging og integrert bruk av data fra satellitter, målinger på og i havet og numeriske modeller har alltid vært Nansensenterets styrke og forskningsstrategi. Illustrasjon: NERSC. 

Initiativet til å etablere Nansensenteret kom fra Ola M Johannessen, professor ved Geofysisk institutt, Universitetet i Bergen.  Han fikk med seg Universitetet, UNIFOB, GC Rieber og det amerikanske oljeselskapet Tenneco i å opprette stiftelsen. Han var senterets direktør fram til 2009 og startet med en forskergruppe på fem, som nå 35 år senere har vokst til et internasjonalt anerkjent forskningssenter med 70 ansatte fra 23 land og et betydelig nettverk av bergenske, norske og internasjonale samarbeidspartnere.

Sjøis og satellitter

Amerikanerne og NASA var en pådriver i å utvikle satellittbasert fjernmåling av jorda. Med satellitter i polare baner kunne hele jordkloden dekkes daglig med observasjoner. Norge og forskerne ved Nansensenteret hadde kunnskap og erfaring fra studier av havområdene i nordområdene som var dekket av sjøis. Gjennom et av de største feltorienterte internasjonale forskingsprosjekter - Marginal Ice Zone Experiment (MIZEX)[1] - ble Nansensenterets forskere blant verdens fremste i å utvikle ny kunnskap om og kartlegging av Polhavet. Med finansiering fra amerikanske Office of Naval Research sitt arktiske program og mange deltakerland, deltok mer enn 200 forskere fra Danmark, Finland, Frankrike, Irland, Norge, Sverige, Sveits, Tyskland, UK og USA, syv skip og åtte fly. Dette resulterte i mer enn 100 vitenskapelige artikler, hvor av flere i det prestisjetunge Science. Resultatene inkluderte blant annet de første algoritmer for kvantitativ kartlegging av sjøisutbredelsen, som har dannet grunnlaget for de operative satellittbaserte tjenester som daglig gir oss variasjonene av isutbredelsen i Arktis. 

Detaljerte varsler av havet

Satellitter generer store mengder informasjon og data. Det samme gjør også nyere observasjonsteknologi fra droner i lufta, bøyer og glidere i vannet eller under sjøisen. For å utnytte all denne informasjonen i modeller og varslingstjenester må dataene effektivt benyttes til å oppdatere modellene, slik at de best mulig gjenskaper virkeligheten. Dette kalles dataassimilering, og har i lang tid vært bruk innen værvarsling. På 1990 tallet var det lite brukt i hav- og sjøismodellering. Dataassimileringsmetoden «Ensemble Kalman Filter» ble utviklet på Nansensenteret og først presentert i doktorgradsavhandlingen til Geir Evensen i 1992. I Nansensenterets koplede hav, sjøis og marine økomodellsystem TOPAZ, assimileres en rekke havmiljødata i sann tid i den Europeiske Copernicus havmiljøovervåkningstjenesten (CMEMS). I samarbeide med Meteorologisk institutt og Havforskningsinstituttet blir daglig oppdaterte ti-dagers varsler publisert for de Nordiske- og Polare-havområdene av blant annet havstrømmer, bølger, sjøis og plankton parametere publisert, presise oppdaterte reanalyse tilstandssimuleringer for de siste 30 årene og i årlige vitenskapelige havtilstandsrapporter. Framoverskuende forskning på data assimilering og synergier mellom forskjellige observasjonsmetoder og -data målt i havet eller fra satellitter, bidrar til stadig nye kunnskap om havmiljøets tilstand, variabilitet og utvikling. Som en del av utviklingen operasjonell havvarsling ved Nansensenteret ble Mohn-Sverdrup senter for globale studier av havet og værvarsling i havet etablert i 2004 med betydelig finansiell støtte fra Trond Mohn.

Neste generasjons sjøismodell

Nansensenteret beregner daglig sjøisutbredelsen i Arktis basert på satellitt data. Årlig publiseres nyheter om rekordminimum av sjøisutbredelsen i september måned, med et absolutt minimum så langt i 2012, og mange nesten rekorder i de siste ti-årene. Ikke bare isens utbredelse endrer seg, den har også blitt tynnere, brekkes fortere opp av bølger og vind og den marginale issonen flytter seg geografisk. Sjøisen er i drastisk endring og tidligere sjøismodeller er ikke tilpasset for den nye tilstanden i Polhavet. Gjennom snart ti år med grunnleggende forståelse av isdynamikken, teoretisk formulering, koding, utprøving og validering har forskere ved Nansensenteret arbeidet med å utvikle en ny sjøismodell NextSIM - Next Generation Sea Ice Model. NextSIM assimilerer informasjon fra satellitter og andre data og modellen gjenskaper og varsler det nye isregimet som er i et Polhav i endring. Om noen år vil NextSIM erstatte dagens operative sjøismodeller både i pan-arktiske havvarslingsmodeller for dager og uker fram i tid og i klimamodellene som skal gi projeksjoner for sjøisens endringer videre i dette århundret. 

Klimaendringer og klimavarsling

Studier av klimaendringer og -modellering har blitt en økende og svært integrert del av Nansensenterets forskning, både i forskningsgruppen for klimadynamikk og prediksjon og på tvers av alle forskningsgruppene. I 1996 ble GC Rieber Klimainstitutt etablert som forskningsavdeling ved Nansensenteret med betydelig finansiell støtte fra GC Rieberfondene. Senterets forskere var vesentlige i utvikling av den første havklimamodellen i Bergen (Bergen Climate Model) og senere i de nasjonale samarbeidesprosjektene som har utviklet og anvender den norske jordsystem modellen (NorESM) og den klimaprediksjonsmodellen (NorCPM). Senterets klimastudier og modellresultater for 20 år siden var tidlig ute med å prediktere mange av de endringer vi ser i Arktis i dag. Både vitenskapelige publikasjoner og enkelt forskere ved Nansensenteret har vært og er vesentlige bidragsytere til kunnskapsgrunnlaget for vurderingene som det internasjonale klimapanelet (IPCC) har publisert. Gjennom Bergen Climate Model leverte forskere ved Nansensenteret data til den fjerde hovedrapporten til FN sitt klimapanel, den som førte til Nobels fredspris i 2007, og årets Nobelpris i fysikk ble blant annet gitt til klimaforsker Klaus Hasselmann som siden starten i 1986 har samarbeidet tett med senteret i Bergen. 

Klimaovervåking ved bruk av lyd

Sjøisen lager naturlig støy i Polhavet, men lydsignaler i havet kan brukes som bærere av miljøinformasjon i områder som er vanskelig tilgjengelig for andre konkrete målinger av havtilstanden. Ved bruk av kystvaktens KV Svalbard og i samarbeide med en rekke forskingsmiljøer i USA og Europa har Nansensenteret gjennomført forskningstokt i Polhavet. Senterets forskere har vært på Nordpolen, nord for Svalbard, Framstredet og i Beauforthavet for å sette ut eller ta opp oseanografiske rigger og gjøre andre målinger av havet og sjøisen. Mellom fire kilometer dype rigger på hver side av Polhavet sendes og mottas akustiske lydsignaler som våre forskere benytter til å beregne temperaturvariasjoner på tvers av Polhavet under sjøisen. Sammenliknet med tilsvarende målinger på 1990 tallet, vil vi kunne kvantifisere endringer i havtemperaturen under sjøisen. Framover vil de samme lydsignalene kanskje bli en viktig infrastruktur som også kan benyttes til å posisjonere for eks. oseanografiske bøyer og glidere under sjøisen. Det er mange utfordringer, men også muligheter, for både forskning og samarbeid med næringsliv og teknologibedrifter for framtidige bruk av marin akustikk.

Bedre luft i Bergen

Kvaliteten på byluften nær bakken i Bergen er svært avhengig av været og spesielt ved inversjon forblir forurensingen nær bakken. Siden 2011 har Nansensenteret derfor kontinuerlig målt vertikalt temperaturprofilen over Geofysisk institutt på Florida og analysert disse dataene sammen med Bergen kommunes målinger av luftkvaliteten i byen. Med bruk av en høy oppløselig (10 meter) atmosfæremodell for hele Bergen kommune har forskerne kartlagt bidragene fra de viktigste lokale forurensningskildene - fra biltrafikk, privat vedfyring og skip i Bergen havn. Her har senterets bidratt til å kvantifisere bidragene til luftkvaliteten fra de forskjellige forurensningskildene og hvordan kunnskapsbasert forvalting kan bidra til å vurdere og prioritere tiltak og handling, som blant annet har bidratt til elektrifiseringen av Bergen havn. 

Forvaltning av vitenskapelige data

En av de første store inverteringene til Nansensenteret var kjøp av et bildebehandlingssystem (GOP) for å kunne prosessere satellitt data til små polaroid-bilder. Satellitt dataene ble lest ned på Tromsø satellittstasjon (TSS) fraktet på magnetbånd med SAS til Bergen for så å kunne prosessere dataene neste dag. I dag er realiteten helt annerledes, men med terrabyte med forskjellige miljødata fra mange kilder er det vesentlig å kunne håndtere og identifisere disse for å effektivt benytte seg av automatiske rutiner for analyse og bruk i prediksjonsmodeller. Denne kompetanse vil bli kritisk når alle forskningsdata skal være åpent tilgjengelig for alle og kunne brukes i mange sammenhenger.

Vitenskapelig basert kunnskap og utdanning

Ifølge den internasjonale publiseringsdatabasen Web of Science kom de første fire vitenskapelige fagfellevurderte publikasjonene fra Nansensenteret i allerede i 1987 og i de siste 35 år har senterets forskere bidratt til mer enn 900 (916 i dag) publikasjoner, som igjen er blitt sitert og resultatene brukt i mer enn 33 000 andre vitenskapelige studier. I tillegg har over 600 andre vitenskapelige arbeider har blitt publisert av senterets forskere. I samarbeide spesielt med Universitet i Bergen har 55 doktorander hatt sitt arbeidsted ved senteret og 62 master studenter har gjennomført studer ved senteret siden 1988. 

Antall publikasjoner og siteringer av publikasjoner fra Nansensenterets forskere, i hht. data fra Web of Science per 26. November 2021. Kilde: Web of Science.

Viktig del av Bjerknessenteret

Forskning foregår i samarbeide, den skal være åpen og tilgjengelig. Forskningen ved Nansensenteret har fra starten vært avhengig av gode og relevante samarbeidspartnere. I Bergen har Senteret utviklet seg i nært samarbeide med Universitetet i Bergen, Havforskningsinstituttet, og senere NORCE, og sammen driver de  Bjerknessenteret for klimaforskning.  I Norge er Meteorologiskinstitutt, Norsk polarinstitutt, UNIS og mange av Universitetene vesentlige samarbeidspartnere. Forskningsprosjekter gjennom EU´s rammeprogrammer og den Europeiske romfartsorganisasjonen (ESA) med flere gir tilgang på unik kompetanse og forskningsmidler, som er avhengig av et godt utviklet internasjonalt nettverk av forskere og andre aktører, som sammen gjør oss konkurransedyktig i Europa og ellers i verden. Unik for Nansensentert er også det globale nettverk av internasjonale Nansensentre som senteret har initiert sammen med en rekke partnere i Russland (etablert i 1992), India (1999), Kina (2003), Sør-Afrika (2010) og Bangladesh (2012). Både senterets forskere og studenter, samt deres nasjonale samarbeidspartnere er en viktig forutsetning for felles kunnskapsutvikling, rekruttering og samarbeide på tvers av landegrensene.

Senteret som i dag fyller 35 år, er stolt over sin historie samtidig som det skuer framover. Vi skal fortsette å drive verdensledende forskning innenfor de områdene vi er gode på, og vi skal også være en viktig aktør og samarbeidspartner når det gjelder å løse de mange utfordringene som verden står overfor. Byen og landet trenger et sterkt Nansensenter!