Etter at jeg for halvannet år siden begynte å jobbe med havet, og enda mer etter at jeg tok et kurs i oseanografi i vår, og ikke minst etter at jeg begynte med regelmessig sjøbading i sommer, har jeg blitt stadig mer fascinert av havet. Tidligere har jeg naturligvis synes at havet er spennende, og som fysiker har jeg fra tid til annen tenkt litt på bølger og tidevann og trykk og slikt, men temperaturen i havet har jeg i grunnen ikke reflektert noe særlig over. I det siste har jeg imidlertid blitt oppmerksom på at det kan være ganske nyttig å vite litt om temperaturen i havet. For eksempel om man har et utslipp i havet kan det være essensielt å vite temperaturen ved ulike dyp (temperaturprofilen, som det kalles) for å finne ut hvor ting ender opp.

De fleste som bor i Norge og oppholder seg utendørs fra tid til annen har et visst forhold til været og temperaturen i luften. Vi vet at det som hovedregel er varmere om dagen enn om natten, og at temperaturen av og til endrer seg langsomt, av og til raskt, og at om vinteren er det typisk kaldere på dager med klar himmel. Lignende regler gjelder formodentlig for temperaturen i havet, men jeg kan ikke si at jeg har noen god følelse for størrelsene som er involvert. For eksempel vet jeg at lufttemperaturen av og til kan falle med 10 grader på et par timer (og av og til mer, på kortere tid), men jeg har ikke noen erfaring med lignende hendelser i havet. Jeg har derfor i det siste prøvd å kikke litt på tall og ligninger, gjøre noen enkle utregninger, og prøvd å bygge meg opp noen referansepunkter.

La oss begynne med det mest åpenbare. Vann er mye tyngre enn luft. 1 kubikkmeter vann veier ca 1000 kg, 1 kubikkmeter luft veier ca 1.2 kg, så vann er 800 ganger tyngre. Vann har også (på grunn av hydrogenbindinger og slikt, kanskje?) mye høyere varmekapasitet enn luft. For å varme opp 1 gram vann fra 0 til 1 grader Celcius kreves det 4.2 Joule, for å gjøre det samme med 1 gram luft kreves bare 1 Joule. Totalt kreves det altså omtrent 4.2 Megajoule for å varme opp 1 kubikkmeter vann 1 grad, og bare 1.2 kilojoule for å varme opp 1 kubikkmeter luft med 1 grad. En konsekvens av dette er at temperaturen i havet er mer stabil enn temperaturen i luften.

Så hvor fort kan egentlig temperaturen i havet endre seg? La oss begynne med å ta en kikk på stråling. Havet absorberer mesteparten av energien i sollys, og reflekterer bare en liten andel. Akkurat hvor mye kommer an på innfallsvinkelen og slikt, men la oss gjøre et par lettvinte antagelser og si at det absorberer omtrent halvparten, og at gjennomsnittlig innstrålt energi er omtrent 500 Watt per kvadratmeter i løpet av en dag (12 timer). La oss videre anta at vi ser på et basseng som er en meter dypt. I såfall vil hver kvadratmeter bassengoverflate ta imot litt i overkant av 10 Megajoule i løpet av en dag, eller nok til å heve temperaturen i bassenget med omtrent 2.5 grader. (På våre breddegrader har vi nok noe mindre innstrålt energi enn dette.)

Stråling kan naturligvis også lede til varmetap. La oss igjen gjøre noen lettvinte antagelser, og si at på en natt med klar himmel har vi ingen innstråling fra luften, og heller ingen varmeoverføring fra luften. Om havet har en temperatur på for eksempel 10 grader Celcius stråler det ut omtrent 360 Watt per kvadratmeter (om vi gjør den lettvinte antagelsen at havet oppfører seg som et sort legeme). Det betyr at hvis vi igjen ser på det en meter dype bassenget vil hver kvadratmeter av overflate stråle ut omtrent 1.5 Megajoule i løpet av 12 timer, eller nok til å senke temperaturen i bassenget med ca 3.7 grader.

Havet er imidlertid ikke 1 meter dypt. I Norske farvann varierer det for det meste fra 0 til noen hundre meter, helt ned til 1300 meter på det dypeste i Sognefjorden, for det meste rundt et par-tre-fire hundre meter på kontinentalsokkelen og ned til et par-tre tusen meter utenfor kontinentalsokkelen. Det vi må vite her er at mesteparten av dette vannet har liten eller ingen vekselvirkning med overflaten, og har rimelig konstant temperatur året igjennom. For å forstå dette trenger vi å ta en kikk på noen temperaturprofiler. Figuren under viser temperaturen sånn litt utfor Trondheim et sted (Trondheimsfjorden er ganske dyp, ned til rundt 600 meter på det dypeste), med lyse farger om sommeren og mørke farger om vinteren.

I disse profilene ligger nok mye av nøkkelen til å forstå ting om havet. Essensen er at under en viss dybde skjer det fint lite gjennom året, med små og langsomme variasjoner i temperaturen, mens i overflatelagene kan temperaturen variere en del. I denne figuren er det vist variasjoner fra 2 til 12 grader, og er man nært land i grunnere farvann kan det nok variere enda mer, på Sjøbadet har det for eksempel angivelig variert fra 0 grader i vinter til kanskje 17 grader i sommer, og lenger inn i fjorden der det er skikkelig langgrunt skal temeraturene ha vært oppe i over 25 grader i sommer.

Det som videre er litt interessant er at uansett hva temperaturen er i overflatelaget har man store vannmasser med stabil temperatur lengre nede, og hvis man for eksempel får kraftig vind og store bølger kan man fort få omblanding i de øverste 50-100 meterne, noe som kan ha mye å si for temperaturen.

En annen ting som er verdt å merke seg et at i fjorder en ofte overflatetemperaturen fullstendig dominert av elvetilrenningen. Tar man en kikk på salniteten i Trondheimsfjorden ser man at under ca 20 meter ligger den mellom 33 og 35 promille hele året, mens i det øverste laget varierer den mellom kanksje 5 og 30 promille gjennom året. Siden ferskvann er lettere enn saltvann blir det gjerne liggende øverst uten å blande seg noe særlig med dypere vannmasser (utenom hvis man får vind og store bølger), og er slik avgjørende for temperaturen.

Så, konklusjonen, i den grad jeg kan trekke en konklusjon, må bli at det er ikke helt trivielt å opparbeide seg en intuitiv forståelse av størrelsene som er involvert i en god beskrivelse av havet, men man kan i alle fall forsøke. Jeg har stor tro på at ved å lese meg opp, samt bade hyppig året gjennom, kan jeg bli en semi-habil oseanograf med tiden.