Awesome interference pattern in a Norwegian fjord

“Hei Mirjam.

Bergen had it’s two days of allocated summer during the weekend of 22 – 23 July 2017 and Elsa and I decided to – in true Norwegian style – take advantage of the rare occasion and go for a hike. A colleague of mine has a “hytte” near Langhelle and had invited us over for the day. So we each packed our “matpakke”, hiking boots and got on the train from Bergen to Vaksdal, where my colleague had arranged to pick us up.

Anyway, long story short, apart from the spectacular view over Sørfjorden, I thought that the following would make you smile. Pointed it out to Elsa and, as if on cue, in unison we said your name out loud.

fullsizerender

I’m afraid the resolution is not that great though – had to zoom quite a bit to capture what was much more clearly visible with the naked eye.

I’m including a map to show where it is. The arrow indicates more or less where we were standing when I took the picture; the circle around the area. Opposite Vaksdal, on the western bank (does a fjord have a “bank”? What’s the correct term? “Wall”?) of Sørfjorden is Olsneset and the little isle, Olsnesøyna, you see in the pic. There’s apparently an “open air” prison on the island. Not a bad place to be incarcerated!

kart_1-100k

One of the wave trains was made by the little ferry that runs to and fro between Vaksdal, Olsnesøyna and Osterøy.

I’m sure that the readers of your blog would also enjoy the pic, so please feel free to use it.”

Wow! Thanks, Pierre! :-)

I obviously love it when my friends think of me, but it makes me even more excited when they think of me in connection to cool stuff related to water and send me pictures. But clearly the first thing I had to do upon receiving this email was to try and interpret the picture.

So I know there were two ships causing the waves. But which way were they going? So my first guess was two ships going in opposite directions. I’ve drawn the edges of their wakes into the picture below (ship 1 green, ship 2 red), the ships would now be more or less at the pointy end of each of the Vs.

fullsizerender-copy

But then I noticed the waves that I drew in blue in the picture below. Could they be part of the wake if a ship? And could that white spot in the picture actually be said ship? Then ship 1 would actually be going in the opposite direction of what I first thought. So one side of the wake would be what I have indicated in red below, and that side I can actually see in the picture (and I am fairly confident now that that’s the correct interpretation, judging from the shape of the feathery winglets). The green second part of the wake is just my guess of where it would have to be if my idea of where the ship is is correct.

Ship 2 (now shown in yellow) is still going the way I thought it was. Phew ;-)

fullsizerender-copy-3

But there is one part of the picture that I think is especially cool: The actual interference part where parallel wave crests seem to appear out of nowhere (crests marked in red below, troughs in blue). This is a possible mechanism for the creation of those parallel wave crests marked in blue above, too, but I don’t think that that’s what had happened there. But I am confident that that is what happened for those waves marked below.

fullsizerender-copy-2

Now it’s your turn, Elsa and Pierre. Do you remember what was going on? How well am I doing interpreting waves? ;-)

This is SO MUCH HARDER than seeing stuff in pictures I took myself and remember the situation! You poor guys always seeing my pictures without good explanations of what is going on on them. I think I might have learned my lesson here…

Tagebuch – Tag 7

Von Carolin und Marie

Am heutigen Tage wurden auch das Salz, die Dichte und die Wellen endgültig überführt. Das, was jetzt noch alles abschließt, ist die morgige Gerichtsverhandlung.

Darauf haben sich alle Detektive genauestens vorbereitet und sie haben sich überlegt, wer welche Beweise im Gerichtssaal vorstellt. Genauere Details werden aber Morgen noch geklärt.

Die Salzüberführung erfolgte, indem die zugeteilte Lehrlingsgruppe herausfand, wo das Salz seine Finger mit im Spiel hatte. Dieses Experiment nannten sie Salzfinger.

Langsam wurden die drei mutigen Lehrlinge, die schon die ganze Zeit die geheimen Versuche der Meisterdetektive beobachtet hatten, ungeduldig. Als sie den Meisterdetektiven ein weiteres Mal zugeschaut hatten, durften sie sogar selbst Hand anlegen.

Bald müssen sie sich jedoch verabschieden und ihren eigenen Weg durch das gefährliche, aber spannende Leben gehen. Sie werden noch viele weitere hundert Male mit Schiffen zum Tatort reisen und auch noch viele weitere Täter schnappen.

Das war`s für Heute und bis Morgen,

Eure Berichterstatter.

Tagebuch – Tag 6

Von Carolin und Marie

Heute haben sich die Lehrlinge gegenseitig ihre beantworteten Fragen vorgestellt. Vollständig überführt wurden zurzeit das Klima und die Strömungen, die Gezeiten und das Eis. Beim Salz und der Dichte, sowie bei den Wellen, sind noch einige wenige Fragen zu klären. Die Übrigen Lehrlinge beantworten nun einige Fragen, denen kein Täter zuzuordnen war. Sie beschäftigen sich jetzt mit der Plattentektonik, der Corioliskraft und einigen anderen, kleinen Themen.

Doch am heutigen Tage haben die anderen Lehrlinge nichts von Meisterdetektiven Glessmers geheimen Versuch mitbekommen. Auch am heutigen Abend haben die Meisterdetektive wieder ein geheimes Experiment durchgeführt, wobei die drei neugierigen Lehrlinge sie gesehen haben, doch sie wissen dieses Mal nicht genau, worum es sich dabei handelt.

Tagebuch – Tag 5

Von Carolin (12) und Marie (13)

Am heutigen Tage wurden die gesammelten Hinweise genauestens dokumentiert. Dann begannen die Lehrlinge ihren Tätern weiter auf die Schliche zu kommen.

Es wurde getestet, ob der Täter Welle ein Problem mit Steinstränden hat. Der Täter Gezeiten wurde auf die Verteilung des Meeresgrundes geprüft. Den Strömungen wurde nachgewiesen, dass ihr Schwachpunkt Hindernisse sind. Weiterhin wurden mit dem neuen Wissen mehrere spannende Experimente geplant und vorbereitet.

Am frühen Abend kamen die Kollegen der Meisterdetektive mit ihren Lehrlingen und sie haben sich gegenseitig ihre bisherige Arbeit präsentiert.

Doch spät am Abend konnten einige Lehrlinge noch nicht schlafen, schlichen sich ins Labor und entdeckten Meisterdetektiven Glessmer, wie sie noch ein geheimes Experiment durchführte. Sie sind bis jetzt die einzigen, die das Ergebnis dieses Experiments kennen.

Tagebuch – Tag 4

Von Carolin (12) und Marie (13)

Heute war der Tag der Tage: Die Detektive sind mit dem Forschungsschiff Uthörn zum Tatort gereist.

Zuerst mussten die Lehrlinge sehr früh aufstehen und dann mit dem Bus zum Hafen fahren. Dort sind sie auf das Forschungsschiff gegangen und die Matrosen haben ihnen die Sicherheitsregeln noch einmal vor Ort erklärt.

Dann der große Moment:

Die Uthörn legt ab und fährt geradewegs durch die magische Schleuse, kaum war das Schiff in einem kleinen Teil eingeschlossen, sank der Wasserspiegel auf mysteriöse Art und Weise.

Nun waren sie am Tatort angelangt und die Arbeiten konnten beginnen:

Es wurden viele Hinweise gesammelt und dokumentiert. Zum Beispiel wurden dem Ozean mehrere Speichelproben ( Wasserproben J) entnommen und ins Identifizierungslabor mitgenommen. Außerdem wurde mit selbstgebauten Windmessgeräten der Atem des Ozeans geprüft. Außerdem wurden kleine Zeugen, die im Ozean leben, aufs Schiff berufen. Nach diesem Tag wurde der Wissensdurst der Detektivlehrlinge gestillt und sie werden diese Hinweise in den nächsten Tagen auswerten und somit den Täter überführen und festnehmen. Den Detektivlehrlingen wünschen wir bis dahin alles Gute!!!

Tagebuch – Tag 3

 

Von Carolin (12) und Marie (13)

 

Am heutigen Tage waren die Lehrlinge wieder besonders fleißig, denn sie mussten sich auf die spektakuläre Reise zum Tatort vorbereiten. Doch bevor dieses geschah, haben sie noch eifrig Indizien gesammelt.

Die Gruppe, die sich mit dem Täter Eis befasste, hat die Dauer der Tat festgestellt. Der Täter Strömungen wurde mit einem Farbenspiel überführt. Am Nachmittag waren dann die großen Vorbereitungen im Gange: Die Lehrlinge teilten sich in neue Gruppen auf und planten ihre Tatortuntersuchung. Genauere Details können leider noch nicht angegeben werden, da dies zurzeit noch streng geheim ist!!! Meisterdetektiv Vogt hat den Detektivlehrlingen aber schon erklärt, wie man sich an einem Tatort zu verhalten hat und wie man professionell Beweise sammelt.

Nun werden sie sich gemütlich zusammensetzen und einen Film gucken. J

Tagebuch – Tag 2

Von Carolin (12) und Marie (13)

Heute sind die Detektivlehrlinge schon mitten in der Planung der Experimente, aber Meisterdetektivin Glessmer erklärt vorher noch, wie sie ein Experiment vorbereiten und durchführen sollen.

Die erste Gruppe, die ein Experiment durchführt, glaubt, somit die Strömungen und das Klima zu überführen. Sie planen alles nach dem Prinzip von Detektivin Glessmer und die ersten Durchführungen gehen leider schief. Als sie jedoch den vierten Versuch starten tut sich etwas. Eine kleine Strömung bildet sich und somit können sie einen Hinweis beantworten, doch ihre Arbeit ist noch lange nicht getan.

Weiter hinten hat sich die Gruppe, die sich mit dem Verdächtigen Nummer 1 (Der mysteriöse Salzgehalt und die Dichte) beschäftigt schon auf ihr Experiment vorbereitet. Dieses führen sie 3 Mal erfolgreich durch.

Auch die Gruppe, die sich mit den Wellen befasst hat, kommt ihnen etwas mehr auf die Schliche.

Die Rekonstruktion des Verbrechens der Gezeiten wurde ebenfalls erfolgreich durchgeführt.

Die Lehrlingsgruppe, die sich mit dem Verdächtigen Eis befasst, plant noch eifrig seine Überführung.

Am meisten freuen sich die Detektivlehrlinge aber auf die Reise zum Tatort an Tag 4…

 

 

Tagebuch – Tag 1

Mission Ozeanographie

Von Carolin (12) und Marie (13)

Tag 1

Die Meisterdetektive Käse, Vogt und Glessmer wollen 17 neue Lehrlinge in 8 Tagen das Detektivleben im Hauptfall Ozean näherbringen. Kaum sind sie da, werden neue Fälle gemeldet:

Der Ozean hat schon wieder sein Unwesen getrieben und einige Fragen sind noch ungeklärt.

Die Detektive teilen sich in fünf Gruppen auf, die die unterschiedlichen Verdächtigen des Falls bearbeiten.

Nummer 1:

DER MYSTERIÖSE SALZGEHALT + DIE DICHTE

Nummer 2:

DIE STÜRMISCHEN GEZEITEN + STRÖMUNGEN

Nummer 3:

DIE MONSTRÖSEN WELLEN

Nummer 4:

DAS GEHEIMNISVOLLE EIS

Nummer 5:

DAS RÄTSELHAFTE KLIMA

Die Detektivlehrlinge planen schon eifrig die Überführung der Täter. Ihnen wird das Konzept der Fallbearbeitung vorgestellt und sie können es gar nicht erwarten endlich die notwendigen Experimente zur Identifizierung der Täter durchzuführen. Dem Täter wird vorgeworfen, dass er ohne Genehmigung die Kontinente und Landschaften verändert und mehreren Straftätern Unterschlupf gewährt.

Den Verdächtigen werden Hinweise in Form von Fragen zugeordnet und die Aufgabe der Lehrlingsgruppen ist es, diese Fragen zu beantworten und die Täter somit zu überführen.

Nach diesem aufregenden und anstrengenden Tag sind die Detektive erschöpft und gehen zu Bett. Doch bald werden sie wieder aufstehen und eifrig weiterermitteln.

 

Guest post: Arctic sea ice thinning.

Exciting guest post on a newly published paper by Angelika H. H. Renner.

I’ve met Angelika on a cruise in the Antarctic Circumpolar Current a long time ago where we worked on an instrument together and created an advent calendar to keep up everybody’s morale during the second month of the cruise before flying home on christmas eve, and we’ve since gone white(ish) water kayaking, hiking in the norwegian mountains, visited each other’s institutes, helped each other out in research and teaching crises (mainly Geli helping me out, to be honest ;-), and we are planning an exciting project together. Angelika and coauthors recently published the paperEvidence of Arctic sea ice thinning from direct observations“. In today’s post, Angelika writes about how the observations that went into the paper were obtained, and I am excited to share her story – and her amazing photos – with all of you.

There’s been so much liquid water on Mirjam’s blog lately, I was happy to take her invitation for a guest blog to bring back some of the most amazing, interesting, and beautiful variation of sea water: sea ice!

Sea ice comes in various shapes, from very flat, smooth, and thin sheets of newly formed ice to huge ridges several tens of meters thick. Assessing the thickness of the sea ice cover in the Arctic remains one of the biggest challenges in sea ice research. Luckily, methods become more refined, and numbers derived from satellite measurements become more accurate and reliable, but they don’t cover a long enough period yet to say much about long-term changes.

My first proper science cruise in 2005 went to Fram Strait, the region between Greenland and Svalbard. I learned how to measure sea ice thickness the hard way: drilling holes. And more holes. And even more holes. Or the slightly-less-hard way: carry an instrument around that uses electromagnetic induction to measure ice thickness (since sea ice is much less salty than sea water and therefore much less conductive). This instrument is called ”EM31” and we kept joking that the number comes from its weight in kilograms…. So, using drills and the EM31 we measured on as many ice floes as we could and given that the cruise went all the way across Fram Strait, that gave as quite a few datapoints covering quite a large area.

These measurements have been done by the sea ice group at the Norwegian Polar Institute every summer since 2003, and in some years also in spring. It takes dedication to build such a time series! When we could, we also used an airborne version of the EM31, the EM-bird, to do surveys over larger areas. Now, finally, the results of all these measurement have been processed, and analysed – and what do we see? The sea ice in Fram Strait is thinning a lot. Depending which measure you use (nothing about sea ice thickness is straight forward…), the ice has thinned by more than 50% over the 10 years from 2003 to 2012!

It’s one thing to know that it has thinned, but it’s a lot more interesting to find out why. Fram Strait is a special place: Most of the sea ice that is formed somewhere in the Arctic Ocean (and doesn’t melt there again) leaves the Arctic through Fram Strait. It is a very dynamic region with strong currents and winds, which results in a lot of deformed ice regardless of its age. The extent of the ice cover here is not necessarily linked to the development of the ice in the Arctic Basin – most prominent example was the heavy ice year in Fram Strait 2007 whereas this was up to then the year with the lowest Arctic-wide ice extent in the satellite era.

We looked in more detail at where the ice came from and found that this, too, does not correlate with our thickness time series. While the source region of the ice varied from year to year, it was continuously thinning – in our opinion a sign that the thinning occurs Arctic-wide.

A lot of effort went into this paper and the dataset behind it, and I was very very lucky that I got the opportunity to participate in several of the cruises, do the data analysis and write the paper. It’s even more satisfying to see your work published when you know how much work drilling all those holes was……

Guest post: The 5-minute warning of a summer’s day sudden end.

More bad weather in Hamburg.

Today I have the pleasure to announce a guest post by Torge Martin. Torge, together with J&J, came to visit Hamburg recently, and we got stuck in some pretty bad weather. Which, being the oceanographers and meteorologists we are, meant that we got very excited, took about 100 pictures each, and me talking Torge into writing about what actually happened there. Which he did! So without further ado – enter Torge!

The 5-minute warning of a summer’s day sudden end.

Guest post by Torge Martin

A week ago we spent a wonderful day with Mirjam in Hamburg touring the harbor and downtown – very touristy. It was sunny and pretty hot for the average northern German. In the early afternoon the thermometer hit 28˚C. Perfect conditions for eating a big cup of ice cream at the Binnenalster, jumping on a Barkasse (little boats that ship tourists around the harbor) to catch at least a slight breeze, and for … a gorgeous thunderstorm.

When we climbed the 429 steps of the Michel (St. Michael’s tower) later in the afternoon we didn’t know that this was perfect timing to witness an impressive natural spectacle: The sky darkened quickly in the West and Southwest and within minutes a dramatic cloud formation took over the scene.

fig1b_IMG_6006_s
Photo by Torge Martin.
fig1a_IMG_6001_s
Photo by Torge Martin.

The horizontal “roll” across the picture (below the bright stripes) is a so-called shelf cloud that marks the leading edge of the approaching thunderstorm. In German such a cloud is often called Böenkragen (“gust collar”) or Böenwalze (“gust roll”), which hints at its shape and the strong winds that it is accompanied by.

How does such a shelf cloud form? I won’t go into all details of thunderstorm formation. The high cumulonimbus clouds of typical summertime thunderstorms are formed by strong, thermally driven updraft. Updrafts can reach vertical velocities of 50 km/h. When the moist air is cooled at higher levels, say at 6-9 km, condensation starts, and water droplets or ice crystals form. The droplets begin to fall within the cumulus cloud simply due to their weight and pull the ambient air with them along their way. This forms a downdraft, which is typically found in the rear part of the cloud while updraft still dominates the front side of the cloud. The downdraft flow spreads out horizontally near the ground and often comes with strong gusts at surface level. Since downdraft air is much cooler than the surrounding warm summer air, its spreading is associated with a cold front. The latter rapidly pushes upward the warm, moist surrounding air. As the warm air is lifted condensation may occur, which we then observe as a shelf cloud marking the leading edge of the gust front. On the ground we typically feel the downdraft from a thunderstorm as a drop in temperature and strong winds—in our case the 10-minute averaged wind speed peaked at 44 km/h and temperature dropped by 5˚C—while a change in wind direction and increase in air pressure can also be observed.

The shelf cloud, however, is not only beautiful and fascinating to observe, it also is nature’s “5-minute” warning to stop playing and go home (or find another safe place) before strong gusts and downpour hit.

In our case rainfall was heavy enough to reduce visibility from about 15 km to a mere 2 km. The rain was pushed horizontally through the tower top hurting on the skin. The crowd remaining at the top huddled together on the lee side of the hut, which shields the staircase from the elements. The gusts picked up dust from a nearby construction site in the harbor

fig2_IMG_6023_s
Photo by Torge Martin.

which probably helped the dramatic coloring of the lee side scenery. But that’s a different story …

fig3_IMG_6029_s
Photo by Torge Martin.

Data kindly provided by http://www.wetter22459.de

figsupplementary_IMG_6018_s
Photo by Torge Martin.