Den europeiske satellitten Cryosat sendes opp lørdag. Den skal måle tykkelsen av is over land og hav ned til nærmeste centimeter. Hensikten er å lage bedre klimamodeller som forklarer hvorfor isen i polområdene forsvinner.
Denne artikkelen er over ti år gammel og kan inneholde utdatert informasjon.
Cryosat skal skytes opp med en russisk rakett og vil gå i baner rundt jorden fra Arktis til Antarktis. Fra 717 kilometers høyde skal radar-øyne stirre ned i isødet og gi forskerne svar på et viktig spørsmål: Hvorfor smelter isen ved polene?
Nordpolen smelter
Ønsker vi å vite nøyaktig hvor tykk isen i polområdene er, må vi kjenne høyden på isen. Det er bare en av anvendelsene som GOCEs tyngdefeltsmålinger kan brukes til.
Noe er i ferd med å skje med klimaet i Arktis. Nord for Russland og Alaska skyller åpent hav der det lå isvidder tidlig på 1970-tallet. Tre prosent krymper isdekket over Nordpolen, tiår etter tiår.
Isen over Nordpolen flyter som et stort lokk over Nordishavet. Lokket virker som en kjempetermos. Varmen i havet skjermes mot den iskalde polarlufta. På utsiden av termosen blir det enda kaldere fordi den hvite isen speiler de varme solstrålene tilbake til verdensrommet.
Når havet overtar for isen, går termosen i stykker. Sola varmer opp havoverflaten som igjen varmer opp lufta. Nordpolen blir enda varmere, og smeltingen skyter fart. Hva vil det bety for klimaet?
Cryosat måler hvor høyt havisen over Nordpolen stikker opp over vannflaten. Forskerne kan så regne ut hvor tykk isen er utfra hvor mye som flyter over og hvor mye som ligger under vannet.
Hvis isen over Nordpolen smelter helt, vil ikke havnivået stige. Isen flyter jo bare på havet. Værre er det med de store ismassene på land - over Grønland og særlig sydpol-landet.
Sydpolen brekker opp
"Isfjell i Antarktis. (Foto:ESA)"
Tidligere målinger viser at innlandsisen holder tykkelsen ganske bra. Men kantene slår sprekker. Hvis all verdens innlandsis skulle smelte, ville havnivået stige med 65 meter. Dette er nok til å sette de fleste store byer og folkerike områder under vann.
Det er heldigvis lite trolig at innlandsisen smelter helt. Men forskerne har få og unøyaktige data for områdene rundt Sydpolen. Hvis klimamodellene skal bli bedre, trenges flere data. Her kan Cryosat bidra.
Skarpe radarøyne
Cryosat bruker en ny metode for å måle høyden på isen. En radar sender et kort stråleblink ned mot jorda. Isen speiler blinket som et ekko tilbake til satellitten. Forskerne vet farten på radarstrålen. Ved å måle hvor lang tid den brukte fram og tilbake, kan de regne ut avstanden til isen.
"Cryosat bruker radarstråler for å måle avstanden til isen. (Illustrasjon: ESA)"
Å måle avstander med radar på denne måten er ikke noe nytt. Den brukes både av skip og fly.
Eldre satellitter har også målt ishøyden på denne måten. Problemet er at radarstrålen er ganske bred, slik at forskerne ikke vet nøyaktig hvor den treffer jorda. Derfor blir bildet av ishøyden ganske uskarpt.
Radaren på Cryosat er annerledes. Den sender ikke bare ett kort blink, men en serie med raske blink. Satellitten beveger seg raskt i banen over polene.
Denne farten kan Cryosat utnytte gjennom noe som kalles Doppler-effekten. Resultatet blir mer nøyaktige målinger av ishøyden.
Speedbåten Cryosat
Når du sitter i en speedbåt, virker bølgene mye raskere og krappere hvis du kjører mot dem enn hvis du kjører vekk fra dem. På samme måte skifter radarbølgene svingetakt ettersom hvilken fart satellitten har mot dem.
Annonse
De forrerste delene av radarstrålen får litt større fart enn de bakerste, og dermed kan Cryosat skille dem fra hverandre og dele strålen inn i striper som er 250 meter tykke.
Innenfor hver stripe kan Cryosat beregne ishøyden ned mot nærmeste centimeter.
Denne måten å stripe opp radarstrålen på, kalles SAR. SAR betyr Synthetic Aperture Radar, altså en radar med kunstig forminsket “kikkehull”.
To øyne ser bedre enn ett
Forskerne er ikke fornøyd med å se isen i brede striper. De vil dele opp hver stripe for å se skarpt i bredden også. Det klarer de ved å utstyre Cryosat med to radar-antenner.
Hvis radar- ekkoet kommer fra venstre side av stripa, vil det treffe venstre radar først. Hvis det kommer fra høyre side av stripa, vil det treffe høyre radar først. På den måten kan forskerne avgjøre hvor på stripa signalet kommer fra i sideretningen. Denne metoden kalles interferometri.
Når radarblikket blir så skarpt, kan Cryosat også se formen på isen, ikke bare høyden. Dermed kan forskerne se iskanten langs sydpol-landet og hvordan denne sprekker opp.
Norske isbreer og polfarere
"Kontrollmålinger på overflaten er viktige for å justere dataene fra Cryosat. (Illustrasjonsfoto: ESA)"
Svalbard og fastlands-Norge er ett av områdene som Cryosat skal overvåke nøye. Norske isbreer blir også mindre, og påvirker klimaet på sin måte.
Norske forskere har vært med på å utvikle Cryosat, og vil ha stor nytte av data som strømmer ned fra satellitten.
En norsk nordpolfarer har også vært til hjelp for Cryosat-forskerne. Petter Nyquist og hans to reisekamerater la ut på ski fra nord-Russland i mars 2005.
Annonse
Når de ikke var opptatt med å jage unna innpåslitne isbjørn eller holde neglespretten i sjakk, stakk de en målepinne ned i snøen for å måle dybden ned til fast is.
Snøen kan nemlig lage problemer for målingene til Cryosat. Ved å sammenligne snømålingene til Petter Nyquist med resultatene fra Cryosat, kan forskerne oppheve virkningen av snøen.
Flere slike kontrollmålinger har vært gjort på bakkenivå. Dermed får forskerne fasiter som Cryosat-resultatene kan sammenlignes med og justeres mot.
Fra kald krig til kalde målinger
"Det øverste trinnet Breeze KM på Rockot-raketten brenner ut og Cryosat frigjøres. (Illustrasjon: ESA)"
Cryosat skal skytes opp med en ombygd militærrakett fra den kalde krigens dager. Oppskytningsbasen Plesetsk på den nord-russiske taigaen ble bygget i 1962.
Den var russernes aller første base for oppskytning av raketter med atomstridshoder som kunne nå helt til USA. Helt fram til 1983 var Plesetsk-basen en militær topp-hemmelighet, men nå brukes den til sivil romtrafikk.
Istedenfor å slippe atomhelvetet løs over USA, skal den russiske Rockot-raketten hjelpe forskerne å samle viktige data for å forstå hvordan jordas lange åndedrag av varm og kald luft og livsviktige kretsløp av havstrømmer har formet den blå planeten vi skylder våre liv til.
