Instrumentet som etter hvert skal brukes fra en satellitt, ble nylig testet fra et småfly fra Svalbard. (Foto: Andreas Stokholm)
Instrumentet som etter hvert skal brukes fra en satellitt, ble nylig testet fra et småfly fra Svalbard. (Foto: Andreas Stokholm)

Nytt instrument skal overvåke iskanten i Arktis fra verdensrommet

Målet er å gi bedre oversikt om forholdene i nord og gjøre det tryggere å ferdes i områdene.

Publisert

På grunn av klimaendringene blir det stadig mindre sjøis i arktiske strøk.

Samtidig blir det mer ferdsel i området og større behov for å vite nøyaktig hvor isen er og hvor den beveger seg.

Nylig testet den europeiske romfartsorganisasjonen ESA et nytt instrument som skal brukes til å observere hav og is i polarområdene.

Instrumenttypen som ble testet i området rundt Svalbard, skal etter planen plasseres på neste generasjons jordobservasjonssatellitter fra EU, som skal sendes opp i bane rundt jorden cirka 2025.

Klipper gresset i Arktis

Før vi kommer så langt som til å plassere et nytt instrument på en satellitt, må forskere og ingeniører sørge for at instrumentet som de sender opp i rommet, fungerer som det skal, og at det faktisk måler det som er mest nyttig.

Som en del av denne prosessen ble instrumentet nylig testet fra et småfly i en måleperiode på én uke.

For å samle detaljerte nok observasjoner, må småflyet holde seg svært lavt. Det flyr i bare 300 meters høyde. Flyruten strekker seg langs den såkalte iskantsonen, som er overgangen mellom åpent hav og sjøis i polare områder. Flyet har først fløyet langs iskanten fra Island til Svalbard. Deretter ble det flere flygninger ut fra Svalbard.

Når de er over iskanten, kan pilotene utføre et spesielt flygningsmønster, som med glimt i øyet kalles «å klippe gresset». Flyet flyr frem og tilbake på tvers av iskanten, i parallelle flybaner som ligger tett inntil hverandre. Etter hver gang iskanten krysses, snur flyet i en 180 graders sving og flyr tilbake igjen.

Instrumentet gjør målinger hele tiden. På denne måten blir et større areal på bakken dekket av instrumentet på en så god og effektiv måte som mulig.

Instrumentet på flyet består av tre radiometre, som vi ser innenfor den åpne luken til høyre. Hvert radiometer er formet som en disk og registrerer stråling på ulike bølgelengder i mikrobølgeområdet. Instrumentet registrerer stråling fra både hav og is i iskantsonen i Arktis. (Foto: Tânia Casal (ESA))
Instrumentet på flyet består av tre radiometre, som vi ser innenfor den åpne luken til høyre. Hvert radiometer er formet som en disk og registrerer stråling på ulike bølgelengder i mikrobølgeområdet. Instrumentet registrerer stråling fra både hav og is i iskantsonen i Arktis. (Foto: Tânia Casal (ESA))

Isen forandrer seg

Iskanten beveger seg fra time til time, avhengig av vind, bølger og havstrømmer. Den kan forandre posisjon med flere kilometer i løpet av et døgn. Det er derfor umulig å legge en detaljert plan for flyruten på forhånd. Forskere fra Meteorologisk institutt bistår flymannskapet med daglig oppdaterte kart over iskanten. Dette trenger pilotene for å vite hvor de skal fly for å finne isen mens testperioden pågår.

Forsker Thomas Lavergne med Meteorologisk institutt er med i et ekspertpanel hos ESA for å utvikle den fremtidige satellitten som han håper dette instrumentet etter hvert vil fly på. Han bidrar også med å gjøre daglige kart over iskanten tilgjengelige for bruk i løpet av flykampanjen.

– Disse iskartene produseres flere steder i Europa, blant annet ved Istjenesten ved Meteorologisk institutt i Tromsø, forklarer Lavergne.

– Kartene oppdateres hver dag. Mens kampanjen pågår, samler jeg flere av kartene på en egen nettside, slik at de alltid er tilgjengelig for flymannskapet når de planlegger flyruten.

Kartet viser den planlagte flyruten for kampanjen fra Island til Svalbard via Grønland. Bakgrunnsfargene er laget av forskjellige satellittbilder. Havet er blått og isen er rød. (Bilde: www.seaice.dk, Technical University i Danmark)
Kartet viser den planlagte flyruten for kampanjen fra Island til Svalbard via Grønland. Bakgrunnsfargene er laget av forskjellige satellittbilder. Havet er blått og isen er rød. (Bilde: www.seaice.dk, Technical University i Danmark)

Høyteknologisk instrument måler stråling fra hav og is

Omgivelsene våre sender hele tiden ut en svært svak elektromagnetisk stråling. Mesteparten av denne strålingen har bølgelengder som mennesker ikke kan se, fordi strålingen enten har for kort eller for lang bølgelengde til at øyet vårt kan oppfatte den.

Strålingen med de aller lengste bølgelengdene kaller vi mikrobølgestråling, og det er denne typen stråling forskerne er interessert i her.

– Med mikrobølgestråling kan vi se rett gjennom både skyer og mørke, forteller Lavergne videre.

– For å måle ting som isens areal, bevegelse, alder og tykkelse, trenger vi observasjoner av mikrobølgestråling med forskjellig bølgelengde samtidig. Dette sørger instrumentet for at vi fanger opp.

Instrumentet som brukes kalles et mikrobølgeradiometer. Mikrobølgestrålingen er så svak at radiometeret må være svært følsomt for å fange den opp.

– Det er mye avansert teknologi som skal til for å lage et instrument som er nøyaktig nok, forteller Lavergne.

– Spesielt gjelder dette når instrumentet etter hvert skal plasseres på en satellitt som suser av gårde i bane rundt jorden, med en fart på over syv kilometer i sekundet, i 800 kilometers høyde, fortsetter han.

Thomas Lavergne er forsker ved Meteorologisk institutt. (Foto: Meteorologisk institutt)
Thomas Lavergne er forsker ved Meteorologisk institutt. (Foto: Meteorologisk institutt)

Neste steg: Opp i verdensrommet

Copernicus er et stort satellitt- og tjenesteprogram som eies av EU. Norge er med i Copernicus-satsingen. Romfartsorganisasjonen ESA utvikler og drifter satellittene i samarbeid med andre store internasjonale organisasjoner, som den europeiske organisasjonen for meteorologiske satellitter.

Et mål for Copernicus-satsingen er å øke forståelsen av naturen og forandringer i verdens klima. Et annet viktig mål er å utvikle og drive tjenester for overvåkning og varsling av miljø og klima. Overvåkning av sjøisen i Arktis en viktig del av både hav- og klimatjenestene.

Målingene fra fly rundt Island og Svalbard skjer i forbindelse med det stadiet i planleggingsfasen av en ny satellitt som kalles proof of concept. Det vil si at ESA og EU, som utreder og planlegger de nye jordobservasjonssatellittene, vil bekrefte at instrumentet samler nyttige målinger om sjøisen, før satellitten bygges.

– Når den kommer i drift, vil denne satellitten være svært nyttig for å kartlegge og varsle sjøisen, havet, og været i Arktis. Dette er viktige satsingsområder ved Meteorologisk institutt, sier Lavergne.

Her kan du studere kartene over iskanten.

CIMR

  • CIMR står for Copernicus Imaging Microwave Radiometer, og kan fly på neste generasjons jordovervåkningssatellitter i Copernicus-samarbeidet fra 2025
  • Målingene som gikk mellom 2.-9- mars 2019 har navnet CIMR Airborne Arctic Campaign (CIMRex) og har som mål å teste instrumentet som skal fly på CIMR
  • Flykampanjen er et samarbeid mellom ESA, DTU Space, Aalto University, Harp Technologies, Finnlands Meteorologiske institutt, Universitet i Bremen, Meteorologisk institutt, og Danmarks Meteorologiske Institutt.