Måler havets nøyaktige høyde

Skal vi unngå den store klimakatastrofen, må vi kjenne havstrømmene. Helst på centimeteren. 

Publisert

“Intet er saa rummeligt som Havet, intet saa taalmodigt. Paa sin brede Ryg bærer det lig en godslig Elefant de smaa Puslinger, der bebo Jorden; og i sit store kjølige Dyb eier det Plads for al Verdens Jammer. …… Frit, rent og uforfalsket banker det store Hjerte - det sidste sunde i den syge Verden.”

Slik skrev Alexander Kielland i 1880: Om havet som et sunt hjerte i en syk kropp. Kielland visste ingen ting om klimadebatten som skulle komme mer enn hundre år senere. Men han forsto havets betydning.

Skal vi forstå hva som skjer på kloden vår, og skal vi kunne forhindre en klimakatastrofe, må vi skaffe oss kunnskap om havstrømmene. Nå holder satellitter øye med «Elefantens brede Ryg».

Kunnskapshull

Når vann varmes opp, øker volumet. Da stiger havet. Når havet stiger, vil vannet begynne å bevege seg vekk fra dette området, til steder med lavere havnivå. Dette er en av grunnene til at vi har havstrømmer.

Havstrømmene er viktige for klimaet, for økosystemet i havet og for forvaltningen av dyr og fisk. Blant annet transporterer havstrømmene plankton, som er mat for fisk og dermed påvirker fiskebestanden.

Endringer av havstrømninger i polarområdet vil ha stor betydning for Norge.

Klimaforhold har lenge blitt overvåket, kartlagt og studert over store deler av verden. Men i nordområdene og arktiske strøk er det store kunnskapshull. Først i de senere åra har forskningen kommet i gang for alvor.

Uten en stor armada

Octas er navnet på et stort samarbeidsprosjekt der blant andre NTNU, Statens kartverk og Nansen senter for miljø og fjernmåling deltar.

Prosjektet har resultert i nye modeller for å beregne havnivå, gravitasjon (tyngdekraft), temperatur og saltinnhold i polarområdet.

Nyvinningen ligger i at satellitter kan kartlegge og gi sikker informasjon om havområdene i løpet av få dager. Tilsvarende overvåkning er umulig å få til med forskningsfartøyer eller forankrede og drivende måleinstrumenter. 

Høydemåling ved hjelp av observasjonssatellitter har revolusjonert muligheten for klimaovervåking av havet. Målingen bidrar til å gi rask og nøyaktig informasjon, og gjør forskerne i stand til å oppdage endringer i havstrømmer og vannstand på et tidlig tidspunkt.

Mange feilkilder

(Illustrasjonsfoto: www.colourbox.no)
(Illustrasjonsfoto: www.colourbox.no)

Målemetoden kalles satellitt-altimetri. Den bygger på landmålingsmetoder ved hjelp av satellitter, og er utviklet av NTNUs geomatikk-gruppe.

Utfordringen var at vann er i stadig bevegelse, og at det måtte tas høyde for mange feilkilder:

Som at jorda er flattrykt ved polene. Som at jordas gravitasjon ikke er like sterk overalt. Som at månens gravitasjon setter både jordskorpe og vannmasser i bevegelse, det vi kaller tidevann og tidejord.

Geomatikerne kom likevel fram til en målemetode som kan bestemme den gjennomsnittlige høyden på havoverflaten med et par centimeters nøyaktighet. I prinsippet kan altimetri-modellene brukes til å følge med alle verdens hav, til samme tid og over en lang tidsperiode.

Altimetri-modellene er utviklet av professor Hossein Nahavandchi og doktorgradsstipendiat Kourosh Ghazavi. Modellene gjør det mulig å overvåke havområdene over hele verden på samme tid.

– Havets tilstand kan nå overvåkes uten å bruke en armada av forskningsfartøyer, fastslår forsker Helge Drange ved Nansensenteret.

Uforandret Golfstrøm

(Illustrasjon: Science Photo Library)
(Illustrasjon: Science Photo Library)

Dataene samles over tid, og gir forskerne et nytt og bedre bilde av det som skjer, i stor geografisk utstrekning og over en lang tidsperiode.

De kan blant annet fastslå at det ikke har skjedd vesentlige endringer i styrken på det varme vannet som strømmer nordover langs norskekysten – som er forlengelsen av Golfstrømmen – i de fem årene prosjektet har pågått.

Octas-prosjektet har dessuten påvist store regionale variasjoner i havnivået i de nordiske havene. Disse variasjonene skyldes dels varme og salt som blir tilført havstrømmene, men også oppvarmende eller nedkjølende effekt av atmosfære og havis.

En revolusjon

Forsker Dag Solheim ved Statens kartverk opplyser at arbeidet med å forbedre det gravimetriske datagrunnlaget – altså det som dreier seg om å måle tyngdekraften – fortsetter.

– Kombinert med forskningen som utføres ved NTNU, vil vi om få år kunne gi oseanografer og klimaforskere en ny og viktig datakilde som i mine øyne er å betrakte som en revolusjon på området.

– For eksempel vil vi kunne bestemme havisens tykkelse, og dermed gi et anslag på volumet av havisen i Arktis, utdyper Solheim.