Satellitter i klimatjeneste

Jordobserverende satellitter er svært nyttige verktøy for å overvåke klimaendringer, særlig endringer i sjøisutbredelse, isbreer og vegetasjon.

Publisert
Tegningen viser satellittenes bane rundt jorda.
Tegningen viser satellittenes bane rundt jorda.

Jordobservasjon fra satellitt

Jordobservasjonssatellitter går i baner i en høyde tilsvarende 600–800 kilometer over jordoverflaten.

De bruker cirka 100 minutter per omløp rundt jorda, og vil dermed gjøre cirka 14 omløp i døgnet.

Siden disse satellittene går i polare baner (baner som krysser ekvator), er det gunstig å plassere nedlesningsstasjoner nær polene. Tromsøfirmaet Kongsberg Satellite Services (KSAT) har slike stasjoner på Svalbard, i Tromsø, og ved Troll i Antarktis.

Satellitter har sensorer ombord som måler elektromagnetisk stråling som reflekteres (for det meste solstråling) og sendes ut fra jordoverflaten. Derfor kan disse sensorene bare brukes til å samle data på dagtid, når det er lyst.
Andre sensorer i satellitter danner selv strålingen som brukes (lasere og radarer).

Radarer som opererer i mikrobølgeområdet (bølgelengder omkring 0,1-30 cm), er uavhengige av vær og lysforhold, og er derfor velegnet for overvåkning av polare områder.

– I dag er det nesten utenkelig å drive polarforskning uten satellitter, sier professor i fysikk ved Universitetet i Tromsø, Torbjørn Eltoft.

Ved å fjernmåle på denne måten, sitter forskerne igjen med mye mer nøyaktig informasjon om jordas tilstand.

I Tromsø er det etter hvert bygd opp et stort miljø som jobber med satellittdata. Verdens største og best posisjonerte nedlesingsstasjon for vær- og miljødata fra jordobserverende satellitter ligger på Svalbard, og sånn sett ligger Tromsømiljøet gunstig til.

Ved universitetet bidrar man med å utvikle nøyaktige metoder for å analysere alle bildene som satellittene tar.

Skiller mellom ulike isformer

Satellittbilde av sjøis. Mørke områder er sannsynligvis nyfrosset is, mens områder med høyere intensitet er ruhet, og kan tyde på flerårsis. Foto: Institutt for fysikk og teknologi, UiT
Satellittbilde av sjøis. Mørke områder er sannsynligvis nyfrosset is, mens områder med høyere intensitet er ruhet, og kan tyde på flerårsis. Foto: Institutt for fysikk og teknologi, UiT

– En viktig del av klimaovervåkinga er å måle hvor mye sjøis det er ute i polhavet. De siste årene har sjøis dekket et mindre areal enn før, forteller Eltoft.

Sjøis kan være vanskelig å overvåke fra satellitt, siden det skjer endringer i isens egenskaper fra dag til dag.

Det kan i enkelte tilfeller være en utfordring å skille sjøis fra vann på satellittbildene.

Men hvor mye data kan man egentlig få ut av et satellittbilde?

Veldig mye, ifølge fysikkprofessoren:

Satellittene har radar om bord som danner bilder ved å sende ut egen stråling (elektromagnetiske bølger), og som registrerer det som reflekteres tilbake.

– Dette bildet må vi tolke. Vi ønsker for eksempel å skille mellom ulike typer av is: den som har ligget over tid, såkalt flerårs-is, og den som kun er én sesong gammel.

– For å kunne gjøre dette, lager vi algoritmer. Det er analysemetoder som gjør det mulig for oss å kategorisere ulike former for is på satellittbildene. Ut fra dette kan vi lage kart hvor for eksempel hver type is får sin egen fargekode, sier Eltoft.

Jo mer avanserte algoritmer som utvikles, dess mer informasjon kan man lese ut fra hvert satellittbilde. På den måten får vi mer kunnskap om sjøisen, om hva som er normale variasjoner og hva som er foruroligende endringer.

Universitetet samarbeider med Polarinstituttet og Norut i Tromsø, om å kategorisere sjøisen fra havet. Polarinstituttet reiser ut og måler sjøisen fra båt.

– Med slike feltkampanjer kan man riktignok bare måle en bitteliten andel av isen. Med satellitter kan vi overvåke hele Polhavet. Likevel er det viktig å ha feltarbeid ved isen, slik at satellittmålingene våre kontrolleres med virkeligheten, sier Eltoft.

Kan redusere risiko for ulykker

Sammen med Norut, KSAT og flere andre forskningsmiljøer er Universitetet i Tromsø også involvert i overvåking av regnskog i Tanzania.

– Vi har gjennom aktiviteten vår her hjemme bygd opp en kompetanse, særlig på radar. På sikt er det meningen at vi skal bygge opp kunnskapen i Tanzania, slik at de kan drive satellittovervåkingen selv, sier Eltoft.

Jordobserverende satellitter kan også benyttes til å overvåke mye annet. Kartlegging av vegetasjon og bruk av landarealer, måle bølgehøyde, vind og strøm over hav, måle sjøtemperaturen og overvåke jordskredutsatte områder.

Satellittene kan også brukes til å redusere risikoen for ulykker.

For eksempel hvis et isfjell er i drift mot en oljeinstallasjon, kan dette oppdages i tide og advarsel sendes ut. Satellittene kan også være veivisere for skipstrafikken, og fortelle hvor sjøisen er tykk og hvor den er tynn. Dette har betydning for skipets valg av rute.

– Vi kan i det hele tatt overvåke mange områder som kan utgjøre en trussel mot mennesker. Det være seg bergpartier som står i fare for å rase ut eller større oljesøl i havet, sier Eltoft.