Satellitteknologi gir ny metode for kartlegging av havistykkelse

(Artikkelen var først publisert som en ESA Story. Teksten er oversatt av NORCE.)

Overvåkingen av arktisk havis har tatt et stort steg fremover med en nyutviklet metode som tar hensyn til at isen beveger seg konstant over havet. Metoden, som ble publisert denne uken i tidsskriftet The Cryosphere, bruker satellittdata fra European Space Agency (ESA) fra 2002 til 2020 for å spore bevegelsen til isflakene, som kan forflytte seg flere hundre kilometer i løpet av en måned. Dette eliminerer posisjonsfeil som oppsto med tradisjonelle metoder for kartlegging av istykkelse, og forbedrer dermed nøyaktigheten til denne viktige klimavariabelen betydelig.

Havis er en essensiell klimavariabel fordi den både er en indikator på og en drivkraft for global klimaendring. Polar havis regulerer varmeutvekslingen mellom havet og atmosfæren, noe som gjør tykkelsen til en kritisk parameter for å forstå klimadynamikk. Over 40 år med satellittdata om isutbredelse og nesten 30 år med tykkelsesmålinger viser dramatiske endringer: Arktisk havis minker i både utstrekning og volum i alle årstider, og isen blir yngre og mer mobil. Presise tykkelsesmålinger er avgjørende for å beregne isvolum, massebalanse og ferskvannsstrømmer. Forskere som bidrar til ESAs Climate Change Initiative (CCI) for havis jobber for å forbedre satellittbaserte målinger av isutbredelse og tykkelse. Tidsserien de utvikler vil gi klimaforskere de langsiktige, konsistente datasettene som trengs for å overvåke raske endringer i polområdene og forbedre klimamodellene.

Fra uskarpe målinger til presis sporing

Tradisjonelle satellittbaserte høydemålinger samler inn data månedlig for å gi et overordnet bilde av havistykkelse (SIT) i polarområdene. Disse målingene forutsetter at isen ligger stille – noe som skaper utfordringer. For det første oppstår det en betydelig romlig uskarphet – som å fotografere et bevegelig objekt med lang lukkertid. Dette er spesielt problematisk i områder med rask isdrift som Transpolardriften mellom Sibir og Grønland og Framstredet mellom Grønland og Polhavet, hvor isen kan bevege seg flere hundre kilometer i løpet av en måned. For det andre skaper aggregeringen ujevn tidsmessig dekning mellom regioner, noe som ytterligere svekker nøyaktigheten.

En ny teknikk, utviklet av ESA CCIs-havisprosjekt, overkommer disse begrensningene. Metoden, kalt “Drift-Aware Sea Ice Thickness” (DA-SIT), sporer individuelle "pakker" av havis mens de driver over tid, ved å kombinere eksisterende satellittdata fra høydemålere med informasjon om isdrift fra passive mikrobølgesatellitter. Denne sporingsevnen blir stadig viktigere ettersom isdriften har økt de siste tiårene på grunn av klimaendringer. Metoden korrigerer for drift og endringer i tykkelse som følge av vekst og deformasjon i løpet av datainnsamlingsperioden. Resultatet er betydelige forbedringer: regionale målefeil reduseres med 10–20 cm, og posisjonsfeil på opptil 200 km elimineres.

– Den drift-korrigerende metoden lar oss oppdage variasjoner i havistykkelse som tradisjonelle grid-baserte produkter ikke fanger opp, forklarer hovedforfatter Robert Ricker fra NORCE som er en av lederne for ESA CCIs-havisprosjekt. – Dette er spesielt viktig ettersom isdriften har økt i takt med at arktisk havis blir mer dynamisk.

Fremskritt for klimavitenskap og varsling

Daglige kart produsert med den nye DA-SIT-metoden gjør det mulig å sammenligne direkte med andre satellittmålinger, noe som er avgjørende for de som jobber med klimamodeller og ønsker å forbedre sine prognoser. Beregninger av isvolum og massebalanse, som er viktige for å forstå ferskvannsstrømmer i Arktis, forbedres også gjennom denne integreringen av data fra flere satellittoppdrag.

– Å integrere drift-korrigering i fremtidige kartleggingsmetoder for havistykkelse vil redusere usikkerheten, spesielt når man kombinerer data fra ulike satellittoppdrag, sier Thomas Lavergne, vitenskapelig leder for CCIs-havisprosjekt og medforfatter. – Etter hvert som arktisk havis fortsetter å minke og bli mer mobil, blir avanserte overvåkingsmetoder som dette stadig viktigere for klimaforskning og -varsling.

Referanse

Ricker, R., Lavergne, T., Hendricks, S., Paul, S., Down, E., Killie, M. A., og Bocquet, M.: Drift-aware sea ice thickness maps from satellite remote sensing, The Cryosphere, 19, 3785–3803, https://doi.org/10.5194/tc-19-..., 2025.