Radarmålinger gir 3D-kart av snø og is
Longyearbyen-New Ålesund
Yitayew jobber nå i NORUT med implementering av sine nye oppdagelser, blant annet skal isbreer på Svalbard kartlegges med denne metoden. Forskningsgruppen han tilhører skal bruke fly som går mellom New Ålesund og Longyearbyen til radarmålinger. Ruteflyene blir dermed brukt i forskningens tjeneste, påmontert radarer som mater fysikerne med data om isbreene som ligger i leia. Årstidenes skiftende temperaturer gjør at isen får et bestemt vekstmønster, nærmest som årringer i et tre, og dette kan ifølge fysikeren blant annet brukes til å bestemme alder på isbreen og til å avlese klimaet da de ulike islagene ble dannet.
Vil skille pudder, skare og is
Men arbeidet med å finne en metode for dybdemålinger av snø og is startet i Tromsø, nærmere bestemt ved Tromsø bys friluftsperle, Prestvannet og i Kattfjorden på yttersiden av Kvaløya.
-Vi trengte ikke dra langt for å gjøre de først bakkebaserte radarmålingene, bekrefter Yitayew. Solid is fant han både på Prestvannet og i Kattfjorden.
-Vi ville fremstille tredimensjonale bilder av isdekket og med det kunne si noe om den lagvise inndelingen fra de øverste snølagene og helt ned til vannskorpa, der målet var å kunne skille mellom eksempelvis puddersnø, skare og stålis.
En enkelt radarmåling kan visstnok ikke kunne gi dybdeinformasjon, bare om det finnes is eller ikke, derfor ble flere parallelle målinger satt opp samtidig som han målte snøtykkelse oppå isen og boret hull for å finne tykkelse på isen.
Uventet presis
-Metoden vi utviklet kunne si noe om lagdelingen, for eksempel sukkersnø, fokksnø, glaserte lag eller stålis dersom forskjellen på hvert lag var mer enn 5 cm, hvilket henger sammen med bølgelengden på de elektromagnetiske strålene fra radaren. Jeg vil si at det faktisk var litt uventet at vi kunne få så presis informasjon om snø- og islagene, radardataene stemte godt overens med de faktiske snø- og isforholdene. I tillegg til å avlese lagdelingen i isen, kunne vi estimere saltinnhold, og om isen inneholdt mye luftbobler.
Opp i lufta for å dekke større område
Men de bakkebaserte systemene som ble brukt lokalt i Tromsøområdet kan bare dekke et lite område på et par kvadratmeter, og for å finne informasjon om is og snø over store områder kan satellitt, fly, helikopter eller droner anvendes. Fysikeren kombinerte derfor sine bakkedata med radarmålinger fra Framstredet hentet både fra de tyske Tandem-x satellittene som går i bane 700 km over jorden og fra helikopter der instrumentet hang i en vaier under helikopteret, 15 meter over bakken.
Tandem-x satellittene sirkulerer begge i samme bane rundt jorden men i ulik høyde, nettopp for å kunne gi «stereo-data» og mulighet for å avlese terreng og is i 3D. Med denne informasjonen klarte vi å kartlegge den topografiske strukturen til sjøisen i Fram-stedet, altså «terrenget» på overflaten av isen, høydeforskjeller og for eksempel bølgeformasjoner og skavler.
-Vi er de første som påviser at radardata kan brukes til 3D topografisk kartlegging av sjøis, smiler Yitayew og oppsummerer at 3D radardata kan være et godt verktøy for å kartlegge lagvis fordeling av snø og is både til lands og til havs. Vi tror denne forskningen kan bidra til økt kunnskap om klima og den kontinuerlige interaksjonen mellom atmosfære, is og hav, i tillegg til å avdekke mer om isbreers klimahistorikk.
Temesgen Gebrie Yitayew disputerte 23. Februar med oppgaven: “Investigation of Sea Ice using Multiple Synthetic Aperture Radar Acquisitions” og ble veiledet av Torbjørn Eltoft, Institutt for fysikk og Teknologi, UiT-Norges arktiske universitet og Laurent Ferro-Famil, IETR, Universitetet i Rennes, Frankrike. Arbeidet var tilknyttet UiT sitt senter for forskingsdrevet innovasjon: CIRFA - Centre for Integrated Remote Sensing and Forecasting for Arctic Operations
Les mer:
Investigation of Sea Ice using Multiple Synthetic Aperture Radar Acquisitions (Doktorgradsavhandling i UiT sitt vitenarkiv – Munin)
Storebror ser deg (Labyrint nr. 2 2015)
Bilder fra satellitter gir presise kart over sjøisen i Arktis (UiT nyhet 2015)
