Skiller ny og gammel is i Arktis

02.05.17 Vibeke Os

Fysiker Ane Fors har forsket på metoder som kan klassifisere havisen i Arktis og gi bedre informasjon om isen til de som ferdes i havområdene langt mot nord.

To is-typer som Ane Schwenke Fors ønsker å klassifisere raskt og effektivt via radarbilder. Til venstre vises flerårsis med smeltedammer, til høyre er det bilde av is som er relativt fersk, en istype som forskerne så beskrivende kaller «pannekakeis». Foto: Angelika Renner, Havforskningsinstituttet.

Med økende temperaturer på kloden endrer havisen i Arktis seg. For å forstå disse endringene trenger klimaforskerne mer detaljert informasjon om isen. Disse områdene er vanskelig tilgjengelig, og satellittbilder er et viktig verktøy for å overvåke endringene i havisen.  Mindre isdekke om sommeren gjør også stadig mer av de arktiske havområdene tilgjengelig for skipstrafikk, og detaljert informasjon om det Arktiske isdekke blir derfor viktigere enn før.

Sommer-is i Framstredet

Fysiker Ane Schwenke Fors skrev nylig en doktorgradsavhandling der hun optimaliserte metodene for iskartlegging til havs i Arktis og der hun særlig fokuserte på isforholdene om sommeren.

Kart over Framstredet, der området for datainnsamling er merket; den grønne linjen viser hvor helikopteret samlet inn luftprøver, havområdet markert med grå bokser ble analysert med satellittdata, stjernen viser forskningsskipet R/V Lance sin posisjon under helikopterkjøringen og den røde boksen viser hvor på den nordlige jordkulen kartutsnittet er hentet fra. Illustrasjon: Ane Schwenke Fors

 – Vi har sett på hvordan en kan skille istyper med ulike egenskaper fra hverandre i satellittbilder og da er det ikke manuell avlesning som gjelder, men klassifisering ved hjelp av automatiske dataanalyser. Særlig har vi sett på hvordan isens ruhet og tilstedeværelse av smeltedammer påvirker satellittbildet. Smeltedammer er pytter med vann som dannes oppå havisen når isen smelter. Disse har stor innvirkning på hvor mye solenergi som reflekteres av isen, og dermed hvor raskt isen smelter, forklarer hun.

 

Bilder fra to internasjonale satellitter

Bildematerialet som Fors har brukt er hentet ned fra 2 ulike satellitter som begge går i bane fra pol til pol, den kanadiske Radarsat-2 og den tyske TerraSAR-X. Satellittene skanner jordoverflaten kontinuerlig, og passerer Arktis 15 ganger i løpet av et døgn. Bildene som Fors har analysert er et resultat av Synthetic Aperture Radar (SAR) skanning av jordoverflaten.

Radarbølger speiler jordoverflaten

SAR sender mikrobølger fra satellitten og ned mot sjøisen, her reflekteres bølgene tilbake til satellitten og brukes til å konstruere bilder av sjøisen. Vinkel og styrke på den reflekterte energien kan si noe om is-type og is-kvalitet.

Figuren over demonstrerer hvordan radarbølger reflekteres forskjellig når isens overflate endres fra glatt (venstre) til ujevn (høyre). Illustrasjon: Ane Schwenke Fors

I Fors sin avhandling er SAR bildene sammenholdt med faktiske målinger utført på isen og med helikopterdata. Disse dataene er samlet inn av Norsk Polarinstitutt.

Tromsøkvinnen Ane S. Fors har tidligere tatt en mastergrad i fysikk fra Norges Teknisk-Naturvitenskapelige Universitet (NTNU). Hun har også arbeidet som Statsmeteorolog ved Værvarslinga for Nord-Norge, før hun i 2010 påbegynte doktorgraden ved UiT- Norges Arktiske Universitet. Fors jobber nå som medisinsk fysiker ved Universitetssykehuset Nord-Norge. Foto: Privat
-Kombinasjonen av satellittmålinger, bakkedata og helikoptermålinger gir oss en sjelden og unik mulighet til bedre forståelsen av hvordan SAR bilder av havisen påvirkes av isens ulike egenskaper. I oppgaven min konkluderer vi med at høyoppløselige polariserte SAR bilder kombinert med meteorologiske data kan gi oss mer presis informasjon om havis i smeltesesongen.

Ane S. Fors forsvarte sin doktorgradsavhandling 17. Mars 2017. Tittel på oppgaven var: “Investigations of summer sea ice with X and C-band multi-polarimetric synthetic aperture radar (SAR)”. Arbeidet var finansiert av Regional Differensiert Arbeidsgiveravgift (RDA) Troms, Institutt for fysikk og teknologi ved UiT, prosjektet “Casper” ved Framsentret og Senter for is, klima og økosystemer ved Norsk Polarinstitutt. Fors har vært en del av forskerskolen Barents Remote Sensing School (BARESS). Hun ble veiledet av Anthony P. Doulgeris (UiT), Torbjørn Eltoft (UiT), Camilla Brekke (UiT) og Sebastian Gerland (Norsk Polarinstitutt)

Les mer:
Bilder fra satellitter gir presise kart over sjøisen i Arktis 

Investigations of summer sea ice with X and C-band multi-polarimetric synthetic aperture radar (SAR) (PhD arbeid i UiT arkivet, Munin)


 

På Twitter   #norgesarktiske
Skip to main content