Klimaendringer og satellitter

Satellitter i polare baner kan over noe tid gi data fra alle steder på jorda. (NASA/EUMETSAT)

Når forskere skal forklare hva som skjer med klimaet, og gi prognoser for de kommende årtiene, er to ting vesentlig: modeller og målinger. Satellitter har betydning for begge. Fremdeles finnes det uløste spørsmål som satellitter kan bidra til å gi et bedre svar på. Vil økende global temperatur og påfølgende økning i fordamping føre til mer eller mindre skyer? Hvordan bidrar utslipp av aerosoler til klimaendringer? Hvor forskjellige vil utslagene bli i henholdsvis Arktis og Antarktis? Dette er områder hvor vi finner noen av de største usikkerhetene og utfordringene innen klimamodellering.

For å kunne forstå og modellere geofysiske prosesser, trenger forskerne detaljerte målinger av de parametre som modellen benytter. For dette formål bygger de gjerne forskningssatellitter.

For å gjøre langsiktige klimaprognoser (modellberegninger), trenger forskerne oppdaterte målinger over hele jorda helt fram til det tidspunkt da beregningen kjøres. Her bidrar vær- og miljøsatellitter med et vell av data.

Målingene fra ESAs tyngdefelt-satellitt GOCE vil også bidra til bedre modellering av havstrømmer. GOCE skytes opp i 2008. (ESA)

Satellittenes styrker og svakheter

I det følgende er gitt en del eksempler på klimarelaterte temaer hvor europeiske jordobservasjonssatellitter i bane eller under bygging vil kunne yte vesentlige bidrag i løpet av det kommende tiåret.

Tyngdefeltet

Når det gjelder detaljerte spørsmål om hvordan havstrømmer beveger seg og hvordan de vil kunne endre seg, er kunnskapen om jordas tyngdefelt i dag for dårlig. Den europeiske satellitten GOCE, som skal skytes opp i år, vil gi forskerne et vesentlig mer presist tyngdefelt over verdenshavene, og på den måten mer detaljert innsikt i havstrømmene. En annen tyngdefeltsatellitt, amerikansk-tyske GRACE, har i de siste par årene gitt helt nye data om hvordan jordas tyngdefelt varierer lokalt som funksjon av at isbreer kalver, is smelter og mye vann renner ned i havet langs store elver.

De europeiske værsatellittene i MetOp-serien (bildet) vil gi informasjon om skydekke, sjøtemperatur og isdekke i mange år framover. (ESA), mens den europeisk-japanske satellitten Earth-CARE vil bidra til bedre forståelse av skyer og strålingsbalansen i atmosfæren.

Havet

Dagens værsatellitter og flere forskningssatellitter gir hver dag direkte informasjon om havets overflatetemperatur. Et godt eksempel er Europas nye polare værsatellitt MetOp-A, som ble skutt opp i 2006. De identiske etterfølgerne MetOp-B og MetOp-C vil sikre datakontinuitet frem til 2020. Andre satellitter kan måle havhøyden (vannstand) globalt, og gir dermed indirekte informasjon om temperaturforholdene dypere ned i havet, fordi vann utvider seg noe når det blir varmere. Men også havets saltholdighet er viktig, og dette er en parameter som har vært vanskelig å måle fra satellitt. Med ESAs satellitt SMOS vil det fra 2008 omsider komme et instrument i rommet som kan måle saltholdighet i havoverflaten.

Gasser og aerosoler

Stadig flere forskningssatellitter kommer opp med instrumenter som kan måle atmosfærens innhold av ulike klimagasser, partikler og annen forurensning, og moderne værsatellitter kan i tillegg gjøre ozon-målinger. Dette er et svært verdifullt supplement til målinger gjort fra bakken, ballonger og fly. Det er økende interesse for aerosolenes rolle i klimasammenheng, både når det gjelder direkte absorpsjon og refleksjon av solstråling, og bidrag til skydannelse.

ADM-Aeolus skytes opp i 2009 med en meget avansert laser for å måle vindhastighet og aerosoler i forskjellige høyder. (ESA)

Is

En rekke satellitter gir i dag informasjon om polarisens utbredelse og isbreers bevegelse. Både nøyaktighet og dekningsevne vil øke ytterligere når Europas nye miljøradarsatellitt Sentinel-1 kommer opp i 2011. Direkte måling fra satellitt av havisens tykkelse har hittil vært et problem, men med ESAs kommende CRYOSAT vil forskerne fra 2009 få et helt nytt verktøy her. CRYOSATs nøyaktige radar vil registrere hvor høyt isen ligger over vannet, og dermed vil den totale istykkelsen kunne beregnes.

Skog og arealbruk

Skog og annen vegetasjon har stor betydning for CO₂-balansen. Ved avskoging av et område endres både mengden CO₂ som bindes gjennom fotosyntese, og områdets evne til å reflektere sollys. Samtidig vil en varmere og mer CO₂-holdig atmosfære kunne gi raskere tilvekst i mange eksisterende skogsområder. En rekke satellitter som kan gi detaljert informasjon om skogareal, skogbranner og skogens helse, er nå i bane rundt jorda. Ingen land kan lenger skjule nedhogging av skog nå som skogstatistikk kan kontrolleres uavhengig vha satellitter.

Det er viktig å holde øye med solas utstråling av lys og partikler i retning jorda. I dag er både amerikanske, europeiske og japanske rominstrumenter i virksomhet. Satellittene har vist oss hvor dynamisk sola er, der den plutselig ”hoster, harker og spytter” ut partikler, magnetfelt og stråling. Historisk sett har sola vært årsak til mange klimaendringer her på jorda, og data tyder på at økt utstråling fra sola bidro noe til den globale temperaturøkningen i perioden 1880-1960. Satellittmålinger tyder imidlertid på at den varmen jorda årlig har mottatt fra sola de to siste tiårene har vært ganske konstant. Vil dette vedvare eller vil sola igjen vise langtidstrender? Det vil fortsatte satellittobservasjoner kunne gi svar på. Det er også observert store variasjoner i mengden uv-, røntgen- og partikkelstråling, avhengig av solas 11-årige solflekksyklus. Slike variasjoner gir vesentlige endringer i den øvre jordatmosfæren som igjen kan påvirke klimasystemet i nedre del av atmosfæren.

Endringene i vegetasjonen på jorden overvåkes nå fra satellitter. (ESA) Satellittmåling av SO₂-utslipp fra vulkanen Etna. Målinger fra ESAs radarsatellitt Sentinel-1 vil fra 2011 bidra til detaljert overvåkning av verdens vulkaner. (ESA/DLR)

I årene framover er det planlagt flere forskningssatellitter som kan gi bedre modeller av prosessene på sola, og mer informasjon om hvordan romværet påvirker oss på jorda utover det at vi kan se nordlys. Med bedre overvåking og forbedret modellering av sola vil vi kanskje kunne forutsi mer presist hvordan solaktiviteten vil utvikle seg og dermed også hvilke bidrag den vil gi til klimautviklingen. Dersom vi er heldige, vil solas utstråling avta noe og dermed redusere effekten av den økte drivhuseffekten.

Oppsummering

Satellitter er blitt et svært nyttig verktøy i klimasammenheng, både for å bidra med daglige globale målinger og for å avklare modellmessige spørsmål. Mange av de meldingene som nå tikker inn om temperaturøkning og nedsmelting rundt om på jorda, kommer fra satellitter.

Den europeiske romorganisasjonen ESA har tatt klimaspørsmålet på alvor. En rekke europeiske satellitter er under bygging for å gi enda bedre innsikt i temperatur, havstrømmer, havis og skyer i årene framover. I tillegg intensiveres overvåkningen av sola gjennom en ny solflekksyklus i samarbeid mellom USA, Europa og Japan.

Sola er en variabel stjerne der utstrålingen varierer med en 11-års syklus med en underliggende historisk trend. De siste tyve årene viser derimot utstrålingen fra sola liten eller ingen trend. Hvordan vil sola påvirke klimaet vårt de neste hundre år? (SOHO/ESA/NASA)