Hva i alle dager er fjernmåling?

Eller; hvordan bidrar satellitter til klimavarsling?

Syv-åtte hundre kilometer over hodene våre svever det mer enn 1000 satellitter som har til formål å overvåke forholdene på Jorda. Jordobservasjonssatellittene gir oss enorme mengder data om hvordan tilstanden er i atmosfæren, på landjorda, på sjøisen og isbreene og på havoverflaten. Ved bruk av avanserte databehandlingsmetoder omgjøres satellittobservasjonene til såkalte verdier av temperatur, saltholdighet, havnivå, klorofyll, vind, bølger, havstrømmer, og sjøisdekke, -tykkelse, -drift og -utstrekning.

Når det skal gjøres beregninger av fremtidig havtilstand, sjøisforhold eller klima, brukes numeriske modeller, som er store dataprogram basert på matematiske beskrivelser av sammenhenger i naturen. Observasjonsdata fra satellitter kan mates inn i slike modeller for å forbedre nøyaktigheten, og gjennom dette øke kvaliteten på modellberegningene. Modellene kan regne fremover i tid, og resultatene kan presenteres i form av varsler for et bestemt område.

Varslene vil aldri kunne bli mer pålitelige eller presise enn kvaliteten på verktøyene, hvilke observasjonsdata som er tilgjengelig, og  metodene som benyttes til å produsere dem. Mye av forskningen ved Nansensenteret dreier seg rundt omregning av satellittobservasjoner til geofysiske verdier, som kan inngå i dataassimilasjon og brukes til å forbedre beregningsmodellene, slik at disse kan beskrive fremtidige forhold med stor grad av nøyaktighet. Det forskes også på hvordan vi ved hjelp av kunstig intelligens kan hente ut nye typer data fra satellittmålinger, og finne nye anvendelsesområder for data innhentet via satellitter. Eksempler på dette er klassifisering av sjøisalder og -tykkelse, havnivåendringer i kyststrøk, og beregning av overflatestrømmer i havet.

Modellforbedring

Metoden som benyttes for å ta observasjonsdata inn i modeller heter «Ensemble Kalman Filter – EnKF», som i korthet går ut på at en gjør en rekke modellberegninger (lager et ensemble), og ut fra disse finner statistiske sammenhenger mellom ulike geografiske områder og ulike variabler i modellen. Dermed kan observasjonsdata i et bestemt punkt brukes til å forbedre modellen over et større område.

Tilknyttete fagområder

Prosjekt

Oppdragsgiver: Mercator Ocean International
Prosjekteier: Nansensenteret
Prosjektleder ved Nansensenteret: Laurent Bertino
Oppdragsgiver: Mercator Ocean International
Prosjekteier: Nansensenteret
Prosjektleder ved Nansensenteret: Anton Korosov