Jordfugtighed

Observationer og målinger af jordfugtighed er interessante, fordi de gør det muligt at opbygge modeller af de hydrologiske forhold på Jorden, det vil sige den måde, som vand fordeler og bevæger sig på over hele Jorden. De giver os ganske enkelt et bedre indblik i, hvordan Jordens klima opfører sig på globalt plan.

Jordfugtighedens rolle i det globale vandbudget 

Fugtigheden i jordbunden kun udgør en lille procentdel af det globale vandbudget, men den spiller alligevel en væsentlig rolle i dette.

Fx har jordbundens fugtighed stor betydning for, hvor og hvor godt forskellige planter kan gro. Og den mængde vand, planterne har til rådighed, har også betydning for, hvor godt fotosyntesen forløber, og dermed hvor godt planterne formår at fjerne CO2 fra atmosfæren. Jordbundens fugtighed spiller ligeledes en stor rolle i forbindelse med forudsigelse af vejr- og klimaforhold, og i dag udgør forskernes manglende viden om jordbundens fugtighed den største usikkerhed.

Fordi eksisterende målinger af jordfugtighed er ufuldstændige, er man i dag nødt til at gætte sig til mængden af vand, når man udarbejder klimamodeller af de hydrologiske forhold på Jorden, så for at kunne gætte mere kvalificeret er flere data nødvendige.

Måling af jordfugtighed 

Jordfugtighed kan måles fra satellit med to forskellige teknikker; en aktiv, hvor et radarsystem måler en reflekteret radarbølge, eller en passiv, hvor et radiometersystem måler den naturligt udsendte stråling ved mikrobølgefrekvenser. Radarteknikken baserer sig på, at refleksionen af radarbølger fra en jordoverflade blandt andet afhænger af jordfugtigheden. Ved at måle mængden af den reflekterede energi af radarbølgen, kan man estimere jordfugtigheden. Radarteknikken er velegnet til at foretage detaljerede målinger af jordfugtigheden på markniveau, hvorimod radiometerteknikken er god til at foretage målinger på et større område.

I sin enkelthed er et radiometer en meget følsom radiomodtager, som er i stand til at registrere og skelne de ekstremt små portioner elektromagnetisk energi, alt materiale med en temperatur over det absolutte nulpunkt udsender, når materialets molekyler reagerer med hinanden. Studier viser, at forskellige materialer udsender forskellige mængder energi, og for jordoverflader vil denne mængde bl.a. være afhængig af jordfugtigheden. 

SMOS satellitten

ESA opsender i 2009 satellitten SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity), hvor instrumentet er et mikrobølgeradiometer til måling af jordfugtighed og saltholdighed i havene. Ud over at kunne måle de ønskede parametre for Jorden, er satellitten teknologisk eksperimenterende, og den kombinerer således forskning i teknologi med forskning i naturvidenskab, og DTU Space har i den seneste årrække spillet en helt central rolle i begge dele. Senest har instituttet bidraget med omfattende eksperimenter, som verificerer og forfiner de modeller, der sammenkobler satellittens målinger med de fysiske forhold på Jorden, og som i det kommende år vil blive udvidet til at omfatte en egentlig kalibrering af satellitten og dens målinger.

Med et instrument, der efterligner målingerne fra rummet, har DTU Space udført missioner så forskellige steder som Norge, Finland, Frankrig, Spanien og Australien.

SMOS: Measuring Soil Moisture & Ocean Salinity. Photo: ESA.

Yderligere information

For yderligere information kontakt venligst professor Niels Skou.