Når vinden rigtig tager fat hen over havisen uden for Cambridge Bay i det nordlige Canada, føles temperaturen som minus 40 grader.
Forskere i vintertøj bevæger sig rundt mellem radarer, boreudstyr og måleinstrumenter placeret på det frosne hav. Master og antenner er placeret direkte på isen. Over dem passerer satellitter i kredsløb om Jorden, mens forskningsfly og helikoptere krydser hen over området i lav højde.
Her nord for polarcirklen i Nunavut-territoriet har forskere fra DTU Space de seneste måneder været en del af en stor international målekampagne på havisen. Det sker i et samarbejde mellem Den Europæiske rumorganisation ESA samt NASA og canadiske partnere.
Arbejdet skal gøre forskere bedre i stand til at overvåge udviklingen i Arktis fra rummet og forstå, hvordan sne og havis ændrer sig i takt med klimaforandringerne.
Efterhånden som havisen svinder ind som følge af den globale opvarmning, er nøjagtige målinger af dens tilbagegang nemlig blevet vigtigere end nogensinde. Og for at få et helt præcist billede skal der måles på selve havisen.
”Når havisen ændrer sig så hurtigt, som vi ser nu, bliver det afgørende, at satellitterne kan levere pålidelige målinger over lange tidsperioder. Derfor er vi nødt til at forstå helt præcist, hvordan sne og is påvirker satellitternes signaler,” siger lektor Rasmus Tage Tonboe fra DTU Space, der en af lederne af feltkampagnen.
Målingerne på isen er blevet kombineret med observationer fra fly og satellitdata. Flyene har fløjet de samme ruter, som satellitterne dækker, mens forskerne samtidig er blevet bragt ud på havisen med helikopter for at foretage detaljerede målinger direkte på isen nedenunder.
Alle data samles nu i et omfattende referencedatasæt, som skal bruges til at forbedre modeller og metoder bag fremtidens satellitmålinger af blandt andet havistykkelse, snedybde på isen og havisens udbredelse.
Central rolle for DTU
Bag kampagnen står ESA-projektet ’SUPFIX-POLAR CEMSIE’ (Copernicus Expansion Missions Sea Ice Experiment), hvor forskere og ingeniører fra Europa, Canada og USA samarbejder om at udvikle mere præcise metoder til satellit-målinger af de polare områder.
DTU Space spiller en central rolle i projektet.
”Vi laver målinger på isen, fra fly og fra satellitter samtidig. Det giver os et helt unikt datasæt, hvor vi kan sammenligne observationerne direkte og forstå, hvordan satellitterne ser sne og havis,” siger Rasmus Tage Tonboe, som er medansvarlig forskningsleder (Co-PI, Co-Principal Investigator) på CEMSIE-projektet.
På den måde opnås i sidste ende mere præcise målinger og dermed bedre modeller for havisens udbredelse.
Rasmus Tage Tonboe er en del af DTU Spaces hold bestående af seks eksperter på denne kampagne. Han har selv opholdt sig et par måneder i det barske område, hvor temperaturen når ned på omkring 20-30 minusgrader.
Eksperterne fra DTU Space har blandt andet stået for målinger direkte på isen og planlægningen af flere af de flyruter, der skulle koordineres med satellitternes overflyvninger af området.
Kampagnen er primært finansieret af Den Europæiske Rumorganisation ESA og skal understøtte kommende europæiske Copernicus-missioner målrettet de polare områder. Blandt dem er ESA’s kommende CRISTAL-satellit, der skal måle tykkelsen af havis og sne i Arktis og Antarktis.
Men før satellitterne kan levere præcise data fra rummet, skal forskerne forstå, hvordan signalerne påvirkes af sne, is, temperatur og saltindhold på overfladen.
Det er netop det arbejde, der foregår på isen ved Cambridge Bay.
Is og sne på havet undersøges lag for lag
Gennem flere uger har forskerne dagligt bevæget sig ud til måleområderne på havisen.
Her har de boret gennem sne og is og undersøgt forholdene nøje lag for lag. Der er målt temperaturer, snedybde, istykkelse, sneens og isens tæthed, struktur og saltindhold.
”Det særlige ved kampagnen er den tætte koordinering mellem satellitterne, flyene og målingerne på isen. Vi prøver at observere de samme områder samtidig med mange forskellige instrumenter,” siger postdoc Renée Mie Fredensborg Hansen fra DTU Space, der har fungeret som koordinator for aktiviteterne på isen, i luften og fra helikopter.
Målingerne udføres ved hjælp af blandt andet radarer (altimetre/højdemålere), mikrobølgesensorer og lasersystemer.
Netop saltet i sneen er vigtigt, fordi det påvirker, hvordan mikrobølgesignaler udsendt fra satellitter trænger ned gennem sneen og reflekteres tilbage mod satellitterne.
Under kampagnen observerede forskerne blandt andet, hvordan salt fra havisen bevægede sig op i sneen, en proces kendt som ’brine migration’.
”Det er nogle af de processer, som påvirker, hvordan mikrobølgerne interagerer med sneen og isen. De kan have stor betydning for, hvordan vi tolker målingerne fra rummet,” siger Renée Mie Fredensborg Hansen.
Tre forskellige flykampagner deltog i målingerne over Cambridge Bay. ESA opererede den del, der kaldes CRISTALair, som fløj med radar-altimetre i Ka- og Ku-båndområdet samt laserskanner og kamera.
”CRISTALair er et nyt flybåret instrument, der svarer til det, ESA efter planen sender i rummet næste år med CRISTAL-satellitten for at måle snedybden på havis,” forklarer seniorforsker Henriette Skourup. Hun har været forskningsleder (PI, Principal Investigator) på CRISTALair-flyvningerne og medansvarlig forsker (Co-I, Co Investigator) i CEMSIE-projektet.
”DTU Space gennemførte den første testkampagne i september 2025 og indsamlede samtidig et unikt datasæt under CEMSIE-projektet, som skal bruges som reference til at kalibrere og validere målinger fra både flyinstrumentet og den kommende satellitmission”.
Desuden har NASA under den aktuelle kampagne fløjet med mikrobølgeradiometre og en sne-radar, mens eksperter fra det tyske Alfred Wegener Institute og canadiske kolleger bidrog med yderligere flybaserede radar- og lasersystemer.
Krævende forhold på det frosne hav
Forskerne arbejdede på havisen i ugevis, mens vejret skiftede mellem hård frost, kraftig vind og perioder med lidt mildere vejr.
Isens udbredelse varierer naturligt over året med størst udbredelse om vinteren i Arktis og mindst i slutningen af den arktiske sommer. Lige nu er sommeren så småt på vej.
”Den landfaste førsteårs havis var ved starten af kampagnen cirka 1,8 meter tyk ved vores hovedlejr nær land, med 11–14 centimeter is hævet over havets overflade og et snedække på omkring 11 centimeter. Men overfladen ændrede hurtig struktur, da der kom omslag i vejret med omfordeling af snedækket og mere varme,” fortæller Renée Mie Fredensborg Hansen.
For forskerne er netop de hurtige ændringer vigtige at forstå. Satellitterne skal kunne måle havisens udvikling præcist gennem hele sæsonen. Også når sne og is ændrer sig hurtigt.
Havisen er halveret siden 1970’erne
Ifølge opgørelser fra NASA er udbredelsen af den arktiske havis næsten halveret siden satellitmålingerne begyndte i 1979.
Sommerhavisens udbredelse lå dengang på omkring 7–8 millioner km² i september, mens der i 2025 blev målt cirka 4,6 millioner km². Det laveste niveau blev registreret i 2012, hvor havisen kun dækkede 3,4 millioner km².
Samtidig er den gamle ’flerårs-is’ blevet markant mindre udbredt og erstattet af yngre og langt tyndere is. Dermed er hele havisens økosystem blevet mere skrøbeligt.
”Arktis forandrer sig markant, når havisen svinder ind. Tabet af havisen bidrager blandt andet til, at temperaturstigningerne i Arktis er fire gange højere end det globale gennemsnit. Det har globale konsekvenser for temperaturer, havniveauer og andre dele af klimasystemet og økosystemerne. Dermed påvirkes livsbetingelserne for mennesker i både Arktis og resten af verden,” siger Rasmus Tage Tonboe.
Selv om store dele af feltkampagnen nu er afsluttet, fortsætter arbejdet. Forskerne er begyndt at pakke lejren ned og sende udstyr hjem fra Arktis, mens analyserne af de enorme datamængder først lige er begyndt.
For mange af deltagerne vil det tage måneder, måske år, at gennemgå alle målingerne fra isen, flyene og satellitterne.
Og selv om store dele af arbejdet med at forstå fremtidens Arktis kan udføres fra et kontor ved hjælp af data fra satellitter, kræver nøjagtige modeller stadig feltarbejde, hvor mennesker sendes ud på isen for at måle lige præcis dér, hvor den dannes.
Også seniorrådgiver Sine Munk Hvidegaard, ph.d.-studerende André Emil Toft Jensen og postdoc Kristina Belinska fra DTU Space deltog i målekampagnen i Arktis.
