Klima

Jordens klima er i konstant forandring, men i dag ændrer klimaet sig hurtigere end tidligere i historien. For at forstå disse ændringer er det nødvendigt at se Jorden udefra. Her spiller satellitter og rumteknologi en afgørende rolle.

Ved hjælp af satellitter kan forskere måle temperaturer, isens udbredelse, havniveau, skydække og atmosfærens sammensætning over hele kloden. Danmark bidrager aktivt til klimaforskningen gennem DTU Space og andre danske forskningsinstitutioner i samarbejde med internationale organisationer som ESA og NASA.
ESA

Hvorfor måler man klima fra rummet?

Satellitter kan observere hele Jorden systematisk og over lange tidsperioder. Det gør dem særligt velegnede til at:

  • måle globale temperaturændringer
  • overvåge indlandsis og gletsjere
  • følge havniveauets stigning
  • analysere atmosfærens indhold af fx drivhusgasser

Målinger fra rummet giver forskere data, som ikke kan indsamles fra Jorden alene, og som er afgørende for at forstå både naturlige variationer og menneskeskabte klimaændringer.

Viden om klimaet via satellitter

Sentinel 1 satellit. (Illustration: ESA/ATG medialab).

Satellitter, der overvåger klimaet

Flere internationale satellitmissioner er dedikeret til at overvåge Jordens klima og miljø:

  • GRACE-FO / GRACE-C (NASA/ESA)
    Måler ændringer i Jordens tyngdefelt og bruges bl.a. til at følge tab af is i Grønland og Antarktis samt ændringer i grundvand.
  • Copernicus-programmet (ESA/EU
  • Et omfattende europæisk program med satellitter, der overvåger atmosfære, have, is og landjorden.
  • Sentinel-satellitterne

Måler bl.a. havtemperaturer, isdække, vegetation, jordfugtighed og luftforurening. DTU Space bidrager sammen med andre danske institutioner til flere af disse missioner gennem instrumentudvikling, databehandling og forskning.

GRACE-missionerne og dansk forskning

En særlig vigtig klimamission er GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) og dens efterfølgere GRACE-FO og GRACE-C. Missionerne måler små ændringer i Jordens tyngdefelt, som kan afsløre, hvor der flyttes store mængder masse – fx når is smelter.

Data fra GRACE-missionerne har blandt andet vist:

  • at Grønlands indlandsis mister store mængder is hvert år
  • at gletsjere verden over trækker sig tilbage
  • at grundvandsmagasiner tømmes mange steder

Blandt andre DTU Space spiller en central rolle i analysen af GRACE-data og i den videre udvikling af missionerne. Vi har også bygget stjernekamera-baseret navigationsudstyr til GRACE-satellitterne.

Billedet viser det enorme isbjerg, A-68A, som knækkede af Antarktis I 2017. I 2020 var isbjerget på kollisionskurs mod øen Syd Georgien i Sydatlanten. Billedet er taget af Copernicus Sentinel-1-missionen. Den 25. november var det 255 km fra kysten af Syd Georgien og den 17. december, var isbjergets østlige spids kun 50 km fra øen. Den 22. december knækkede isbjerget i to dele. Isbjerge af den størrelse kan true dyreliv, herunder pingviner, sæler og krill, fordi det bl.a. kan afskære deres foderruter.(Foto: ESA/Sentinel1).
Satellitdata indgår i modeller, der bruges til at forudsige klimaudviklingen. (Video: Nasa Goddard).

Fra rumdata til klimamodeller

Satellitdata bruges ikke kun til observation, men også som input til klimamodeller, der kan simulere fremtidige klimaændringer. Ved at kombinere målinger fra rummet med data fra Jorden kan forskere:

  • forbedre klimamodellers nøjagtighed
  • forstå sammenhænge mellem atmosfære, hav og is
  • forudsige fremtidige ændringer i klimaet

Disse modeller bruges af forskere, myndigheder og internationale organisationer som grundlag for beslutninger om klima og miljø.

Overvågning af tørke og tidlig indsats

Satellitter bruges i stigende grad til at overvåge tørke og vandmangel. Ved hjælp af både optiske observationer (fx vegetationens farve og vækst) og andre målemetoder (fx jordfugtighed og tyngdefeltsmålinger) kan forskere opdage, når et område er ved at blive ramt af tørke.

Disse data gør det muligt:

  • at se, hvor en tørke er under udvikling
  • at reagere tidligere end med målinger fra Jorden alene
  • at planlægge indsatser i landbruget, fx:
    • ændret pløjning af brakbælter
    • justeret vanding
    • prioritering af vandressourcer

Satellitdata bruges derfor ikke kun til forskning, men også som praktisk beslutningsgrundlag for myndigheder og landbrug.

Lake Mead søen i Californien, USA, 2000. (Satellitfoto: NASA Earth Observatory).
Lake Mead søen i Californien, USA, 2021. (Satellitfoto: NASA Earth Observatory).
Lake Mead søen i Californien, USA, 2022. (Satellitfoto: NASA Earth Observatory).

Hav, strømme og skibsruter

Satellitter overvåger også verdenshavene og måler:

  • havoverfladens højde
  • temperatur
  • bølger og havstrømme

Disse data bruges til at udvikle modeller for strømme og bølger, som kan anvendes til at:

  • planlægge sikrere og mere energieffektive skibsruter
  • reducere brændstofforbrug og CO₂-udledning
  • forbedre sikkerheden til søs

Ved at kombinere satellitmålinger med modeller kan man optimere sejladsen og bedre forudsige forholdene på havet.

Data visualisering af verdens havstrømme som benyttes til at beregne dets globale cirkulation og klima. Havstrømme dataen bliver bl.a. indsamlet via havbøjer, rumfartøjer og satelitter. (Video og illustration: NASA Goddard).

Gennem flere årtiers grundig og dokumenteret forskning gennem bl.a satellitmålinger ved vi i dag, at:

  • Jordens klima bliver varmere
  • Ismasser og gletsjere smelter globalt
  • Havniveauet stiger

Men der er fortsat usikkerheder omkring:

  • Hvor hurtigt ændringerne vil ske lokalt og regionalt
  • Hvordan samspillet mellem atmosfære, hav og is udvikler sig
  • Hvordan klimaændringer påvirker ekstremt vejr og ressourcer

Derfor er langsigtede satellitmålinger og samarbejde mellem danske og internationale forskningsmiljøer afgørende for at forstå og håndtere fremtidens klimaudfordringer.

Visualisering af abnormaliteter af den årlige globale lufttemperatur. (Illustration: Copernicus Climate Change Service /ECMWF).