Rumteknologi

Isen smelter, havet stiger - sådan følger forskerne forandringerne

Isen smelter i Grønland. Men hvor meget og hvor hurtigt, og hvad betyder det for havniveauet? For at finde svar udnytter forskere målinger, der er afhængige af rumteknologi.

Med data fra 61 gps-stationer placeret på det grønlandske fjeld kan forskere beregne indlandsisens tab af is. Foto: DTU

tirsdag 10 december 2024

Lotte krull

Stiger havet 20 cm eller 3 meter frem mod år 2100? Indlysende nok er det et spørgsmål, som kunne være interessant at få besvaret. Hvis man skal forudsige havets niveau om 75 år, kræver det præcise beregninger og korrekte modeller af isens afsmeltning fra bl.a. Grønland. For at det kan lade sig gøre, har forskere brug for valide data – og fotos også. Alt det kan hentes hjem ved hjælp af rumteknologi.

I snart 20 år er det lige præcis det, professor Shfaqat Abbas Khan fra DTU Space har udnyttet, når han sammen med sine kolleger har publiceret den ene forskningsartikel efter den anden om afsmeltningen af indlandsisen i Grønland. Gentagne gange har forskerne stået bag ny viden om omfanget af isens afsmeltning, hastigheden, hvormed det sker, accelerationen af afsmeltningen samt de ændringer i landskabet, det medfører.

Hvor meget af denne viden ville have set dagens lys, hvis ikke vi havde haft rumteknologi?

”Intet,” lyder det korte svar fra Shfaqat Abbas Khan.

”Vi er dybt afhængige af rumteknologi for at kunne observere ændringer af is, vand og land,” uddyber professoren.

Gps følger fjeldet

I 2023 blev Shfaqat Abbas Khan sat i spidsen for Center for Ice-Sheet and Sea-Level Predictions (CISP), der med en bevilling på 37 mio. kr. fra Novo Nordisk Fonden samler forskere fra De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland, Københavns Universitet og det amerikanske Dartmouth College. Frem til 2029 vil forskerne bruge mange forskellige rumobservationer til at studere smeltning af is, ikke kun i Grønland, men over hele kloden, dvs. også afsmeltningen fra begge poler samt bjergenes gletsjere. Med den viden skal forskerne udvikle nye modeller, der forudsiger stigninger i havniveauet.

En kerneteknologi i Shfaqat Abbas Khan og kollegers forskning i afsmeltningen af den grønlandske iskappe har gennem mange år været netværket GNET, der består af 61 gps-stationer fordelt langs Grønlands kyster. GNET ejes af Klimadatastyrelsen under Klima-, Energi- og Forsyningsministeriet.

Gps-stationerne udnytter signaler fra gps-satellitter, og stationernes placering på det grønlandske fjeld gør det muligt at følge ændringer i fjeldets højde med en præcision helt ned til 1/10 millimeter. Det har ført til studier, der har påvist, hvor meget det grønlandske fjeld hæver sig. Det er interessant at følge, for når indlandsisen ovenpå smelter, lettes trykket på fjeldet, der dermed løfter sig.

I starten af 2024 viste nye resultater, at der visse steder var tale om en hævning på helt op til 20 cm over tiårsperioden 2013-2023.

Professor Shfaqat Abbas Kahn på en af sine ture til indlandsisen i Grønland. Foto: DTU — Professor Shfaqat Abbas Kahn fra DTU Space på en af sine ture til indlandsisen i Grønland. Foto: DTU

Fjeldet hæver sig alligevel

Man kan dog ikke oversætte fjeldets hævning direkte til, hvor meget indlandsis der smelter i disse år. Det skyldes, at landområder, der under den sidste istid var tynget af store iskapper, stadig er ved at hæve sig – et fænomen, der kaldes for postglacial landhævning.

Den proces har seniorforsker Valentina Barletta – kollega til Shfaqat Abbas Khan og en del af forskerstaben i CISP – forsøgt at tage højde for i studierne af Grønland.

”Jorden opfører sig lidt som en madras af memory foam: Når du rejser dig op, så efterlader du et aftryk, og der går lidt tid, før materialet har fundet sin form igen. På Jorden betyder det, at vi stadig har landmasser, der er ved at ’rette sig ud’ efter den sidste istid,” forklarer Valentina Barletta.

Det betyder, at hvis man vil bruge målinger af fjeldets hævning som et udtryk for, hvor meget is der smelter lige nu, så er det nødvendigt at korrigere de målinger med et estimat på den postglaciale landhævning, der ville hæve fjeldet under alle omstændigheder.

Ved at bruge gps-stationerne på denne måde kan vi følge afsmeltningen af Grønlands indlandsis dag for dag.

Seniorforsker Valentina Barletta DTU Space

Daglig overvågning af isen

Valentina Barletta fik den idé at udnytte hele netværket af de grønlandske gps-stationer som ét instrument, der samlet registrerer hele fjeldets bevægelse opad. Man kan sige, at forskerne dermed ’forvandlede’ hele det grønlandske grundfjeld til en slags vægt, der vejer den is, den mister. Da man i forvejen er i stand til at følge afsmeltningen af den grønlandske indlandsis bl.a. ved hjælp af data fra GRACE-satellitterne, kunne forskerne holde data fra henholdsvis GRACE og gps-stationerne op mod hinanden. Det har sat dem i stand til at isolere den hævning af fjeldet, som er forårsaget alene af den postglaciale landhævning.

Nu var det muligt at se, hvor mange millimeter fjeldet så hæver sig som følge af den nuværende afsmeltning af isen. Det har ført til, at forskerne har kunnet melde ud, at hver gang fjeldet (som samlet landområde) hæver sig 1 mm, svarer det til, at 54 mia. ton af indlandsisen er smeltet. Forskerne har også kunnet udregne, at Grønland i øjeblikket mister ca. 5 kubik-kilometer is om ugen.

”Ved at bruge gps-stationerne på denne måde kan vi følge afsmeltningen af Grønlands indlandsis dag for dag, og vi kan dermed bedre overvåge tabet af ismassen året rundt. Det vil bidrage til, at vi kan udregne mere præcise estimater for, hvor meget smeltevand den grønlandske iskappe bidrager med til de globale havstigninger,” siger Valentina Barletta.

Fakta

Fire måder at overvåge isen på:

Satellit-altimetri

Satellitter kan måle højden på en overflade, en metode, man kalder for altimetri. Man kan måle højden på både indlandsisen og havet. Det foregår ved, at en satellit sender et radar- eller lasersignal ned til Jorden og måler derefter tiden, det tager for signalet at blive returneret. Ved kendskab til hastigheden af signalet oversættes den målte tid til en afstand mellem satellitten og overfladen.

Gps

Med GNET’s 61 gps-stationer på det grønlandske fjeld, hele vejen rundt om Grønland, kan forskerne følge, hvor meget fjeldet hæver sig. Det kan omregnes til, hvor meget af indlandsisen der smelter. DTU-forskerne har sat yderligere gps-stationer, bl.a. 200 km inde på isen i Nordøstgrønland.

Tyngdefeltsmålinger

GRACE-satellitterne måler Jordens tyngdefelt. Tyngdekraften varierer på Jorden, og isen, der smelter i polarområderne, giver så store ændringer i den lokale tyngdekraft, at det kan detekteres med GRACE-satellitterne.

Fotos

Med satellitfotos kan isens bevægelser følges, f.eks. i Grønlands bræer. Ved at bestemme hastigheden kan man beregne, hvor meget is der strømmer ud i havet, og om denne hastighed er stabil eller accelererer.

Kilde: Professor Shfaqat Abbas Khan

Tema

Rumteknologi

DTU har en international styrkeposition inden for rumteknologi, og det er et område med øget fokus fra både regeringen og erhvervslivet. Rumforskning giver os nemlig ikke blot en bedre forståelse af universet, men også af vores egen planet.

DTU forsker i en lang række områder inden for rumteknologi, bl.a. udforskning af universet, klimaovervågning og sikkerhed. DTU har også udviklet instrumenter og udstyr til en lang række missioner til rummet.

Læs mere om rumteknologi.

Kontakt

Shfaqat A Khan Professor Telefon: 45259775 sakh@dtu.dk

Valentina Roberta Barletta Seniorforsker vrba@dtu.dk