Vi kan studere effekten av klimaendringer med satellittovervåking av endringer i havis, grunnvann og vannstrømninger. Teknikken med å overvåke slike jordmasser er demonstrert i et ph.d.-arbeid ved NTNU der satellittmålinger er benyttet for å studere endringer av Grønnlandsisen, Golfstrømmen og grunnvannsstanden i Midtøsten.
Global oppvarming gir klimaendringer som får konsekvenser for det bygde miljø. For Norges del gir det behov for tilpasning av bygg, anlegg og infrastruktur til tøffere klimaforhold. Men hvordan vil klimaendringene være og hvordan skal vi tilpasse oss de endrede påkjenningene? Studier av jordens massefordeling er viktig nettopp for bedre å forstå klimaendringer og konsekvensene. Den mest permanente massetransporten og dens omfordeling skjer ved havsirkulasjon, vannstrømning mellom ulike vannreservoarer, issmelting og havnivåendring (se figuren under).
Massetransport og klimaendringer. Illustrasjon: NTNU
Gravitasjonsmålinger fra satellitt
Jordens gravitasjonsfelt er et produkt av massefordelingen. Massedistribusjon er i stadig endring. Ph.d.-studiet utført av Dr. Gholamreza Joodaki ved Geomatikk NTNU omhandler estimering av dagens massetransport og dens omfordeling ved hjelp av observasjoner fra satellittprosjektet Gravity Recovery and Climate Experiment (GRACE). GRACE er et satellittprosjekt gjennomført av den amerikanske romorganisasjonen NASA og det tyske romsenteret DLR i fellesskap.
GRACE er tvillingssatellitter som foretar detaljerte målinger av jordens gravitasjonsfelt. Målingene gir sterkt forbedret kunnskap om jordens gravitasjonsfelt og dets egenskaper. Variasjoner i massedistribusjonen forårsaker endringer med tiden i jordens tyngdekraft. Masseendringene gir utslag på tyngdekraften, som kan observeres av satellitter. GRACE sporer endringer i jordens tyngdefelt med en oppløsning fra globale skalaer og ned til noen få hundre kilometer. Observasjonene fra GRACE har tilstrekkelig oppløsning og nøyaktighet til å studere variasjoner i grunnvann, ismasseendringer i polare strøk og havets masseendringer.
PhD-studiet ved Geomatikk ble utført over tre store testområder: Grønland for å undersøke ismasseendringer, Norskehavet for å se på utviklingen av Golfstrømmen og Midtøsten for å studere overforbruket og nedgangen i grunnvannslagring.
Akselerert nedsmelting av Grønlandsisen
Satellittmålinger over en 10 års periode (2002-2012) viser at Grønland har mistet ismasse. Netto ismassebalanse er estimert til -183 ±11 gigatonn per år i denne perioden, noe som tilsvarer en havnivåstigning på 0,51 ± 0,03 mm per år. Den romlige fordelingen av ismasseendringene viste store massetap i kystområdene og en liten masseøkning inne på isen. Et klart massetap ble også observert å spre seg langs nordvestkysten. Endringene har pågått siden 2007. Og mest alarmerende; resultatene viser at massetapet av Grønlands innlandsis ikke er konstant, men akselererer med tiden. Akselerasjonen er beregnet til -32 ± 6 gigatonn/år2.
Robust Golfstrøm
Vi her oppe i nord er helt avhengig av Golfstrømmen, som bringer oss varmt vann fra Karibia og tar med seg kaldt vann fra arktiske strøk sørover igjen. Satellittobservasjoner over en 10 års periode av den nordatlantiske delen av Golfstrømmen, viser at strømsystemet ser meget robust ut. Golfstrømmen er ikke blitt svekket av den globale oppvarmingen. Vi så små svingninger, men det skal åpenbart en mer ekstrem issmelting til for at dette vil påvirke Golfstrømmen.
Tapt grunnvann i Midtøsten
Resultatene fra satellittmålinger av vannreservoarer i Midtøsten i over 10 år viser en stor negativ trend. Studien har konkludert at det meste av vanntapet skyldes en nivåsenking av grunnvannet. Konklusjonen er også støttet av lokale målinger. Ved å fjerne de naturlige variasjonene i grunnvannsnivået spådd av modeller, har vi vist at over halvparten av grunnvannstapet kan tilskrives menneskelige uttak.
Denne bloggposten er skrevet av professor Hossein Nahavandchi og amanuensis Terje Skogseth
– institutt for bygg,anlegg og transport