PermaSAR: SAR detection of permafrost landscape changes in northern Norway and on Svalbard

En av hovedoppgavene i forskningsrådsprosjektet PermaSAR er å bruke satellitt radar-interferometri (InSAR) til å produsere kart som viser bevegelse av bakken i områder med permafrost, og å karakterisere sesongmessige fryse- og tineprosesser. I august 2013 installerte Norut en stasjon for å overvåke jordsig (solifluksjon) på Nordnesfjellet. Målestasjonen vil gi unik informasjon om bevegelser i jordlaget, både horisontalt og vertikalt. Totalt eksisterer det fem slike målestasjoner for solifluksjon på verdensbasis, alle i Norge. Mange av de ustabile fjellpartiene som er kjent til nå befinner seg i områder med sporadisk eller kontinuerlig permafrost. Tilstedeværelse av permafrost er dokumentert som en kontrollerende og drivende faktor for bevegelseshastighet av ustabile fjellsider Blikra and Christiansen (2012). Deres funn viser at det i dype sprekker kan utvikles lokal permafrost. I august 2014 installerte Norut temperaturloggere og kamera for å overvåke sprekkesystemer i de ustabile fjellpartiene Gamajunni 3 i Manndalen og Ádjit øst for Skibotn. Det ble plassert ut 4 stk viltkamera som overvåker sprekkesystemer internt i de ustabile fjellpartiene. Vi ønsker å se hvordan temperaturen i sprekkene påvirkes med tanke på om de er dekket av snø eller ikke og om dette styrer bevegelseshastigheten. Temperaturmålingene i mindre sprekker gjøres ved små temperaturloggere som senkes ned i sprekker i det ustabile fjellpartiet. Som en del av det regionalt forskningsfond Nord-Norge finansierte Fjellradar prosjektet gjennomføre Norut i 2012 og 2014 kampanjer med et bakkebasert radarsystem for å måle bevegelseshastigheter på Gamajunni 3 og Ádjit. Sammen med høyoppløselig InSAR data vil disse datasettene gi et unikt bilde av romlige og temporære bevegelsesmønstre i de ustabile fjellpartiene. Målet er å relatere disse bevegelsesmønstre til observerte temperaturvariasjoner. Det vil da være mulig å lære mer om sammenhengen mellom permafrost og aktiv massebevegelse. I 2014 ble radarsatellitten Sentinel-1a, som er en del av det europeiske Copernicusprogrammet, skutt opp. Denne satellitten vil gi nye unike muligheter for storskala kartlegging og overvåking av prosesser knyttet til permafrost. Resulatatene oppnådd i PermaSAR vil danne viktig grunnlag for videre operasjonalisering av permafrostfjernmåling via Sentinel-programmet.

Many potential environmental and socioeconomic impacts of global climatic change are associated with permafrost. The effects of climatic change on permafrost, and the seasonally thawed layer, can severely disrupt ecosystems and human infrastructure and po tentially intensify global warming. Permafrost degradation may affect slope stability, and in order to evaluate certain geohazards, improved permafrost knowledge is essential. The scientific objective is to increase the understanding of climate change ef fects on permafrost landscapes through satellite interferometric SAR (InSAR) information retrieval studies in combination with high-resolution field studies of selected widespread permafrost landforms. The technical objective is to develop and validate ad vanced information retrieval approaches for temporal analysis of high-resolution satellite InSAR data from the Radarsat-2 (Ultrafine mode) and TerraSAR-X sensors. Geographically the research will be done in the arctic parts of northern Norway and Svalbar d, where we can study both comprehensive continuous permafrost landscapes with a large diversity of permafrost landforms (Svalbard) and of sporadic permafrost occurring in the special character topography of large unstable rock slopes (northern Norway). T his combination is then largely covering all types of terrestrial permafrost on Earth. Ground based field measurements will be used to validate the InSAR data, and we aim to use the InSAR displacement data to upscale the in-situ point measurements from t he existing permafrost research infrastructure on Svalbard. The project will collaborate with the University of Fairbanks permafrost remote sensing group and the Radar interferometry group at Stanford University.