Centre for Integrated Remote Sensing and Forecasting for Arctic Operations (CIRFA)

SFI CIRFA startet opp i september 2015 med en visjon om å bli et ledende internasjonalt forskningssenter innen fjernmåling, som ville bidra til mer effektive og tryggere industrielle operasjoner i Arktis. Forskningen ble innrettet bredt, og inkluderte forskning på algoritmer knyttet til fjernmål av hav, sjøis og isfjell, og marint oljesøl, samt utvikling av droneteknologier, numeriske modeller og assimileringsmetoder. I tillegg deltok senteret i forkningstokt og organiserte feltkampanjer for å samle inn in-situ-data for kalibrering og validering, og viste gjennom demonstrasjoner av informasjonsprodukter nytten av senterets aktiviteter for sluttbrukere involvert i arktiske operasjoner. CIRFA har bidratt til å styrke kunnskapsutvikling og innovasjon innen arktisk fjernmåling. Forskningen har resultert i teknologier som forbedrer situasjonsforståelse og beslutningsstøtte i arktiske operasjoner, og dergjennom trygger mennesker, utstyr og miljø. Mer spesifikt har forskningen på algoritmer muliggjort automatisk generering av høyoppløselige sjøiskart, gitt mer pålitelige isfjelldeteksjoner, bedre satellittbaserte estimater av vind, bølger og strøm, og forbedrede algoritmer for overvåkning og karakterisering av marint oljesøl. Forskningen på numeriske modeller har resultert i en mer høyoppløselig varslingsmodell for Barentshavet og bedre driftvarslinger for marint oljesøl. Droneaktivitetene har bidratt til nye teknologier for navigasjonsstøtte for skip i isbelagte farvann og muligheter for å samle inn mer høyoppløselig informasjon til støtte for industrielle operasjoner i Arktis. CIRFA-teamet publiserte nesten 150 vitenskapelige journalartikler, noen med ganske høye siteringsrater, og bidro i betydelig grad til internasjonale konferanser innenfor forskningsfeltet. Opplæring og utdanning var viktige aktiviteter i CIRFA. Masterstudenter, PhD-kandidater og postdoktorer har dratt nytte av kurs, seminarer, forskningstokt og feltarbeid. Kontakten med partnere fra offentlig og privat sektor har gitt unge forskere bevissthet om betydningen av forskning og innovasjon i møte med faktiske utfordringene i Arktis. CIRFA har utdannet nærmere 50 masterstudenter, 22 PhD-kandidater og mange unge forskere, hvorav de fleste har lykkes med å sikre seg relevante jobber i Norge. I tillegg støttet CIRFA internasjonal utveksling ved å tilby praksisplasser til utenlandske studenter som ville jobbe på senteret. Aktivt internasjonalt samarbeid var viktig gjennom hele CIRFAs levetid. Senteret samarbeidet med fremragende forskningsmiljøer i Europa, USA, Canada, Japan og Russland (sistnevnte frem til mars 2022). Et godt eksempel på dette er forskningstoktet ‘CIRFA-2022 Cruise’ til øst-kysten av Grønnland, hvor 33 forskere fra 17 nasjoner deltok. Senteret hadde også bilaterale samarbeids- og datadelingsavtaler med store romfartsorganisasjoner som NASA (USA), JAXA (Japan), ESA (Europa), CSA (Canada) og DLR (Tyskland). Ved at Norge er medlem av den europeiske romfartsorganisasjonen ESA, og deltaker i flere av EUs romprogrammer; Copernicus, Galileo og EGNOS, gis norsk industri muligheter i det europeiske og globale markedet, og norske forskere og brukere får fri tilgang til satellittdata. CIRFAs arbeid har bidratt til at den enorme mengden av satellittdata som samles inn av ESA-satellitter over norske og arktiske områder, i større grad blir omgjort til nyttig informasjon og kunnskap til gagn for det norske samfunnet. Senteret var med på å generere en bred portefølje av nye, assosierte forskningsprosjekter, samt initiere nye nasjonale jordobservasjonsinitiativ, som vil videreføre og videreutvikle fjernmålingsteknologier, både knyttet til arktiske anvendelser, men også for bruk innenfor andre områder av samfunnet. CIRFA ble avsluttet 31. Desember, 2023.

CIRFA joined a strong Earth Observation community in Tromsø and expanded this environment. The center has accumulated extensive knowledge, reflected in a noteworthy publication record. In addition, it has produced datasets and algorithms that are valuable for the scientific community beyond the project's duration. Finally, many of CIRFA`s innovative outcomes are being implemented at user partners. Through CIRFA`s innovative and transdisciplinary character, UiT's Earth Observation Laboratory has significantly expanded in activity and personnel as well as connections to related research projects. CIRFA researchers were engaged in teaching and supervision at UiT. Many former students, PhD or PostDocs transitioned into careers with CIRFA partners, ensuring recruitment and knowledge transfer. CIRFA has played a pivotal role in training remote sensing and data analysis professionals, with a culture of attentiveness to the needs of stakeholders and society. Graduates, equipped with interdisciplinary and innovative skills, pursue diverse careers in academia, industry, or the public sector. Their future careers hold the potential to translate into the development of new and more valuable services and products. CIRFA colleagues were engaged in science communication, promoting satellite technology as part of STEM subjects and aid younger generation`s career choices. When former WP 3 leader Prof. Camilla Brekke has assumed the role of Prorector for Research and Development at UiT, Arctic satellite remote sensing entered UiT`s strategy towards 2030. CIRFA has successfully refined the toolbox at hand for situational awareness in the maritime sector: Improved weather, drift and wave forecasts in the Barents 2.5 and Open Drift models are valuable for drift trajectories of sea ice, ice edge, icebergs, as well as oil spill drift forecasts and for search and rescue in Arctic waters. The Ice Service at MET Norway is incorporating CIRFA's sea classification, iceberg and fjord ice information into its operational service. This enhances situational awareness and decision-making for navigation, benefiting both professional maritime activities and public leisure activities. KSAT and NOAA are integrating the ‘damping ratio’ in their operational oil spill detection services. This allows identifying where oil slicks are thickest. Enhanced drift estimates provide insights into the movement and speed of an oil slick. This detailed information facilitates precise and effective clean-ups. During CIRFA, drone products were developed to expand their operational window Arctic environment, remotely measure snowpack parameters (UWB Radar), and a new real-time operational support system was developed to aid navigation decisions and route planning in polar waters (NLive). A former CIRFA PhD candidate`s career path has led to initiating the UAV Icing Lab at NTNU in Trondheim and the spin-off company UBIQ Aerospace.

The maritime industry, i.e. companies in the oil & gas sector, shipping industry, and fisheries, faces new challenges in the High North related harsh weather and sea ice, darkness, and remoteness. Hence, safe and environmentally sound future maritime operations in Arctic areas put new demands on monitoring and forecasting technologies with respect to accuracy, spatial and temporal resolution, reliability, robustness, and automation. Remote sensing (RS) from satellites, airborne platforms and numerical forecast models are and will be the key tools to achieve this. The Centre shall develop new technology and systems for maritime surveillance and forecasting in the Arctic by combining multi-platform remote sensing, surface based measurements and numerical short-term forecast modelling. The research and innovation work has been organized into seven work packages: "Ocean RS", "Sea ice, iceberg and growler RS", "Oil spill RS", "RPAS technology", "Drift modelling and prediction", "Data collection and field work", and "Pilot service demonstration". CIRFA will be organized as a Centre of Research-based Innovation (SFI), with a Centre Board and a Centre Management Team lead by a Centre leader. The SFI will have a Scientific Advisory Board and an Innovation Advisory Board. The SFI will have extensive education activities on all levels, from PhD and master degrees, to brief courses, seminars and workshops. CIRFA will have strong focus on education, and expect to produce around 18 PhDs within its period of operation. An extensive dissemination program shall ensure communication of scientific results, activities, events and achievements to the partners, the scientific community, collaborators and external stakeholders, as well as to the general public. CIRFA has established contacts and collaboration with a large network of acclaimed national and international research partners and industry.