Upper ocean circulation from the Sentinel and Earth Explorer satellites - sensor synergy for advanced knowledge and understanding

Prosjektet har benyttet nye høy-oppløselige satellittmålinger til å studere havsirkulasjonen i det nordiske hav. Denne sirkulasjonen er forbundet med transport av varmt og salt atlantisk vann mot det arktiske hav og er en nøkkelkomponent i opprettholdelsen av det relativt milde klimaet i nordvestlige deler av Europa, Barentshavet og Svalbard. Sirkulasjonen har også stor betydning for den biologiske produksjonen i området. Resultat av prosjektet åpner nye muligheter for bruk av satellitt sensor synergi i studier av mesoskala dynamikk og hav-sirkulasjon. Det vil få en sentral rolle i videre forskning på Nansensenteret. Overflatestrøm fra SAR Doppler skift målingene øker både den romlige oppløsning og bruk i kystnære strøk, og vil bedre validering av havmodeller og assimilasjon i for eksempel den operative Europeiske Copernicus Marine Tjenesten. Det vil også styrke søk- og redningsoperasjoner, oljesøl håndtering og bedre informasjonstilgangen for marine operasjoner og skipsruting. Artem Moiseev skal jobbe på et nytt prosjekt ved Nansensenteret hvor metodikken skal anvendes i et ESA finansiert studie. Beregningsmetodikken vil også bli åpent tilgengelig og dermed bidra til økende bruk av SAR-basert strømobservasjoner for studier av havdynamikk og sirkulasjon. Artem Moiseev vil også ventelig forsvare sin doktorgrad i januar 2021, og gi ytterligere mulighet til å formidle metodikken og resultatene til en større forskningsgruppe.

Resultat av prosjektet åpner nye muligheter for bruk av satellitt sensor synergi i studier av mesoskala dynamikk, og få en sentral rolle i videre forskning på Nansensenteret. Overflatestrøm fra SAR Doppler skift målingene øker både den romlige oppløsning og bruk i kystnære strøk, og vil bedre validering av havmodeller og assimilasjon i for eksempel den operative Europeiske Copernicus Marine Tjenesten. Det vil også styrke søk- og redningsoperasjoner, oljesøl håndtering og bedre informasjonstilgangen for marine operasjoner og skipsruting. Artem Moiseev skal jobbe på et nytt prosjekt ved Nansensenteret hvor metodikken skal anvendes i et ESA finansiert studie. Beregningsmetodikken vil også bli åpent tilgengelig og dermed bidra til økende bruk av SAR-basert strømobservasjoner for studier av havdynamikk og sirkulasjon. Artem Moiseev vil også ventelig forsvare sin doktorgrad i januar 2021, og gi ytterligere mulighet til å formidle metodikken og resultatene til en større forskningsgruppe.

In this project, we plan to take advantage of new and historic high-resolution satellite remote sensing datasets (i.e., synthetic aperture radar, altimetry, gravimetry, SST, ocean colour) to study the upper ocean circulation in the Nordic Seas. This is associated with pole-ward transport of warm Atlantic Water to the high latitude and Arctic Ocean and is a key component in maintaining the relatively mild climate in northwestern Europe, the Barents Sea and Svalbard. The circulation also plays a key role for the biological productivity of the region, which in turn is linked to fisheries. The new GOCE based geoid and mean dynamic topography (MDT) has improved the determination of the mean ocean circulation in the Nordic Seas at spatial scales of about 100-200 km, but fails to resolve strong and narrow topographically steered currents, as well as current fronts and eddies at the transition from mesoscale to sub-mesoscale (30-10 km). Hence, we are not able to fully exploit the available datasets (two decades of SSH observations) to study the temporal variability of these small-scale features. Recent scientific achievements using Doppler shift information have, however, demonstrated the capability to retrieve sea surface current from synthetic aperture radar (SAR). We plan to further develop the geophysical retrieval algorithms needed to partition wind, wave and current effects in the SAR Doppler shift to obtain mean monthly, seasonal, and yearly 2-dimensional sea surface velocity maps in the Nordic Seas from 2002 onwards. Combination of these with the new GOCE geoid and Sentinel-3 altimeter data will enable new improved estimates of the mean dynamic topography at short spatial scales. Analyses and research taking benefit of sensor synergy is thus expected to substantially advance the quality of the information and knowledge about the Nordic Seas upper ocean circulation.