Tilbake til søkeresultatene

ROMFORSK-Program for romforskning

Sea Ice Deformation and Snow for an Arctic in Transition

Alternativ tittel: Havisdeformasjon og snø i et Arktis i endring

Tildelt: kr 9,6 mill.

Prosjektnummer:

287871

Prosjektperiode:

2019 - 2024

Midlene er mottatt fra:

Samarbeidsland:

SIDRiFT skal kartlegge hvilken rolle deformasjon av havis og snø på is har i et stadig skiftende Arktisk klima. Mengden og fordelingen av skrugarder (opphoping av isblokker), issprekker og snø kan ha stor effekt på tilveksten av is om vinteren, men også på smeltningen av havisen om sommeren i arktiske områder. Dette igjen vil kunne ha betydelig innvirkning på klima og navigasjon utover i vintersesongen. Havisen i Arktis blir stadig tynnere og mer sårbar for påvirkninger av vind og havstrømmer. I tillegg beveger havisen seg raskere og mengden skrugarder og sprekker øker. På ru overflater som skrugarder og ved kanten av issprekker samles det mye snø. Siden snø er en god varmeisolator vil overflater med mindre snø vokse til tykkere is om vinteren, noe som igjen vil føre til at denne typen is er mer robust med tanke på smelting om sommeren. Is som er tynn og delt opp vil igjen smelte raskere. Ved å studere historiske og nye fjernmålingsdata vil en kunne etablere en bedre forståelse av disse prosessene på en detaljert regional skala. I SIDRiFT ønsker vi å kombinere historiske og nye data fra radarer montert på polarbanesatellitter. Ved å studere disse dataene vil vi å estimere økningen av både havisdeformasjonen, samt forekomsten av issprekker og skrugarder. Deteksjon av snø fra satellitter er under utvikling og for å kunne beregne snøtykkelsen på jevn og deformert havis vil vi i dette prosjektet også benytte høyoppløselige numeriske modeller og feltobservasjoner (f. eks. fra MOSAiC: https://mosaic-expedition.org/). Med SIDRiFT er målet å bidra til å forbedre forståelsen av jordens klimasystem og bidra til å utvikle forenklede (lavere oppløsning) globale klimamodeller og arktiske værvarslingsmodeller. SIDRiFT startet i mai 2019 med en forstudie av sjøisens bevegelse og deformasjon. Studien benyttet data som ble samlet inn i 2015 av Sentinel-1 satellitten, samt bakkemålingsdata. Denne studien hjelper oss å forstå forholdet mellom forskjellige romslige og tidsmessige skalaer. De første resultatene ble presentert på International Glaciology Society symposium om havis i Winnipeg, Canada, 18-23 august 2019. Vi har også tilpasset den numeriske snømodellen ?«SnowModel» slik at den bedre kan brukes til å estimere snølager på havis i bevegelse. Dette er et pågående arbeid som ble tilrettelagt av et 2-måneders forskningsopphold ved Colorado State University (CSU), USA. Oppholdet ble finansiert av UiT og CSU. Helt i starten av prosjektet begynte vi rekrutteringsprosessen for en SIDRiFT postdoktor. Den nye medarbeideren, Wenkai Guo, startet i november 2019. Wenkais hovedoppgave er å videreutvikle en eksisterende algoritme for havisklassifisering av syntetisk apertur radar (SAR) for bedre identifisering av deformert havis. I 2019 var SIDRiFT involvert i MOSAiC-ekspedisjonens planlegging, opplæring og logistikk. MOSAiC er en internasjonal forskningsekspedisjon som startet da forskningsfartøyet Polarstern forlot Tromsø i slutten av september 2019 og som sluttet da forskningsfartøyet ankom Bremerhaven, Tyskland i oktober 2020. Hovedmålet med ekspedisjonen var å samle inn data om havis, hav, atmosfære og biogeo kjemi for å studere sykluser og økosystem over en full sesong i Polhavet. Disse dataene vil brukes for å studere forandringer i det Arktiske klimasystemet, som gjennomgår store klimaendringer. Vi kommer også å bruke disse dataene til validering og utvikling av nye satellittsensorer og numeriske klimamodeller. Datainnsamlingen var konsentrert rundt den tyske forskningsisbryteren Polarstern, fra den ble frosset in i den arktiske havisen i oktober 2019 i Nord-Laptevhavet og deretter drev med isen mot Framstredet. Fra 15. desember 2019 til 6. mars 2020 deltok Polona Itkin fra SIDRiFT-prosjektet i ekspedisjonen. I løpet av den tiden drev Polarstern omtrent 500 km. Under toktet har internationale konsortium av partnere i MOSAiC bestilt store mengde av SAR-bilder i forsjelige opplosning, porarimetri og båndbredde som dekker området rundt Polarstern. Som del av denne innsatsen har vi sammen med norske partnere (Norsk Polarinstitutt, Nansen Environmental Research Center og MET Norge) bestilt rundt 100 SAR-bilder med høy oppløsning (ca. 5 m). Allerede i sluttfasen av MOSAiC-ekspedisjonen begynnte vi med analyse av data fra bakkemålinger og satellitter. Vi er i gang med forbereding av flere presentasjoner til konferenser og fagfellevurderte arktikler. Wenkai Guo er fra Juli 2021 i Tyskland som gastforsker hos Tysk Romsenter og fortsetter med hans forsking av havisklassifisering for SIDRiFT.

-

Arctic sea ice internal strength is reduced due to its general thinning. Simultaneously, the wind forcing of winter storms has increased due to their greater frequency. As a consequence ice drift speed has increased and evidences from buoy data show an increase in sea ice deformation. Satellite remote sensing datasets offer an opportunity to establish a better understanding of these processes on a detailed regional scale. In SIDRiFT we will combine the historic and new Synthetic Aperture Radar (SAR) satellite data (including Sentinel-1,A,B of European Space Agency) to estimate the increase in the sea ice deformation, occurrence of leads and deformed ice fraction. Indirectly, increased deformation alters the accumulation of snow cover on rough surface compared to level sea ice and consequently the heat fluxes through it. Snow on sea ice detection methods from space are still under development and to fill this knowledge-gap, we will use high resolution numerical models. Current Earth System Models (ESMs) are not able to capture the recent trends in Arctic sea ice decline or represent the snow cover accurately. The spatial scales of sea ice deformation features and snow inhomogeneity are both below ESMs resolution are one of the heat transfer mechanisms that are inadequately represented in ESMs. To account for this problem SIDRiFT will provide regional scale SAR validation datasets and high resolution snow depth and sea ice thickness model output. Both are highly sought after by model developers and teams developing satellite and air-borne remote sensing of snow. Furthermore, improving the numerical models (climate and forecasting) and remote sensing of environment will support the knowledge-based management that Norway as well as international decision-makers are striving for.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Budsjettformål:

ROMFORSK-Program for romforskning