Licht werpen in het donker: radarsatellieten lopen voorop

[univers]

Spaar een gedachte deze kerst voor onderzoekers die op hun Polarstern-ijsbreker zaten, driftig in de bevroren Noordelijke IJszee. Onderworpen aan temperaturen zo laag als –45 ° C en de eeuwige duisternis van de poolwinter, zijn ze gewillige deelnemers aan MOSAiC - 's werelds grootste en langste poolonderzoeksexpeditie. Ondanks de duisternis blijven de onderzoekers en de bemanning echter op de hoogte van wat er dichtbij gebeurt. Hoe? Met behulp van radarbeeldvormende satellieten.

n de loop van een jaar zullen in totaal ongeveer 600 onderzoekers uit 20 landen deelnemen aan verschillende fasen van de multidisciplinaire drifting Observatory for the Study of Arctic Climate (of MOSAiC) -expeditie.

Nadat hij in oktober de Noordelijke IJszee was binnengekomen, dreef de Polarstern met ongeveer 7 km per dag over het centrale Noordpoolgebied met de wind en stromingen die hem naar verwachting dicht bij de geografische Noordpool zouden voeren voordat hij de volgende lente of zomer verlaat.


This animation shows Polarstern’s route and drift as well as the growth of the winter sea ice.

Aan boord voeren de wetenschappers meerdere experimenten uit op het zee-ijs rond het schip om de impact van klimaatverandering op zee-ijs en het arctische milieu beter te begrijpen. Het team heeft nu op een afstand van 50 km honderden instrumenten op het zeeijs rond het schip geplaatst.

Ondanks de duisternis die het schip momenteel omhult terwijl het door de bevroren zee drijft, zijn de onderzoekers en bemanning niet blind en blijven ze op de hoogte van wat er gebeurt dankzij radarbeeldvormingssatellieten van het Europese Copernicus-programma, Canada, Duitsland en Japan.

De bemanning en wetenschappers monitoren het zee-ijs en genereren opmerkelijke kaarten van de zee-ijsschotsen rondom het schip. Deze radarsatellieten steken dagelijks het Noordpoolgebied over en dragen hun eigen verlichtingsbron met zich mee, waardoor ze door de winterduisternis van het Noordpoolgebied kunnen dringen, continu de zee-ijscondities waarnemen en in kaart brengen.

Suman Singha, van het Remote Sensing Technology Institute van het Duitse ruimtevaartcentrum, helpt bij het coördineren van de acquisitie van beelden van verschillende satellieten en is verantwoordelijk voor het doorgeven van de waardevolle informatie verder naar het schip


Radar image from Japan’s ALOS-2 satellite of the sea ice near the Polarstern icebreaker. Polarstern is drifting in the Arctic sea ice for a year for the MOSAiC polar research expedition. During the polar winter, the researchers use radar satellite images such as this to monitor the sea ice in the surrounding area. In this false-colour image, which was acquired on 19 November 2019, dark blue cracks show open water leads or thin ice between the ice floes. The white filament-like structures are typically sea-ice ridges or other deformed sea ice.

Deze informatie is hard nodig op Polarstern, vooral aan het begin van de expeditie, toen de uitdaging was om de juiste soort ijsschots te vinden die zowel de Polarstern kon herbergen als de inzet van alle wetenschappelijke instrumenten op het ijs rond het ijs. breker, "zegt Dr. Singha.

“Hier hebben we gebruik gemaakt van hoge-resolutie radarbeelden van de Duitse TerraSAR-X-satelliet om de best mogelijke ijsschol te helpen vinden, die sindsdien de naam Fortress heeft gekregen. Het bewaken van de veiligheid van de ijsschots blijft dus een constante uitdaging. ”


This video is based on data acquisitions from the Copernicus Sentinel-1 mission between 3 October and 31 October 2019. It remains constantly centred on the Polarstern (bright dot starting at the centre of the grid). Polarstern is a German research icebreaker spending a year trapped and drifting in the Arctic sea ice so that scientists from around the world can study the Arctic as the epicentre of global warming and gain fundamental insights that are key to better understand global climate change. The video shows how the initial grid distorts over time by the uneven ice drift over time within the grid array. This results in opening (ice divergence) and closing (ice compression and ridging), shear and vorticity. This shear caused a massive crack to form through the experiment ice floe, disrupting the experiments and forcing movement of some of the instrumentation.

Ook bijdragen aan de internationale kaartinspanningen zijn Europa's Copernicus Sentinel-1-satellieten die een voortdurende dekking van de hele site bieden, waardoor de steeds veranderende drift van het zeeijs tot 300 km van het schip kan worden gevolgd en voorspeld.

De Japanse ALOS-2-satelliet met zijn PalSAR-2-sensor gebruikt een veel langere golflengte dan zowel Copernicus Sentinel-1 als TerraSAR-X om zee-ijsijsschotsen en omstandigheden hieronder in kaart te brengen.

alcolm Davidson van ESA zei: "Golflengte is belangrijk als het gaat om radarsatellieten, omdat een bepaalde golflengte de informatie die door de satelliet wordt geleverd, sterk beïnvloedt.

“In Europa zijn we erg geïnteresseerd in de aanvullende informatie die ALOS-2 kan bieden over zee-ijsomstandigheden, vooral nu we onze eigen radarsatelliet met lange golflengte ontwikkelen, de L-band Synthetic Aperture-missie genaamd ROSE-L - die een van de zes Copernicus-missies met hoge prioriteit.

Het detecteren van zee-ijsruggen is bijvoorbeeld cruciaal voor veilige navigatie in het Noordpoolgebied en deze zijn veel gemakkelijker te identificeren met ALOS-2 dan met de bestaande Europese satellieten. "

Terwijl Polarstern nu de komende maanden door de bevroren en donkere oceaan drijft, zullen de radarogen in de lucht zijn voortgang door het Noordpoolgebied blijven volgen en de onderzoekers door de rest van deze opmerkelijke expeditie begeleiden.



The researchers participating in the MOSAiC expedition not only have to keep an eye on the ever-changing sea ice, but also on visitors. These polar bears seem to be enjoying playing with the marker flags. Spearheaded by the Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research MOSAiC is the biggest shipborne polar expedition of all time. It involves the Polarstern German research icebreaker spending a year trapped and drifting in the sea ice so that scientists from around the world can study the Arctic as the epicentre of global warming and gain fundamental insights that are key to better understand global climate change.

http://www.esa.int/Applications/Observi ... ad_the_way