Remote sensing van landijs en het klimaat met behulp van satellieten

Belang van remote sensing van gletsjers en ijskappen

Het bijhouden van de massa en beweging van gletsjers en ijskappen is een van de manieren om bij te houden hoe het gaat met het huidige klimaat. Het smelten van Groenland en Antarctica, de twee grootste ijskappen op aarde, zijn in de belangrijkste bronnen van het stijgen van de zeespiegel. Zee-ijs is verwaarloosbaar voor de bijdrage aan zeespiegelstijging, omdat dit zich al in zee bevind. Net zoals in weermodellen beginnen met informatie van de huidige atmosfeer, zijn er ook modellen die de beweging en gedrag van gletsjers en ijskappen bijhouden. Hiervoor is ook de actuele data nodig, zoals de hoogte en de aangroei of smelt.

Hoe meten satellieten de ijskappen en het klimaat?

Het meten van gletsjers en ijskappen en op deze manier het bijhouden van het klimaat kan op verschillende manieren worden gedaan. Een van de manieren is om te kijken naar de beweging van het ijs. Groeit het aan of smelt het juist? Hiervoor is informatie nodig over de temperatuur, neerslag, en hoeveelheid ontvangen zonnestraling. Dit meten instrumenten op satellieten en vliegtuigen die over de ijskappen vliegen. Van deze informatie kan vervolgens de snelheid van het ijs en de dikte worden bepaald.

Een andere manier is om direct de hoogte van de oppervlakte te meten. Dit kan met een radiosignaal of een laser, die zowel de hoogte van het ijs als de hoogte van de oppervlakte onder het ijs meet. Aan de hand hiervan kan de ijsdikte worden berekend. Door over een langere tijd de hoogte bij te houden, kunnen trends in de hoogte en dikte van de ijskappen worden bepaald.

Ook kan door het meten van de gravitatiekrachten van de ijskappen worden berekend hoe veel ijs en sneeuw er ligt. Dit zit iets ingewikkelder, en vergt een kleine natuurkunde les. Alles trekt namelijk massa naar zich toe. Hoe groter en zwaarder het object, hoe meer massa er naartoe wordt getrokken. Dit geldt ook voor bergen, en ijskappen. Hoe meer ijs er op ligt, hoe sterker de satelliet naar het aardoppervlak toe wordt getrokken. Door het verschil in aantrekking tijdens het voorbijkomen van een satelliet kan worden bepaald hoeveel ijs er daadwerkelijk ligt.

Welke satellieten worden gebruikt?

De Europese Cryosat-2 wordt sinds 2010 gebruikt om de ijsdikte van onder andere Groenland en Antarctica te meten. Dit wordt gedaan met een radiohoogtemeter. Door middel van radiosignalen die naar de grond toe worden gestuurd, kan zo de hoogte van het oppervlak worden bepaald.

ICEsat-2 (Ice, Clouds and land Elevation satellite 2) wordt ook gebruikt voor het meten van de dikte van het landijs. Deze satelliet van NASA gebruikt een laser om op kleine schaal de veranderingen in het ijs te meten. Een nadeel hiervan is dat ze niet door dikke wolken heen kunnen “kijken”. Gelukkig is Antarctica meestal vrij van dikke wolken.

GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) satellieten meten direct de veranderingen in de massa van de ijskappen. Dit samenwerkingsproject van NASA en Duitsland bestaat uit twee satellieten in een relatief lage baan om de aarde, met ongeveer 200 km afstand ertussen. Door het meten van de kleine veranderingen in de afstand tussen de twee satellieten wordt berekenend hoe groot de massa is van de ijskappen. Dit geeft echter een algemeen beeld, en is niet goed in het oppikken van kleine veranderingen en heeft daarom een lage ruimtelijke resolutie.

Zelfversterkend effect

Sneeuw en ijs zijn erg belangrijk voor de hoeveelheid zonne-energie die de aarde ontvangt. Witte oppervlakten, die met sneeuw of ijs zijn bedekt, weerkaatsen meer zonlicht dan donkere oppervlakten. Dit kan een versterkend effect hebben. Doordat de aarde opwarmt zullen meer gletsjers en ijskappen smelten, en weerkaatsen deze oppervlakten minder zonlicht. Hierdoor warmte de aarde nog verder of sneller op. Het is daarom erg van belang om te weten hoe veel oppervlakte van de aarde bedekt is met ijs en sneeuw, om een goede berekening te kunnen maken van hoeveel zonne-energie de aarde bereikt wat de aarde kan opwarmen.

Door de combinatie van de verschillende satellieten te gebruiken kan een accuraat beeld worden gereconstrueerd op een afstand van hoe het landijs eruit ziet. Hierdoor is een bezoek aan deze afgelegen koude gebieden niet eens nodig om deze in beeld te brengen. Het meten van veranderingen in het landijs is cruciaal om klimaatverandering te monitoren. In de toekomst zullen door de verbetering van modellen van landijs en verbeteringen in de satellieten ervoor zorgen dat er nog een beter beeld kan worden gevormd over hoe het landijs verandert.

Dit artikel is onderdeel van een reeks over het gebruik van satellieten in klimaat- en weersvoorspellingen. Hier kan je het artikel vinden over het gebruik van satellieten in de weersvoorspelling. Benieuwd naar de andere artikelen? Houd weer.nl de komende tijd in de gaten!