Satellitter, skipsfart og kosmisk stråling

Satellitter kommer og satellitter går. Og det ser dårlig ut for gamle Radarsat-1 nå. Noe gikk galt der oppe 29. mars, og det kanadiske romsenteret gikk 9. april ut med en pressemelding om at sjansene “for full recovery are low”. 

Men arbeidshesten Radarsat-1 holdt jammen ut lenge. Den ble skutt opp allerede i 1995, og ble etter hvert viktig for operativ havovervåkning både i Canada og Norge, og i varslingen av isfjell utenfor Grønland.

Jeg kommer aldri til å glemme det første bildet jeg som FFI-forsker fikk fra Radarsat-1. Mens de europeiske satellittene ERS-1 og ERS-2 så ganske bratt ned mot havet (hvilket var fint for å se oljesøl), så var hypotesen at det ville være mye lettere å detektere skip med Radarsat's noe flatere innfallsvinkel. Og gjett om det stemte:

 

Det første Radarsat-bildet som jeg fikk fra Tromsø Satellittstasjon: Det var utenlandske fiskebåter som fisket i "Smutthullet" i Barentshavet. (Foto: (CSA/RSI/TSS/FFI))
Det første Radarsat-bildet som jeg fikk fra Tromsø Satellittstasjon: Det var utenlandske fiskebåter som fisket i "Smutthullet" i Barentshavet. (Foto: (CSA/RSI/TSS/FFI))

 

Mens Radarsat-1 forsvinner ut av soga, så rundet vår egen AISSat-1 nylig 1000 dager i bane. Sammenliknet med Radarsat-1 er den knøttliten, men den har altså fordelen av at skip i dag er pålagt å sende ut AIS-signaler som satellitten kan lytte etter. Og du verden så fint det fungerer i Arktis:

 

Arktisk skipstrafikk plottet over to år med målinger fra AISSat-1. (Foto: (Grafikk: Norsk Romsenter))
Arktisk skipstrafikk plottet over to år med målinger fra AISSat-1. (Foto: (Grafikk: Norsk Romsenter))

 

Se mer om tusendagersjubileet her: 

http://www.romsenter.no/AISSat-1+tusen+dager+i+rommet.d25-TwlDS2G.ips

 

Virkningen av kosmisk stråling i atmosfæren

Toglektyre denne uken har primært vært artikkelen Aplin & Lockwood: “Cosmic ray modulation of infra-red radiation in the atmosphere” (ERL, 2013). Veldig interessant.

Både teori og tidligere målinger tilsier at kosmisk stråling produserer massevis av ioner i atmosfæren. Disse klynger seg etter hvert sammen, og kan potensielt gi et direkte og målbart bidrag til Jordas strålingsbalanse.  

Forskerne satte opp avansert måleutstyr i England, og målte gjennom et snaut år meget nøyaktig hva som kom ned fra himmelen av lys, varmestråling og energi-rike partikler indusert av kosmisk stråling.  

Hver gang partikler med energi > 400 MeV ble detektert, så logget instrumentene meget nøyaktig endringene i varmestråling i et bånd på 0,9 mikrometer bredde rundt senterfrekvensen 9,15 mikrometer (som ligger i det termisk infrarøde vinduet i atmosfæren). Bredbåndsmålinger av lys og IR-stråling ga tilleggsinformasjon om vær og skydekke. 

Når man refererer alle målingene til tidspunkt 0 for innslag av energirike partikler, så får man følgende kurve for tidsutviklingen av mottatt varmestråling gjennom de påfølgende 800 sekunder:

 

Øverst: Endring i mottatt varmestråling på 9 mikrometerbåndet etter at en energirik partikkel har gått igjennom atmosfæren. Nederst: Antall målepunkter. Tidsenhet er sekunder etter innslag, mens stråling er målt i milliWatt/m2). (Foto: (Aplin & Lockwood, ERL 2013))
Øverst: Endring i mottatt varmestråling på 9 mikrometerbåndet etter at en energirik partikkel har gått igjennom atmosfæren. Nederst: Antall målepunkter. Tidsenhet er sekunder etter innslag, mens stråling er målt i milliWatt/m2). (Foto: (Aplin & Lockwood, ERL 2013))

 

Fysikken bak kurven antas å være som følger:

  • Et meget energirikt proton (10 - 100 GeV) fra kosmisk stråling slår inn i jordatmosfæren.
  • Dette forårsaker en skur av sekundærpartikler, deriblant det muonet som detekteres av instrumentet ved bakken. 
  • Ionisering i høyder 10 - 15 km over bakken bidrar mest til radiometermålingene. 

Man detekterte såpass energirike partikler ca 12 ganger pr time. Forfatterne regner dermed ut den midlere globale effekten fra dette fenomenet, og ser på hvordan variasjonen i galaktisk kosmisk stråling i løpet av en solsyklus (ca 15 %) og i et hundreårig perspektiv vil påvirke Jordas strålingsbalanse. For begge tidsskalaer får de at endringene bare blir ca 1 milliwatt/m2. Dette er temmelig lite i klimasammenheng.

Forfatterne understreker at resultatet kun gjelder for 9 mikrometer-båndet, og at tilsvarende effekter kan tenkes på 12 mikrometer-båndet. Dersom solas Maunder Minimum var dypere enn hva som er vanlig oppfatning i dag, så vil også virkningen ha vært noe større siden den lille istiden.    

Dette var en meget ryddig artikkel om et nydelig eksperiment. Resultatet viser at forsterkningeffekten av solaktiviteten via galaktisk kosmisk stråling er både reell og målbar, men effekten syns altså å være temmelig liten i forhold til CO2-økning og industrielle aerosoler (som begge bidrar i størrelsesorden W/m2), og endringene i pådriv fra solar irradians, som forfatterne angir å være ca 0,2 W/m2.  

Forfatterne avslutter med å påpeke at denne direkte IR-effekten av kosmisk stråling bør tas hensyn til av forskere som bruker radiometermålinger fra satellitt for å estimere sammenhengen mellom solaktivitet og lave skyer.

En fin artikkel på bare 6 sider som fortjener å bli lest. Og den er tilgjengelig med Open Access her: 

http://iopscience.iop.org/1748-9326/8/1/015026

 

Noen andre bilder og figurer

Klarværet har flyttet seg opp til Nord-Norge nå. Slik så det ut da NASAs Terra passerte lengst øst i landet vårt fredag 12. april:

 

Varanger-halvøya og Kirkenes sett fra Terra 12. april. (Foto: (NASA Terra MODIS))
Varanger-halvøya og Kirkenes sett fra Terra 12. april. (Foto: (NASA Terra MODIS))

 

Det ble nok en mild vinter på Svalbard, hvilket begynner å bli en vane etter hvert som sjøisen trekker seg tilbake. Vil det fortsette slik i årtiene framover, eller har Naturen noen overraskelser på lager? 

 

Nok en mild vinter i Ny Ålesund. Men det ble litt kaldere i mars, ja. (Foto: (yr.no))
Nok en mild vinter i Ny Ålesund. Men det ble litt kaldere i mars, ja. (Foto: (yr.no))

 

Her er sjøisen 11. april:

 

Iskart 11. april basert på data fra AMSR2. Åpent hav ved Thule nå, mens det er drivis ved sydspissen på Grønland. (Foto: (PolarView/Univ Bremen))
Iskart 11. april basert på data fra AMSR2. Åpent hav ved Thule nå, mens det er drivis ved sydspissen på Grønland. (Foto: (PolarView/Univ Bremen))

 

Sjøis-kurven fra EUMETSAT 12. april er slik:

 

"Vi er inne direkte fra sjøis-arenaen, og DER passerer 2013 - helt likt med verdensrekordskjemaet fra 2012". (Foto: (EUMETSAT/osisaf.met.no))
"Vi er inne direkte fra sjøis-arenaen, og DER passerer 2013 - helt likt med verdensrekordskjemaet fra 2012". (Foto: (EUMETSAT/osisaf.met.no))

 

 

Slik så det ut ved gamle Brattahlid på Grønland 9. april:

 

Nesten vårstemning i traktene rundt den gamle norrøne Austerbygda på Grønland, men fortsatt noe drivis på havet 9. april i år. Hvordan var det for tusen år siden, tro? (Foto: (NASA Terra MODIS))
Nesten vårstemning i traktene rundt den gamle norrøne Austerbygda på Grønland, men fortsatt noe drivis på havet 9. april i år. Hvordan var det for tusen år siden, tro? (Foto: (NASA Terra MODIS))

 

 

Håper at uværet som kommer på Vestlandet søndag ikke blir så ille som man frykter. Styrtregn og massiv snøsmelting i høyden er ikke bra når det er frost i bakken. 

 

Det er et kraftig lavtrykk som ruller inn fra vest denne helgen. (Foto: (ECMWF))
Det er et kraftig lavtrykk som ruller inn fra vest denne helgen. (Foto: (ECMWF))