Temperaturen i havet og i atmosfæren endrer seg. Vi ser en global økning i havnivå og smelting av is både på isbreer og i arktiske strøk. Tilsvarende endringer er også observert i fordelingen av drivhusgasser i atmosfæren, viser rapporter fra FNs klimapanel. I tillegg pågår det fremdeles landheving etter istiden og kontinentenes jordplater beveger seg.

Jordklodens endringer overvåkes av geodetiske forskningsnettverk verden over som Kartverket er en del av. Geodesi er vitenskapen om jordens form, bevegelse og tyngdekraft, og endring av disse størrelsene. Med innføringen av romgeodetiske teknikker, er jordens orientering i verdensrommet også en del av geodesien.

Måler jordens endringer på millimeternivå

Geodetiske måleteknikker er i dag så presise at de kan brukes til å overvåke endringer i jordsystemet på millimeternivå. Satellitter som måler havnivået og jordens tyngdefelt, spiller en stor rolle i tillegg til navigasjonssatellitter.

Geodesi og måling av havnivå med satellitt (satellittaltimetri) er avgjørende for å studere prosesser i havet og deres påvirkning på jordens klima. Høydemåling av havoverflaten fra satellittene Envisat, Topex/Poseidon, Jason-1 og Jason-2 brukes til å kartlegge havnivået og havstrømmer. Ved å måle over lang tid kan vi se hvordan havnivået endrer seg.

Satellitter kartlegger hav og tyngde

Satellittaltimetri bidrar til å øke vår forståelse av havsirkulasjon gjennom kartlegging av havoverflatens høyde. For å kartlegge havstrømmer er det nødvendig å kombinere altimetrimålingene med data fra tyngdefeltsatellittene GRACE og GOCE.

Tyngdefeltsatellitten GOCE måler jordas tyngdefelt fra rommet. Foto: ESA - AOES Medialab

Over mange tiår har havnivåendringer blitt målt med bruk av tidevannsmålere langs kysten. Det er kun de siste tiårene vi har tatt i bruk satellitter. Fordelen med bruk av satellitter er at vi kan kartlegge endringer i havnivå i åpent hav.

Geodetiske jordobservatorier i nettverk

Om bord i altimetersatellitter og andre jordobservasjonssatellitter er det også plassert ulike måleinstrumenter. Dette kan være GPS-mottaker og reflektorer for laserlys fra bakkestasjoner for måling av avstanden mellom jorden og satellitten. På jordoverflaten befinner det seg et antall geodetiske jordobservatorier i et nettverk som måler sammen med disse instrumentene.

I tillegg har jordobservatoriene VLBI-antenner som brukes for å få kontroll på jordens orientering i forhold til satellittbanene. Antennen tar imot signaler fra kvasarer som er fjerntliggende himmellegemer flere milliarder lysår ut i verdensrommet.

Overvåking av jorda starter i verdensrommet. Kartverkets geodetiske jordobservatorium, Svalbard. Foto: Bjørn-Owe Holmberg

Kartverkets geodetiske observatorium i Ny-Ålesund på Svalbard har en spesielt gunstig plassering på 79 grader nord. Observatoriet ligger langt fra andre tilsvarende stasjoner. Romgeodetiske målinger fra et nytt, oppgradert observatorium med ny teknologi vil styrke referanserammen i et område hvor det er spesielt interessant å overvåke virkningen av et klima i endring.

Kartlegger hvordan is og hav flytter på seg

Om bord i noen satellitter, som eksempelvis GOCE og GRACE, befinner det seg instrumenter som kan måle små variasjoner i jordens tyngdefelt. Disse satellittene er spesielt viktige for å kartlegge hvordan masse nær jordens overflate forflytter seg. Slik masse kan eksempelvis være is og hav.

Etablerer en referanse for målinger

Romgeodesi er det fagfeltet som danner grunnlag for observasjon av is og hav samt endringer i disse over tid. En av Kartverkets hovedoppgaver innen fagfeltet er å etablere og vedlikeholde en stabil og høypresis jordisk referanse for måling av is og hav.

For en av de mest dramatiske effektene på global endring av klima er smelting av isbreer og isdekke ved polene. Både smelting av innlandsis og isbreer på Grønland og i Antarktis akselererer mer enn først antatt. Dette er noe vi per i dag ikke fullt ut kan forklare. Nøkkelen til bedre forståelse av fenomenene ligger i å måle med alle eksisterende og eventuelt nye måleteknikker over mange år. Med økt innsikt i årsakene ligger det en mulighet for bedre å forutsi den fremtidige utviklingen.