Hopp ned til navigasjon Hopp ned til innhold
Den japansk-europeiske forskningssatellitten EarthCARE skal undersøke skyer, aerosoler og energibalansen i atmosfæren. Illustrasjon: ESA/P. Carril
ESA/P. Carril

Skyer, aerosoler og temperaturen på jorda

Skysatellitten EarthCARE skal løse mysteriet rundt energibalansen i atmosfæren.

Mengden energi i jordas atmosfære bestemmes av sollyset som varmer opp jorda, samt varmen som tapes til rommet.

Siden skyer både reflekterer lyset fra sola og holder på varmen, spiller skyer en viktig rolle for energibalansen i atmosfæren, og dermed temperaturen på jorda.

Det gjør også aerosoler, ørsmå partikler som svever i atmosfæren. De oppstår blant annet fra vulkanutbrudd, luftforurensing eller sandstormer. Aerosolene påvirker dessuten livssyklusen til skyene.

Men selv om skyer og aerosoler påvirker energibalansen og temperaturen i atmosfæren sterkt, er det fortsatt mye som er ukjent om hvordan de gjør dette og hvilken betydning det har for klimaet.

Derfor skal den nye forskningssatellitten Earth Cloud Aerosol and Radiation Explorer (EarthCARE) undersøke skyer, aerosoler og solas energiinnstråling til atmosfæren.

Nye og avanserte instrumenter

EarthCARE er et samarbeidsprosjekt mellom den europeiske romorganisasjonen ESA og den japanske romorganisasjonen JAXA.

Den nye skysatellitten har to hovedinstrumenter. Det ene er en spesiallaget radar som skal undersøke tykke skyer og den vertikale hastigheten til skypartiklene.

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<section xmlns="http://docbook.org/ns/docbook" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:ezxhtml="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/xhtml" xmlns:ezcustom="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/custom" version="5.0-variant ezpublish-1.0"><para>Den japansk-europeiske forskningssatellitten EarthCARE skal undersøke skyer, aerosoler og energibalansen i atmosfæren. Grafikk: ESA/AOES Medialab</para></section>

Den japansk-europeiske forskningssatellitten EarthCARE skal undersøke skyer, aerosoler og energibalansen i atmosfæren. Grafikk: ESA/AOES Medialab

Det andre hovedinstrumentet er en lidar som skal scanne tynne skyer og aerosoler.

To andre instrumenter vil se den horisontale profilen til skyer og aerosoler, samt hvor mye solenergi disse reflekterer og hvor mye varme skyene og jordas overflate gir fra seg til rommet.

Til sammen vil disse fire instrumentene gjøre det mulig å forstå den tredimensjonale strukturen av skyer og aerosoler, og hva det har å si for den totale energimengden i atmosfæren.

Hvordan bruke dataene best mulig?

Dataene fra EarthCARE vil altså hjelpe forskerne med å forstå hvordan skyer og aerosoler påvirker været og klimaet på jorda.

Forskningen på dette gjøres ved hjelp av avanserte matematiske modeller. Slike modeller brukes også til å danne værvarsel.

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<section xmlns="http://docbook.org/ns/docbook" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:ezxhtml="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/xhtml" xmlns:ezcustom="http://ez.no/xmlns/ezpublish/docbook/custom" version="5.0-variant ezpublish-1.0"><para>Den amerikanske satellitten CloudSat undersøker skyer og aerosoler ved hjelp av radar og lidar. Grafikk: NASA</para></section>

Den amerikanske satellitten CloudSat undersøker skyer og aerosoler ved hjelp av radar og lidar. Grafikk: NASA

Her blir et enormt antall observasjoner og data, for det meste fra satellitter, satt inn i en modell over atmosfæren.

Hvordan kan dataene fra EarthCARE kombineres mest mulig effektivt med data fra andre satellitter til å forbedre værvarslingen?

Det har et samarbeidsprosjekt mellom ESA og European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) sett nærmere på.

Mer nøyaktig værvarsel

- Ingen værvarslingsmodell er perfekt, og for å forbedre disse sammenliknes ulike værvarsler med observasjoner, sier Marta Janisková ved ECMWF. Hun ledet samarbeidsprosjektet.

Slik forbedres en værmodell og blir mer og mer nøyaktige. Dette forklarer delvis hvorfor værvarslingen er så mye mer nøyaktig i dag enn den var for 40 år siden.

- I tillegg vil ferske observasjoner av skydekket forbedre værvarslingen ved å hjelpe til med å forstå den nåværende tilstanden i atmosfæren, sier Janisková.

Hun og kollegene hennes fant en effektiv måte å sette radar- og lidar-data fra dagens skysatellitter CloudSat og CALIPSO inn i en værmodell.  

Disse dataene gjorde værmodellen og dermed også værvarslet mer nøyaktig. Den største forbedringen skjedde med varslene for temperatur, nedbør og vind.

- Et av hovedmålene til EarthCARE er å forbedre modellene over jordas atmosfære ved å gi nye data over skyer og aerosoler. At dette vil gjøre værvarslingen bedre, er en bonus i tillegg til de andre målene til EarthCARE, sier Tobias Wehr, hovedforsker for den nye skysatellitten hos ESA.

- Dette åpner også for bruk av dataene fra Earthcare i helt nye og spennende sammenhenger, sier Wehr.

EarthCARE skytes opp tidlig på 2020-tallet og er en del av ESAs flåte med forskningssatellitter, kalt Earth Explorers.

Flere norske forskere, etater og bedrifter bruker dataene fra Earth Explorer-satellittene i sitt arbeid. Blant disse er Meteorologisk institutt, Nansensenteret (NERSC), NIVA og NILU.