Viten

Satellitter overvåker norske isbreer. Det er det gode grunner til.

  • Liss M. Andreassen
    seniorforsker, Norges vassdrags- og energidirektorat
  • Geir Moholdt
    forsker, Norsk Polarinstitutt
  • Andreas Kääb
    professor, Universitetet i Oslo

Sentinel-2-bilde som viser Tuftebreen, Nigardsbreen og deler av Jostedalsbreen, 27. august 2019 i falske farger. Vegetasjon blir her farget rød. Isen vises i blått og sprekkene synes godt. Høyere opp er det fortsatt hvit vintersnø igjen. Foto: Sentinel Copernicus

Nye sprekker og bresjøer dukker opp. Satellitter dokumenterer endringene.

Viten er Aftenpostens satsing på forskning og vitenskap, der forskere og fagfolk fra hele landet bidrar med artikler.

Siden Norge ble med i romprogrammet Copernicus i 2015 har vi fått et vel av informasjon fra Sentinel-satellittene. Ordet Sentinel betyr vokter på norsk, og det er godt å ha disse satellittene når vi vil følge med på breene våre.

Vi bruker særlig bilder fra to typer av Sentinel-satellittene for å se på breene:

  • Sentinel-1 er radarsatellitter som tar bilder uavhengig av lysforhold, polarnatt og skyer.
  • Sentinel-2 tar optiske bilder i det synlige og infrarøde spekteret.

Sentinel-2 bilder av Osbornebreen, Svalbard, i perioden 17. juli til 25. august 2020 som viser rask bevegelse av breen. Foto: Sentinel Copernicus

Sentinel-2-bilder som viser Demmevatnet ved utløperen Rembesdalskåka ved Hardangerjøkulen i 2019. Bildene viser at vannet var fylt den 4. og 9. august og det var tømt den 27. august. Andre observasjoner viste at tappingen skjedde 24. august. Foto: Sentinel Copernicus

Nye bresjøer dukker opp

Sentinel-2-bildene er godt egnet til visuell oppfølging og kartlegging av sjøer som er i kontakt med norske breer, såkalte bresjøer.

Ved mange norske breer dannes det bresjøer i kanten når breen smelter tilbake. Noen av disse er demmet opp av selve breen eller av morene, altså løsmateriale av stein, sand, silt og leire. Fra slike sjøer kan det frigjøres store menger vann i plutselige flommer. Dette kalles jøkullaup fra det islandske ordet «jökulhlaup», som betyr breflom.

Slike plutselige flommer kan gi store materielle skader, sånn som ved Demmevatnet ved Hardangerjøkulen.

Her var det flere store flommer som herjet i Simadalen, den siste i 1938, inntil man fikk bygget tunneler for å senke vannstanden. Breen er blitt tynnere de siste årene, og fra 2014 til 2020 har det igjen vært flere jøkullaup.

  • Andreas Kääb er professor ved Universitetet i Oslo (UiO).

  • Liss M. Andreassen er seniorforsker ved Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE).

  • Geir Moholdt er forsker ved Norsk Polarinstitutt (NP).

Ustabile breer med nye sprekkeområder

Ved hjelp av Sentinel-1 og 2 ser vi endringer av breene på Svalbard. På Svalbard har man en spesiell type breer som kalles «surgende» breer.

«Surge» er en betegnelse på periodisk bølgebevegelse i enkelte isbreer. Disse bevegelsene resulterer i kraftige brefremstøt. I motsetning til breer på det norske fastlandet, som beveger seg relativt jevnt, har surgende breer en dynamisk syklus: Én lang rolig periode og én intens aktiv periode.

Den rolige perioden kan vare fra flere tiår til over hundre år. I denne perioden bygger breen opp masse i øvre områder, mens den blir tynnere ved fronten og smelter tilbake.

Sentinel-2-bilder av Sonklarbreen, Svalbard, som viser endring i dynamikk fra rolig fase i 2018 til start av surge og nye sprekker i 2019. Deretter en rask surge i 2020 som dyttet fronten 2 km frem og ut i havet. Legg merke til hvordan smelting og kalving gjør at breen trekker seg tilbake i løpet av august 2020. Foto: Sentinel Copernicus

Sentinel-2-bilder som viser forskjell i snøforhold for breer i Jotunheimen. Lyseblått er snø, blått er is. Noen små skyer vises som hvitt. Det røde er bart fjell og lav, det grønne viser tettere vegetasjon som vierkratt og lyng i dalsøkkene. Den 27. august 2019 var breene nesten helt avsmeltet, mens året etter var det mye mer snø i fjellet og på breene. Foto: Sentinel Copernicus

Breen blir gradvis brattere til den gir etter for tyngdekreftene og rykker frem, opptil flere kilometer på noen få år. Det er nær umulig å forutse når et fremstøt vil skje. Det avhenger av mange faktorer, ikke minst hvordan smeltevann samler seg under breen og bygger opp et vanntrykk som kan løfte frem breen.

Når breer surger vil det oppstå mange store og nye sprekker. På Svalbard er det mye ferdsel med snøscooter over breene og områder med nye sprekker er derfor viktig å oppdage.

Sommeren 2020 var breene på Svalbard svært avsmeltet. Sentinel-2 bildene ble brukt til å identifisere områder med sprekker og for oppdage nye surgende breer.

En annen måte å avsløre surgende breer på, er å bruke radarbilder fra Sentinel-1.

Ved å sammenligne et bilde med et annet bilde over samme område, tatt noen dager eller uker senere, har vi målt forflytninger av breisen og beregnet hvor raskt breene beveger seg. Store breområder kartlegges effektivt året rundt.

Både små og store breer endrer seg raskt

Vi har brukt Sentinel-2-bilder til å se på endringer av både store breer og små fonner. På Svalbard skjer de raskeste breendringene ved de marine brefrontene som påvirkes av både undersjøisk smelting og kalving i sjøen, altså ras fra brekanten.

Totalt utgjør kalvingsfrontene ca. 900 km av Svalbards kystlinje, og de er viktige for sirkulasjonen av vann i fjordene og for næringstilgangen i lokale økosystem.

Bildene fra Sentinel-2 går tilbake til 2015 og viser at kalvingsfrontene siden da har trukket seg tilbake med 180 meter i snitt. Den raske tilbaketrekningen gjør at noen breer har strandet på land. Andre har avslørt nytt fjordlandskap med bukter og øyer som ikke var kjent fra før, blant annet Brageneset som var en del av Nordaustlandet, men nå er blitt Svalbards 25. største øy.

Sentinel-bildenes oppløsning på 10 meter gjør det mulig å kartlegge utbredelsen også av mindre fonner ned til 0,01 kvadratkilometer (1 hektar).

Det er nyttig for å kunne følge med på de minste fonnene. I år med stor smelting er det viktig å sikre arkeologiske funn som smelter frem, før de blir ødelagt.

Sentinel-bildene kan brukes til å følge med på snøsmeltingen rundt fonnene gjennom sommeren, gitt at det er nok skyfrie bilder.

De er også svært viktige for at Norges vassdrags- og energidirektorat og Norsk Polarinstitutt skal kunne overvåke effektene av klimaendringer på breene våre, i både Norge og Arktis.

Bildene gir informasjon om endringer gjennom sesongen og fra år til år. Disse kunne vi ikke fått på noen annen måte.

Sentinel-2-bilde av Edgeøya, Svalbard, 1. august 2020 etter en uvanlig varm periode hvor mesteparten av vinterens snø smeltet bort fra breene i området. Vannet som transporteres fra breene, inneholder sedimenter som farger vannet i sjøer, laguner og det kystnære havet gråbrunt og grønt. Foto: Sentinel Copernicus

Les også

  1. Fengselseksperimentet fikk mye kritikk. Nå står en ny storhet for fall.

  2. Klimaendringene forandrer Norges klimasoner. Flere dyr risikerer å dø ut.

  3. Deprimerte fokuserer ofte på det negative. Et nytt dataprogram kan hjelpe.

Les mer om

  1. Klima
  2. Svalbard
  3. Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE)
  4. Universitetet i Oslo
  5. Norsk Polarinstitutt
  6. NVE