Nauwkeuriger ijsdiktes meten met hulp van de TU Delft
Hoe snel stijgt de zeespiegel? Hoe verandert de ijsvoorraad op aarde? Leidt dit tot een verandering in het klimaat? En welke rol spelen mensen hierbij? ESA’s ijsmissie CryoSat zoekt de antwoorden. Op 8 oktober wordt de satelliet gelanceerd. Daarna staat de Technische Universiteit Delft voor een belangrijke opdracht: de verwerking van Cryosat radarsignalen.
CryoSat meet de dikte van ijs nauwkeuriger dan ooit tevoren. De radar aan boord zendt een signaal uit. Niet lang daarna ontvangt Cryosat de echo van het oppervlak direct onder de satelliet. Omdat het signaal met de lichtsnelheid reist, kun je de afstand tussen oppervlak en satelliet bepalen. Tenminste, áls je de baan van de satelliet precies kent en áls je weet hoe de atmosfeer de reistijd van het signaal beïnvloedt.
Daarbij komt de TU Delft om de hoek kijken. Hoogleraar Boudewijn Ambrosius van de groep Astrodynamica en Satellietsystemen: ‘Het bouwen van een satelliet, de lancering en de besturing is al een technisch hoogstandje, maar wat bijna niemand beseft is dat het een hele kunst is om de juiste informatie uit alle metingen te halen. Daarvoor is een complex systeem van berekeningen nodig.’
Meerwaarde
De TU is geen onbekende met het aanscherpen van radar hoogtemetingen. In het Radar Altimeter Database System (RADS) zit inmiddels ruim twintig jaar aan gegevens, onder andere van ESA’s aardobservatiesatellieten ERS-1, ERS-2 en Envisat. Universitair hoofddocent Ernst Schrama legt uit: ‘We corrigeren de satellietgegevens voor bijvoorbeeld waterdamp in de atmosfeer, omdat dit de snelheid van de signalen van en naar de satelliet beïnvloedt. Ook houden we rekening met de getijdenbewegingen, omdat anders een vertekend beeld zou ontstaan van de zeehoogte en de dikte van ijsschotsen.’
CryoSat vult de gegevens in de RADS-database niet alleen aan, de satelliet voegt er ook unieke nieuwe informatie aan toe. Dat komt door twee bijzondere eigenschappen van CryoSat. Ten eerste zijn baan, die een hellingshoek van 92 graden heeft waardoor een groter deel van de ijskappen in beeld komt. Eerdere observatiesatellieten draaiden in een baan om de aarde met een hellingshoek van 98 graden. Dit betekent dat een groot deel van de polen voor de instrumenten onzichtbaar bleef. CryoSat verkleint deze ‘blinde vlek’ tot twee graden.
Ten tweede maakt de dubbele schotelontvanger het mogelijk om veel kleinere details van het oppervlak waar te nemen. Vroegere hoogtemeters misten deze eigenschap en raakten gauw de kluts kwijt bij steile hellingen. Beide innovaties maken het mogelijk de ijsdikte vanuit de ruimte met een grotere nauwkeurigheid te meten ten opzichte van de eerdere satellieten.
Complex systeem
De nieuwe gegevens moeten een nauwkeuriger beeld opleveren van de water- en ijshuishouding op aarde en de mogelijke gevolgen hiervan voor het klimaat. Alles bij elkaar een complex systeem, dat volgens Schrama niet eenvoudig te doorgronden is. Want behalve de menselijke invloeden op het klimaat heb je ook te maken met natuurlijke cycli. ‘Achttienduizend jaar geleden kon je van Nederland naar Engeland lopen zonder natte voeten te krijgen. Al dat water lag opgeslagen in landijs. En nog steeds zie je de gevolgen van die ijstijd. In Scandinavië bijvoorbeeld komt het land nog steeds een stukje omhoog, dus relatief gezien daalt de zeespiegel daar.’
Wetenschappers van het Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) voorspellen voor de komende honderd jaar een gemiddelde zeespiegelstijging van tien tot negentig centimeter. Het is op dit moment onbekend welke rol ijsafsmelting daarin speelt. Complexe klimaatmodellen kunnen daarover uitsluitsel geven, maar die moeten gevoed worden met nauwkeurige gegevens.
‘Zeespiegelstijging is dus niet een kwestie van meters per jaar’, zegt Schrama. ‘Je ziet momenteel veranderingen van twee tot drie millimeter per jaar. Het is nog onduidelijk of deze stijging een natuurlijke oorzaak heeft, of dat het broeikaseffect een rol speelt.’
Deze onzekerheid maakt de factor tijd tot één van de belangrijkste variabelen. We beschikken nu over dertig jaar bruikbare satellietgegevens. CryoSat komt met een nieuwe lading puzzelstukjes. Daarna is het aan de wetenschap om die grote klimaatpuzzel, zo ver als mogelijk is, in elkaar te passen.
Voor meer informatie:
Michel van Baal, persvoorlichter ESA, 071- 565 3006
Christine Windmeijer, persvoorlichter Faculteit Luchtvaart-en Ruimtevaarttechniek, tel. 015 278 8654 of 06-53 52 52 56.
