ESA pitää silmällä Etelämantereen jäätilannetta

Tilanne on hankala, mutta ei aivan ennenkokematon: vain muutama kuukausi sitten myös brittiläinen napatutkimusalus oli vaikeuksissa, kun se pyrki Weddelin meren itälaidalla sijaitsevaa Halley-asemaa kohden. Etelänavan kesän (eli pohjoisen pallonpuolen talven) aikaan jatkuva auringonvalo saa jään reunan vetääntymään kohti rannikkoa sen verran, että tieteellisiä tutkimusasemia voidaan huoltaan laivojen avulla, mutta viime kesän aikana tilanne oli toisin. Vaikka kaikki merkit viittaavat eteläisen napaseudun lämpötilan nousuun, ovat viime kuukausien sääolot olleet varsin erikoisia. Brittien etelämannerohjelman huoltoalus RRS Ernest Shackleton oli matkalla viemään tarpeita Halley-asemalle, kun se joutui kääntymään takaisin avomerelle epätavallisen paksun jään vuoksi.

ESAn meriä ja jäätä tutkiva yksikkö pitää jäätilannetta silmällä satelliittien keräämien tietojan avulla. Satelliittien mikroaaltotutkat kykenevät kartoittamaan jäätilanteen myös pilvien läpi, joten tietoa saadaan joka säällä ja jatkuvasti. Kun kuvia verrataan toisiinsa pitkältä ajanjaksolta, on helppo nähdä miten ahtojää ja jäälautat sulavat kunkin kesäkauden aikana - mutta tänä vuonna tapahtui kuitenkin jotain erikoista. "Shackleton on jäävahvistettu alus, mutta se ei kyennyt tunkeutumaan ahtojään läpi Weddelin meren itäosiin, koska jää oli epänormaalin paksua", kertoo tutkija Mark Drinkwater ESAsta. "Tämä on Halleyn aseman 44-vuotisen historian aikana ensimmäinen kerta, kun laiva ei päässyt käymään asemalla kesän kuluessa. Normaalisti tuulet ja merivirrat ajavat kesän aikana sulamatta jääneen ahtojään länsipuolelle Weddelin merta, jolloin alukset pääsevät helposti käymään itäpuolen tutkimusasemilla, joista Halley on vain yksi." Satelliittien tutkakuvat näyttävät selvästi helmikuun alun kesäjäässä olleen - ja laivan matkan keskeyttäneen - epänormaalin kielekkeen, joka ulottuu itään läpi koko altaan muotoisen Weddelin meren halki. Normaalivuotena tällaista kielekettä ei ole, vaan jää on vetäytynyt länsirannalle.

Vaikka alueen päällä on normaalisti varsin tasainen pilvikerros ja se on suuren osaa vuodessa joko hämärässä tai pimeässä, koska auringonvalo ylettää näin etelään vain kesällä, kyetään jäätä havaitsemaan satelliittien mikroaaltotutkien avulla. Tutka lähettää kohti maata heikon mikroaaltopulssin ja havaitsee sen takaisin heijastunutta sirontaa. Esimerkiksi ESAn ERS-2- ja Envisat -satelliiteissa olevat tutkat kuvaavat maan ja meren pintaa valokuvamaisen tarkasti pilvienkin läpi vuorokauden ympäriinsä, ja koska mikroaallot tunkeutuvat myös hieman pinnan sisäänkin, paljastavat kuvat myös eri tyyliset jääalueet. Kuvista voidaan erottaa helposti myös meren ja mantereen pinnalla olevat jääalueet.

"Kuvista nähdään hyvin, kuinka vesi ja merijää kiertävät Wedelin merta yleensä myötäpäivään, mutta tänä vuonna näin ei tapahtunut", kertoo Drinkwater ja analysoi tilannetta: "Tuulet olivat tänä vuonna erilaisia, minkä lisäksi jää oli paksumpaa, koska edelliseltä talvikaudelta oli jäänyt sulamatta tiivistä jäämassaa." Eräs huomiota herättävä asia kävi ilmi jo ensimmäisistä Envisatin julkaistuista kuvista keväällä, mutta jota ei tuolloin vielä huomattu: ympärivuotisen jää puuttui lähes täysin Weddelin meren luoteisosasta, läheltä Larsenin jäätikköä. "Nämä tiedot osoittavat ympärivuotisen ahtojään sijainnin suuren siirtymisen sekä siitä johtuen ahtojään normaalia suuremman määrän Weddelin meren itäosissa kesän lopussa", päättelee Drinkwater.

Tieto ei kuitenkaan auttanut Shackeltonin miehistöä, jonka piti joka tapauksessa kuljettaa vaihtomiehistöä, tarveaineita ja laitteita talvea varten varustautuvalle Halleyn asemalle. Lisäksi asemalta oli palaamassa henkilöitä sekä tutkimuslaitteita takaisinpäin. Sen jälkeen kun alus oli yrittänyt useaan kertaan löytää tien Halleylle joulu- ja tammikuun aikana, päätettiin laiva laittaa ankkuriin jäätikön reunalle noin 320 kilometrin päähän asemasta ja käyttää kuljetuksiin kolmea Halleyn Twin-Otter -lentokonetta. Kaksimoottoriset erikoiskoneet tekivät yli 40 lentoa jäätikölle aluksen luona, kunnes Shackelton höyrysi paluumatkalleen helmikuun 18. päivänä. Professori Chris Rapley, Brittien etelämannertoiminnan johtaja, oli lopulta tyytyväinen: "Tämä oli ensimmäinen kerta, kun huolsimme asemaamme sekä laivalla että lentokoneella, ja kaikki sujui erittäin hyvin - kiitos kaikkien jotka osallistuivat projektiin."

Jää vaikuttaa globaaliin ilmastoon

ESA osallistui operaatioon taka-alalla merijäätä satelliiteillaan kartoittamalla. Merijään tutkimus on tärkeää myös ilmastomuutoksen tutkimuksen kannalta, sillä jää on hyvä lämmöneriste. Se estää suhteellisen lämpimän meriveden ja viileämmän ilman lämmönvaihdon. Lisäksi kun merivesi alkaa syksyllä jäätyä, muodostuu veden pinnalle suolatonta jäätä, jolloin sulan veden suolapitoisuus puolestaan nousee, mikä puolestaan johtaa pinnan suolaisen (ja siten raskaamman) veden vajoamisen alaspäin. Tämä saa aikaan meressä vesimassan kiertoa.

Tällä haavaa ESAn tärkeimmät merijäätä havaitsevat satelliitit ovat ERS-2 ja Envisat. ERS-2 on jo ikääntymässä oleva satelliittiveteraani, joka yhdessä edeltäjänsä ERS-1:n kanssa merkitsivät 90-luvulla avaruudesta tehtävän ympäristötutkimuksen uutta aikaa. Envisat on puolestaan suurin ESAn koskaan laukaisema satelliitti, jonka kymmenen havaintolaitetta tutkivat merijään lisäksi meriä laajemmin, maa-alueita ja ilmakehää. Envisat laukaisiin maaliskuun alussa avaruuteen ja sen kamerat, tutka sekä muut havaintolaitteet ovat osoittautuneet erinomaisiksi. Envisatin ottamia upeita kuvia on katsottavissa osoitteessa http://www.esa.int/envisat/.

Seuraava ESAn erityisesti jäätä tutkimaan lähetettävä satelliitti on huhtikuussa 2004 laukaistava CryoSat, jonka erityisesti jään havaitsemiseen kehitetty tutkakorkeusmittari pystyy kuvaamaan merijään topografiaa ja paksuutta hyvin tarkasti. Yhdessä vuonna 2005 laukaistavassa Meteosatissa olevan uudenlaisen sirontamittarin kanssa CryoSat auttaa kartoittamaan yhä rutiininomaisemmin reaaliaikaista jäätilannetta ympäri maapallon.

Suomalaista jääosaamista

Myös suomalaiset ovat mukana merijään tutkimisessa ja sen kartoittamisessa satelliittien avulla. Perustutkimuksen ohella suomalaiset ovat erikoistuneet jäätietojen käyttöön käytännön laivaliikenteen avustamisessa, koska satelliittitietojen avulla talvista laivaliikennettä voidaan avustaa olennaisesti. Merentutkimuslaitoksessa tehdään asiaan liittyvää tutkimusta ja FG-Shipping Oy (nyt osa Finnlines-konsernia) on kehittänyt erityisen tietokoneohjelman, joka auttaa Itämerellä seilaavia laivoja löytämään edullisimman reitin kussakin jäätilanteessa.

Merentutkimuslaitoksen sivut: www.fimr.fi