Å måle fuktighet i global skala

Prøver for å måle fuktigheten i jorda
9 mars 2010

SMOS skal måle saltholdigheten i havet og fuktigheten i jordsmonnet i global skala. Men for å klare det må dataene fra rommet sammenliknes med data tatt på jorda. Den første valideringskampanjen for å bekrefte dataene fra SMOS har allerede funnet sted i Australia.

ESAs jordobservasjonssatellitt SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) ble skutt opp 2. november 2009. SMOS er fortsatt i innkjøringsfasen i rommet, men har allerede levert de første kalibrerte bildene av lystemperatur.

Lystemperatur er et tall på strålingen fra jordas overflate og kan brukes til å utføre globale målinger av fuktigheten i jordsmonnet på land og saltholdigheten i havet. Disse dataene vil øke kunnskapen vår om jordas store vannsyklus og være med på å forbedre vær- og klimamodeller, samt være nyttig for både landbruk og forvaltning av vannressurser.

En viktig del av prosjektet er flere feltkampanjer planlagt over hele verden. De skal sørge for at SMOS’ målinger stemmer overens med virkeligheten. Feltkampanjene omfatter målinger fra bakken, lufta, skip, havbøyer og plattformer. Forskere fra Nanseninstituttet i Bergen er med på både innkjørings- og valideringsfasen av satellitten.

Data fra fly og bakken

Aircraft mapping microwave emissions
Målinger ved hjelp av fly

Den første kampanjen for å validere dataene over fuktigheten i jordsmonnet fant nettopp sted i Australia, sørøst i landet. Australia passet bra fordi det nå er sommer der, med høy plantevekst. Både lystemperaturdataene og de utledete dataproduktene for fuktighet i jordsmonnet må valideres. For å oppnå dette ble data samlet både fra lufta ved hjelp av fly, og fra bakken.

Hver runde med flyet tok prøver fra 10 ulike steder, at areal som til sammen måler 100 ganger 50 kilometer. Disse prøvene ble så sammenliknet med dataene fra SMOS, i bane rundt jorda mer enn 760 kilometer oppe.

En gruppe på 20 forskere og studenter fra både Australia og Europa samlet inn jorddataene slik at de kan sammenliknes direkte med data fra SMOS. Studentene og forskerne samlet også inn annen informasjon, som temperatur, overflate, og type og tetthet av vegetasjonen som dekker bakken.

Perfekt testmiljø

AACES test site
Testområdet til AACES

Feltkampanjen calles for AACES, Australian Airborne Calibration/Validation Experiments for SMOS. Den ledes av Universitetet i Melbourne og støttes av det australske forskningsrådet. Kampanjen skal samle inn data fra luft og jord i en 500 kilometer lang del av Australia som kalles for the Murrumbidgee Catchment. Erfaringene fra tidligere feltkampanjer sikret at feltkampanjen var nøye planlagt og gikk bra.

Testområdene er unike fordi de har mange forskjellige topografiske, klimatiske og jordsmonnmessige forhold. Dette gjorde at endringer på grunn av årstiden kunne kartlegges i stor skala.

De første resultatene av kampanjen

Den fem uker lange kampanjen startet i midten av januar. Da var været svært varmt og tørt, med perioder med mye regn. Fuktigheten i bakken varierte fra 5 til 40 prosent, og utgjorde et perfekt uttestingsmiljø for SMOS.

Valideringskampanje i Europa

Measuring surface roughness
Målinger av overflaten på jordsmonnet

- Feltkampanjen har vær en stor suksess, sier professor Jeff Walker ved Universitetet i Melbourne. - Vi fikk mye regn midt i kampanjen, noe som sørget for både varme og tørre og kalde og våte forhold, og ga et rikt datasett. Valideringskampanjen vil kunne måle hvor nøyaktig SMOS er.

Calibrated SMOS image over Australia
Kalibrert bilde av Australia tatt av SMOS

Nå venter forskerne spent på data fra jordobservasjonssatellitten slik at de kan begynne å analysere datasettene fra kampanjen. Dataene blir også en del av en standardisert global database, the International Soil Moisture Network, som kan brukes fritt av forskere over hele verden.

Måling av fuktighet i jordsmonnet i global skala

Den neste feltkampanjen for SMOS vil fortsette arbeidet med å validere dataene for fuktighet i jordsmonnet, og også omfatte validering av saltholdighetsdata fra hav. Den vil bli utført av ESA i samarbeid med den franske romorganisasjonen CNES i Danmark, Tyskland, Frankrike og Spania i april og juli 2010. Da vil både målinger fra fly og fra bakken bli sammenliknet med data fra SMOS.

Copyright 2000 - 2014 © European Space Agency. All rights reserved.