Fagstoff

Prinsipper for jordobservasjon ved bruk av radar

Publisert: 07.06.2010, Oppdatert: 03.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut

Ved optiske sensorer er det mulig å benytte spektral informasjon for å skille mellom ulike typer overflater. For en mikrobølgeradar er det spredningstverrsnittet som inneholder informasjon om objektet, og som gir oss mulighet til å skjelne mellom forskjellige typer objektoverflater.

Et radar-instrument om bord på en satellitt sender radarsignaler på skrå ned mot jordoverflaten. Det betyr for eksempel at et speilblankt hav sender radarsignalene vekk, slik at ikke noe stråling kommer tilbake. Da blir radarbildet svart. Hvis det er ujevnheter på overflaten, for eksempel bølger, vil vi få noe refleksjon tilbake til instrumentet. Da blir bildet mer eller mindre grått, avhengig av hvor store havbølgene er. Hvite bilder betyr at en stor del av radarstrålene kommer tilbake til satellitten.

Radar og tilbakespredningRadarinformasjon
Opphavsmann: Narom
Illustrasjonen viser at tilbakespredning øker med ruheten til overflaten. Den glatte overflaten vil gi refleksjon vekk fra radar-instrumentet og blir derfor usynlig for instrumentet.

Dersom vi studerer radarinformasjonen fra åpent hav, vil tilbakespredningen avhenge om havet i de øverste 2-3 cm er rolig eller opprørt. Det er kapillarbølgene (bølger på havoverflaten med noen få centimeters bølgelengde) som er viktigst for tilbakestråling fra havoverflaten.

 

Dette benyttes også til klassifisering av ulike istyper ved bruk av radar-instrument. De viktigste
Havis øst for SvalbardHavis øst for Svalbard
Opphavsmann: ESA

faktorer for tilbakespredning av mikrobølger er isens overflatestruktur, alder og saltinnhold.

Nylagt is gir også en totalrefleksjon vekk fra satellitten, og informasjonen kan derfor ikke skilles fra en speilblank havoverflate. Når isen tykner til, dannes frostroser som øker tilbakespredningen. Brytes isen opp i isflak, dannes mange uregelmessige flater med gode refleksjonsegenskaper. Tilbakespredningen vil deretter avta etter hvert som isflakene vokser seg større.

Mot sommeren vil vann på isen gjøre det umulig å aldersbestemme isen. Det er også registrert at flerårsis har bedre tilbakespredningsegenskaper enn førsteårsis. Dette skyldes at radarbølgene trenger lenger ned i gammel is da øvre del har mindre saltinnhold. Dette fører til spredning fra et større volum. Havisbildet er et opptak gjort av radarsatellitten ERS-2. Opptaket er gjort øst for Svalbard 24. februar 2010.

Det er vanskelig å basere klassifisering av istyper på radarbilder alene da informasjonen ikke er entydig. Optiske bilder er nyttig tilleggsinformasjon sammen med kontroll ute i felten.

Radarsatellitten CryoSat-2

ESA sin issatellitt CryoSat-2CryoSat-2
Opphavsmann: ESA

Den europeiske romorganisasjonen ESA sin issatellitt CryoSat-2 som ble skutt opp i april 2010, har som oppgave å finne ut hvor mye is vi har på jorda, hvor tykk den er, og hvordan den forandrer seg.
CryoSat-2 har et radarinstrument som skal skaffe presise målinger av tykkelsen på flytende havis, slik at årlige variasjoner kan oppdages. Det andre målet er å undersøke overflaten på iskappene slik at man her også kan oppdage små forandringer.

I tillegg har CryoSat-2 en radarbasert høydemåler om bord som kalles SAR/Interferometric Radar Altimeter (SIRAL). Instrumentet måler for eksempel tykkelsen på flytende havis ved å måle høyden som stikker opp over vannet. Når denne høyden er kjent, kan hele istykkelsen måles så lenge forskerne vet hva isens tetthet er.

Oppgaver

Generelt