Uusi menetelmä suurten pohjoisten järvien jään paksuuden satelliittimittauksiin
Järvien jääpeitteen vuosittainen kesto ja paksuus pohjoisilla alueilla ovat selkeitä indikaattoreita ilmastossa tapahtuville muutoksille. Jääpeitteen ominaisuudet ovat myös olennaisia laadittaessa sääennusteita. Jääpeitteen ominaisuuksia ja siinä tapahtuneita muutoksia on tutkittu paljon paikallisin mittauksin sekä mallinnuksen avulla, mutta etenkin Arktisilla alueilla suorat ja kattavat havainnot ovat tyypillisesti erittäin hankalia toteuttaa. Tästä johtuen satelliittimittaukset ovat luontevin vaihtoehto kattavien havaintoaikasarjojen saamiseksi.
Satelliittimittauksia on käytetty aiemminkin järvien jääpeitteen seurannassa; jääpeitteen kattavuudesta ja myös jään paksuudesta on ollut mahdollista saada havaintoja mm. tutka-instrumentein. Soveltuvat havaintoaikasarjat ovat kuitenkin olleet rajattuja sekä ajallisesti että alueellisen kattavuutensa suhteen. Nyt kehitetyn menetelmän suurimpana etuna ovat 1970-luvulle ulottuvat globaalit, päivittäiset havaintoaikasarjat. Menetelmä soveltuu pinta-alaltaan suurille järville, johtuen käytetyn satelliitti-instrumentin (mikroaaltoradiometri) rajallisesta erottelukyvystä. Järviä, joihin menetelmää voidaan suoraan soveltaa, ovat mm. Laatokka, Baikal-järvi sekä Pohjois-Amerikan suuret järvet.
Menetelmäkehityksessä verrattiin satelliittihavaintoja usean vuoden ajanjaksolta kahdelta Kanadan pohjoiselta järveltä (Iso Orjajärvi ja Iso Karhujärvi) kerättyihin manuaalisiin mittauksiin sekä mallinnustuloksiin jään paksuudesta. Yhdysvaltain Avaruusjärjestö NASAn Aqua -satelliittiin sijoitettu AMSR-E mikroaaltoradiometri havainnoi maanpintaa usealla mikroaaltotaajuudella. Ilmatieteen laitoksessa ja Aalto-yliopistossa kehitetyllä emissiomallilla tutkittiin satelliittimittaukseen vaikuttavia tekijöitä ja eriteltiin jään paksuuden mittaamiseen parhaiten soveltuvat havaintotaajuudet. Tutkimus julkaistiin vertaisarvioidussa Remote Sensing of Environment -lehdessä.
Lisätietoja:
Ryhmäpäällikkö, TkT Juha Lemmetyinen, puh. 040 730 3663, juha.lemmetyinen@fmi.fi
Alkuperäinen artikkeli:
Kang, K-K., C. R. Duguay, J. Lemmetyinen, and Y. Gel, 2014. Estimation of ice thickness on large northern lakes from AMSR-E brightness temperature measurements. Remote Sensing of Environment. 150, 1-19, DOI: 10.1016/j.rse.2014.04.016.