Bild: Esa-Pierre Carril

Havet från rymden - satelliter berättar

Att ta vattenprover till havs är inte längre det enda sättet att studera havet. Data från rymdsatelliter kan berätta vilken slags partiklar som finns i vattnet, och det kan ge oss viktig information om till exempel erosionen i ett område.

Vattnet i havet kan variera mycket i färg. I det öppna havet är det blått eller grönt och i kustområdena kan det vara allt från blått och grönt till gult och brunt. Färgen avgörs av vilka partiklar och alger som finns i havet och hur höga koncentrationerna är. Partiklarna kan vara fytoplanktonsegment eller uppslammat organiskt eller oorganiskt material som sand- och lerpartiklar. Löst organiskt material ger gult vatten eftersom det absorberar ljus i den blågröna delen av ljusspektrat. Oorganiskt suspenderat material sprider ljuset mest och på satellitbilder ser havet ljusare ut där det finns mycket sådana partiklar. Algblomningar bruka färga vattnet grönt och om det finns höga koncentrationer av dinoflagellater kan vattnet till och med vara rött, vilket kallas red tides.

Bilderna som satelliterna genererar använder vi för att övervaka algblomningar och för att räkna ut mängden uppslammat oorganiskt material i havet.

Att känna till vilka partiklar som finns i vattnet är viktigt för att förstå processer som pågår. Stora mängder uppslammat material kan till exempel vara ett tecken på erosion och stor avrinning från land. Det kan i sin tur bero på stora mängder nederbörd eller på extrema väderförhållanden som stormar och översvämningar.

Miljöövervakning via satellit

För att kunna studera färgen på havsvattnet, har vi använt satelliter. Satelliternas marina sensor ger varannan dag en bild av Östersjöns område med 300 meter upplösning. Bilderna som satelliterna genererar använder vi sedan för att övervaka algblomningarna under sommaren, och nu har vi även tagit fram en metod som kan användas för att räkna ut mängden uppslammat oorganiskt material i havet utifrån bilderna. På så sätt får vi en uppfattning om fördelningen av oorganiskt material i hela Östersjöområdet.

Bilden till vänster: Med hjälp av den nya metoden går det att utläsa fördelningen och koncentrationen av oorganiskt material i Östersjön från satellitbilderna. Bilden visar de genomsnittliga halterna i april 2018.
Bilden till höger: Satellitbilderna kan också ge information om halterna av klorofyll a i vattnet, vilket är ett mått på hur omfattande vårblomningen är på olika platser i Östersjön. Bilden visar de genomsnittliga halterna i april 2018.
Bildbehandling: D Kyryliuk; copyright ESA

Bråviken täckt av is; vanlig färgbild från modifierad Copernicus Sentinel-2b-data, 2018-06-28. Bildbehandling med EO Browser, D. Kyryliuk 2019; copyright EUMETSAT, ESA.

Bilderna visar att den största andelen oorganiskt material finns inom några mil från kusten, framför allt när det gäller större partiklar som sand. Endast små och lätta oorganiska partiklar, som silt och lera, kan förflyttas längre utanför kustområdet; de kan vara sammansatta med organiskt material som gör att de blir lättare och kan sväva i vattnet. Satellitbilderna visar också tydligt att det finns högre halter oorganiskt material i grundare områden, som till exempel i Kuriska sjön, Vistulalagunen vid Gdanskbukten och Moonsund vid Estlands kust.

Att känna till vilka partiklar som finns i vattnet är viktigt för att förstå processer som pågår.

Det går också att se skillnaderna mellan Vänern och Vättern när det gäller suspenderat oorganiskt material. I Vättern, som är mycket klarare och djupare, finns lägre koncentrationer. Vänerns södra bassäng, som är starkt påverkat av jordbruk, har högre halter av suspenderat oorganiskt material än den norra bassängen, som är omgiven av skog och är lite djupare. Det här kan illustrera hur skogen motverkar erosion medan jordbruk leder till ökad erosion och därmed ökad avrinning av partiklar.

Flera användningsområden

Den nya metoden att räkna ut mängden partiklar i havet utifrån satellitdata kan användas för att bedöma effekten av säsongsförändringar, till exempel variationer i nederbörd, och för att utvärdera effekten av klimatförändringarna som leder till fler extrema väderhändelser som stormar och översvämningar.

Att känna till koncentrationen av partiklar i havet är också viktigt eftersom höga halter av oorganiska partiklar påverkar ljusförhållandena i vattnet. Det har en stark påverkan på både tillväxten av växtplankton och på hur djupt makroalger kan växa.

Till och med fiskars lek och beteende kan påverkas av hög grumlighet. Rovfiskarna kan exempelvis ha svårt att hitta byte när vattnet är grumligt. Den nya metoden kan därför bli viktig i förvaltningen av våra kustområden.

SATELLITÖVERVAKNING AV HAVET

2014 inrättade Europeiska kommissionen tillsammans med den europeiska rymdorganisationen ESA (European Space Agency) det så kallade Copernicusprogrammet. Målet är att förbättra miljöövervakningen och att kartlägga effekter av miljöförändringarna.

Genom sju olika satelliter (Sentinellerna) övervakas alla jordens landområden, haven och atmosfären. Övervakningen ger information om till exempel utbredning av moln och is, om skogsbränder och översvämningar.

Sentinel-3 är gjort för att övervaka havet och har olika optiska och infraröda sensorer som mäter till exempel havets färg och yttertemperatur.

Den marina sensorn Ocean and Land Color Instrument (OLCI) kan mäta olika indikatorer i havet som avgör vattenkvaliteten till exempel klorofyll-a (som är ett mått på biomassa av fytoplankton), siktdjup, löst organiskt material, uppslammat material och grumlighet. För Östersjöns område ger sensorn en bild varannan dag med 300 meter upplösning.

Forskning som utgår från satellitdata är ett snabbt växande område. Copernicusprogrammet är ett av de viktigaste forskningsområden som stöds av Svenska rymdstyrelsen.
TEXT OCH KONTAKT:
Susanne Kratzer, Institutionen för ekologi, miljö och botanik, Stockholms universitet
LÄS MER:
Summer distribution of total suspended matter across the Baltic Sea. Artikel i vetenskaplig tidskrift.

Baltic Sea from Space. The use of ocean colour data to improve our understanding of ecological drivers across the Baltic Sea basin. Doktorsavhandling.

MER LÄSNING

Bild: {{item.image_copyright}}

{{item.item_head}}

{{item.ii_caption}}

Laddar nästa artikel..