EarthCARE – den hvite dragen – er i rommet

EarthCARE-satellitten er også kjent under kallenavnet «White Dragon». Det er på grunn av satellittens utseende, med hvit kropp og solcellepaneler som ligner en lang hale. På nettsiden sin skriver Den europeiske romorganisasjonen (ESA) at «I japansk mytologi er drager eldgamle og guddommelige skapninger som styrer vann og flyr på himmelen: en passende metafor for et oppdrag som skal studere skyer og aerosoler.»

EarthCARE

EarthCARE er ESAs sjette Earth Explorer-satellitt med fokus på skyer, aerosoler og stråling. Den er også den største og mest komplekse av ESAs satellitter, som brukes til å forske på jordas store systemer.

Satellitten er utviklet som et samarbeid mellom ESA og Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA). Ved hjelp av fire instrumenter skal satellitten fra 390 kilometers høyde hjelpe forskerne til å granske rollen skyer og aerosoler spiller i å reflektere solstråling tilbake til verdensrommet, samt hvordan de fanger infrarød stråling som sendes ut fra jordoverflaten. På den måten vil undersøkelsene bidra til at vi forstår klimaendringer bedre.

Hver av forskningssatellittene i ESAs Earth Explorers-program er altså dedikert til å observere et spesifikt jordsystem, så som kryosfæren, hydrosfæren, atmosfæren og ionosfæren – samt jordens indre. Aktuelle oppdrag fra programmet inkluderer CryoSat (is), SMOS (jordfuktighet og havsalinitet), Swarm (magnetisk feltoppdrag) og EarthCARE. De neste satellittene som skal skytes opp er Biomass (skogkarbon) og FLEX (fotosyntese).

Norske forskeres bruk av EarthCARE

Flere norske aktører kommer til å bruke data fra Earth Explorer-satellittene. Både NILU, Universitetet i Oslo (UiO), og Andøya Space AS er engasjert i EarthCARE CalVal (kalibrering og validering).

NILU støtter EarthCARE via to ulike aktiviteter; prosjektet Norsk initiativ for EarthCARE-validering av aerosolusikkerheter og strålingsprodukter i Arktis (NEVAR), og EVDC, som er ESAs Atmospheric Validation Data Centre.

NILUs NEVAR-prosjekt

– NEVAR-prosjektet tar sikte på å støtte geofysisk validering av EarthCARE-dataproduktene, forklarer Dr. Kerstin Stebel. Hun er prosjektleder for NEVAR, og seniorforsker ved NILUs atmosfære- og klimaavdeling (ATMOS). I november 2022 startet NEVAR med forberedende aktiviteter. Blant dem var å kartlegge kalibrerings- og valideringskapasiteten i arktiske land, samt å bidra til beste praksis-valideringsprotokoller.

NEVAR skal sette søkelys på to områder:

1. Evaluering av EarthCARE-observasjoner av totalkolonne aerosol samt deres usikkerheter, med spesifikt fokus på regionale vurderinger av aerosoler i Arktis.
2. Evalueringen av strålingsprodukter. De simulerte strålingsdataene vil bli evaluert mot EarthCARE-observasjonene.

– I det siste har vi utviklet programvareverktøy som bruker simulerte EarthCARE-data, slik at vi er klare for den faktiske valideringen av EarthCARE-produktene når dataene derfra kommer, sier Stebel.

Ifølge Stebels kollega, seniorforsker Arve Kylling, er det veldig interessant å se hvordan horisontal skyvariasjon påvirker strålingsusikkerheten og -variasjonen. Han vil analysere dette ved å sammenligne 1D og 3D Radiative Transfer Modeling-resultater for utvalgte steder i Arktis. Felles for disse stedene er at relevante overflatedata er tilgjengelige for å gi ytterligere begrensninger, i tillegg til at de har store sesongmessige endringer i overflatealbedo (dvs. snø/ikke snø).

Viktig datalagring på NILU – EVDC

–  Vi har sett frem til oppskytingen av EarthCARE, sier Ann Mari Fjæraa, en annen seniorforsker fra NILUs atmosfære- og klimaavdeling. – Vi har drevet EVDC-datasenteret på vegne av ESA i mange år, og for tiden er gruppen vår involvert i dataaktiviteter fra mer enn 200 forskere som jobber på tvers av rundt 40 internasjonale team.

Disse teamene utfører avgjørende satellittkalibrering og -validering av bakkebaserte målinger fra hele kloden. EVDC-datasenteret spiller en unik og viktig rolle i lagring av data for dette globale internasjonale samarbeidet, og sikrer at EarthCARE-satellittens observasjoner er nøyaktige og pålitelige. ESAs sky-, aerosol-, og strålingsutforsker EarthCARE er utstyrt med fire topp moderne måleinstrumenter. De jobber sammen for å gi et helhetlig syn på samspillet mellom skyer, aerosoler og stråling:

• Satellittens atmosfæriske lidar (ATLID) gir informasjon om toppen på skyene pluss profiler av tynne skyer og aerosoler.
• Skyprofileringsradaren (CPR) er levert av JAXA. Den gir informasjon om skyenes vertikale struktur, bevegelser og den indre dynamikken.
• Multispekter-kameraet (MSI) byr på breddeoversikt i flere bølgelengder.
• Bredbåndsradiometeret (BBR) måler direkte reflektert solstråling og utgående infrarød stråling.

Ved å bruke alle de fire instrumentene samtidig, kan vår forståelse av hvordan skyer og aerosoler påvirker refleksjonen av sollys og fanger varme direkte sammenliknes med målt reflektert solstråling og utsendt termisk stråling – kombinert på én satellitt. EarthCARE skal måle vertikale profiler av skypartikler og aerosoler, og hvor raskt de faller mot bakken. Det byr på ny innsikt i interaksjonene mellom skyer, aerosoler og nedbør. Den skal også registrere fordelingen av vanndråper og iskrystaller og hvordan de transporteres inne i skyene.

Disse essensielle dataene kommer til å forbedre nøyaktigheten til skyutviklingsmodellene, men også om skyenes oppførsel, sammensetning og interaksjon med aerosoler. I tillegg vil det forbedre fremtidige klimamodeller og støtte numerisk værprediksjon.