INSTITUTT FOR MATEMATISKE REALFAG OG TEKNOLOGI, UMB

(1)

1

FOR MATEMATISKE REALFAG OG TEKNOLOGI, UMB

GEOMATIKK OG GLASIOLOGI

CECILIE ROLSTAD

• Klimaendringer – avsmelting fra breer

• Prosjekter ved UMB

• Geofaglig verktøykasse – studier ved UMB

(2)

2

INSTITUTT FOR MATEMATISKE REALFAG OG TEKNOLOGI, UMB

www.umb.no

TEMPERATUR 2090

This display uses data provided by the Community Climate System Model project supported by the Directorate for Geosciences of the National Science Foundation and the Office of Biological and Environmental Research of the U.S. Department of Energy.

Høy befolkningsvekst, middels økonomisk vekst, høyt energiforbruk

dvs. : ”business as ususal”.

(3)

3

Is og brebevegelse i Antarktis

(4)

Antarktisiskappa i bevegelse,

tolkninger av observasjoner i satellittbilder

(5)

Optisk: synlig, nær-IR, termisk-IR

(6)

6

www.umb.no

“Flow traces” strekker seg nærmere 1000 km innover fra Recovery Glacier sin grunningslinje.

RADARSAT ANTARCTIC MAPPING PROJECT 1997

Is strømmer:

- sediment deformasjon?

- isstrømmer endres (GPR).

(7)

7

Brebevegelse:

Mønstergjenkjenning på sprekk- mønsteret i optiske eller SAR bilder, gjennomsnittshastighet 1 år,

usikkerhet ~10 m

InSAR, relativ hastighet,

gjennomsnittshastighet over 1 til 30 dager,

usikkerhet ~10 mm

(8)

8

www.umb.no

Generering av data: Bunn topografi Hastighet: optisk og InSAR GPR ⇒ GIS

(satellitt bilder for interpolasjon)

(Melvold, K., og Rolstad, C., 2000)

(9)

9

Posisjon av grunningslinje:

InSAR

Optisk (force budget)

Avstand grunningslinje til Isskille er viktigste parameter for isvolumet!

Tilbaketrekking av grunningslinja ved Pine Island Glacier, 1992 til 1996 (Rignot, 1998)

(10)

10

www.umb.no

MODIS image courtesy of NASA's Terra satellite, supplied by Ted Scambos, National Snow and Ice Data Center, University of Colorado, Boulder .

31 januar, 2002 5 mars, 2002

PÅVIRKER ISBREM INNENLANDS ISDRENERING?

TILBAKETREKKING AV GRUNNINGSLINJE?

OPTISKE SATELLITTBILDER: OPPKALVING AV ISBREM

(11)

11

VOLUMENDRINGER FRA SATELLITT:

RADAR ALTIMETER

1992 – 99, ERS-1/2

Shepherd et al.,

Science 2001

(12)

Hvorfor endres isvolumet nå?

- endring av dagens klima?

- tilpasning til tidligere klimaendringer?

- årsvariasjoner i snøakkumulasjon?

- endring av isdrenering?

(13)

13

SATELLITTDATA TIL MODELLVERIFIKASJON

HASTIGHETSFELT (LANDSAT TM)

OVERFLATEHØYDE/HELNING (ALTIMETER)

(Rolstad, C., 2006)

(14)

14

www.umb.no

GPR DATA TIL MODELLVERIFIKASJON

Modellert temperaturfordeling, temperert bunn

(Rolstad, C., 2006)

(15)

15

Force budget: posisjon av grunningslinja,

isbremmens påvirkning på bevegelsen av den grunnede isen.

(Rolstad, C., I.M. Whillans, J.O. Hagen, E. Isaksson, 2000)

Hastigheter fra satellitt bilder

Overflate helninger fra GPS

Istykkelse fra GPR

(16)

16

www.umb.no

INSAR: HASTIGHETSFELT, PINE ISLAND GLACIER

GROUND PENETRATING RADAR: BUNNTOPOGRAFI/SEDIMENTER OBSERVED GROUNDINGLINE RETREAT AND ICE THINNING

(Rolstad, C., D.G. Vaughan and A. Shepherd, 2002)

(17)

17

Høyde Istykkelse

Strain rate Beregnede tillatte målefeil

Jutulstraumen dreneringsområde,

fra isskille til grunningslinja.

(18)

18

www.umb.no

Sannsynlighet for at havnivå skal øke med mer enn 1 m per 100 år de neste 200 år pga. nedsmelting av iskappa i Vest-Antarktis er på 5 % (Vaughan and Spouge, 2002).

Smelter isen?

Sannsynlighet for at havnivå skal øke med mer enn 1 m per 100 år de neste 200 år pga. nedsmelting av iskappa i Vest-Antarktis er på 5 % (Vaughan and Spouge, 2002).

Vi trenger tidsserier med satellittobservasjoner - istykkelse

- oppkalving av isbremmer - hastighetsfelt

- posisjon av grunningslinje

- Oppkalving av isbremmer vil ikke påvirke drenering av Jutulstraumen, DML

- Modellering viser at området er i balanse i forhold til siste istids endringer

(19)

Det internasjonale polaråret (IPY) 2007- 2008: Glaciodyn

Foto: Monica Sund

Prosjekter UMB

(20)

20

www.umb.no

• Prof. J. Oerlemans (Utrecht University, The Netherlands) Prof. J. O. Hagen (UiO, Norway)

• Varighet: 2007 til 2010

• Det internasjonale Glaciodyn prosjektet har medlemmer fra 17 land

• Det norske Glaciodyn prosjekt:

NP International partners:

NVE University of Utrecht, NL, (IMAU) Prof. Oerlemans.

UiO University of Silesia, PL, (USi). Prof. Jania

UMB University of Cambridge, UK,(SPRI), Prof. Dowdeswell UNIS University of Alberta,CA (UA), Prof. Sharp

NORUT IT University of Maine, USA (UMa), Dr. Hamilton Iowa State University, USA, (ISU), Prof. Iverson

University of Bristol, UK (UB), Prof. Bamber and Wadham University of Swansea, UK (USw) Dr. Adalgeirsdottir.

University of Innsbruck, A (UI) Dr. Obleitner.

Pennsylvania State University, USA, Dr. Anandakrishnan.

University of Uppsala, S (UU) Dr.Pohjola.

(21)

21

BREER - FELTARBEID

Alaska, the Canadian Arctic, Greenland, Iceland, Svalbard, northern Scandinavia, and the Russian Arctic.

SVALBARD: AUSTFONNA OG KRONEBREEN/KONGSVEGEN

FASTLANDET: ENGABREEN OG LANGFJORDJØKULEN

(22)

22

www.umb.no

HOVEDMÅL FOR NORGES BIDRAG

Quantify current mass budget of each glacier, including calving where applicable.

Test and develop a new model of calving processes.

Develop numerical models, incorporating improved sliding and calving functions.

Predict future glacier response to a range of climate change

scenarios.

(23)

23

DEL-PROSJEKTER

WP 1 Mass balance, geometry and bed topography WP 2 Remote sensing

WP 3 Subglacial processes

WP 4 Calving processes

WP 5 Modeling

(24)

24

www.umb.no

KONGSVEGEN/KRONEBREEN SVALBARD

TERRESTRISK FOTOGRAMMETRI

(25)

25

HVEM ER DETTE?? PhD student Monica Sund, UNIS

Terrestrisk fotogrammetri - kalvings lov Kronebreen

(26)

26

www.umb.no

Bakkebasert interferometrisk radar ISPAS – IMT,

Måleperiode 29 aug. – 2 sept. 2007

Test av måleinstrumentering - støttet av Innovasjon Norge Ca 45 timer målinger med radar (HH,VH,VV)

Ca 45 timer med video

Daglige innmålinger av avstanden til utvalgte punkter på

Kronebreen med laser

(27)

27

Radar

FMCW

Frekvens 5.75 GHz Oppløsning 1 m

Antennelobe 9 grader Polarisasjon HH,VV,VH Uteffekt 0.01 W

Tid mellom målinger 0.5 s

(28)

28

www.umb.no

Laser avstandsmålinger

(29)

29

Måleområde

(30)

30

www.umb.no

Test av polarisasjon

HH VH VV

(31)

31

Radar målinger av Kronebreen

29 – 30 aug. 2007

(32)

32

www.umb.no

Identifikasjon av kalving

10.08.31 10.09.01 10.09.31

10.10.01

(33)

33

Interferometriske målinger 29 – 30 aug. 2007

4036 – 4039 m 4190 & 4192 m

Hastighet ca 2.7 m pr. døgn Hastighet ca 2.5 m pr. døgn

(34)

34

www.umb.no

Ekspedisjonskunstner

Siri Kollansrud

(35)

35

Terrestrial photogrammetry

- velocity - topography

PhD student Anne Chapuis, IMT, UMB

Numerical ice flow modelling Kronebreen - Holtedalsfonna

(36)

36

www.umb.no

UPDATING NORTH ATLANTIC GLACIER LENGTH RECORDS FROM OPTICAL SATELLITE IMAGES

C. Rolstad, Norwegian University of life sciences, cecilie.rolstad@umb.no

J. Oerlemans, IMAU, Utrecht University, J.oerlemans@phys.uu.nl

(37)

37

Oerlemans, Science 2005

REKONSTRUKSJON AV TEMPERATUR FRA ÅR 1600 TIL 2000

(38)

GEOMATIKK OG GLASIOLOGI: GEO FORUM 2006

www.umb.no

Landsat 7 ETM+

Jan Mayen 13 Sept 2002

(39)

39

SLAKBREEN SVALBARD

(40)

40

www.umb.no

Mass and energy balance measurements and modeling. Jan Mayen

PhD student John Hulth, IMT, UMB

(41)

41

Geodetic mass balance Western Svartisen 1968, 1985 and 2002.

Photogrammetry: new terrainmodel from 2002 aerial photos.

Master student Torborg Haug, strain net (May-June 2007)

(UMB – NVE)

(42)

42

www.umb.no

www.sarepta.org

(43)

43

(44)

44

www.umb.no

(45)

45