Observationer af indlandsisens udvikling

Målinger af isens tyngdefelt

De bedste målinger af hele iskappen er opnået med GRACE-satellitterne (Gravity Recovery and Climate Experiment). At vi i dag med sikkerhed ved, at iskapperne mister masse, skyldes det især observationer fra dem. 

De to GRACE satellitter kredser om kloden i en 485 kilometer høj bane med en indbyrdes afstand på 220 kilometer. De overflyver et givet punkt på jordoverfladen med 30 dages mellemrum.

Når tvillingesatellitterne flyver hen over en stor masse som f.eks. Indlandsisen på Grønland, trækker massen først i den forreste satellit og derpå i efterfølgeren. Det skaber små variationer i afstanden mellem de to satellitter, hvilket måles ved hjælp af mikrobølger, som afsendes mellem satellitterne.

Ændringerne i den indbyrdes afstand omregnes til tyngdefeltet og dermed til iskappens masse i et givet område. Når en iskappe mister masse på grund af øget smeltning og kælvning af isbjerge, registreres det i de gentagne målinger.

Svagheden ved tyngdemålinger er, at satellitterne ikke kan skelne mellem masseændringer i isen og masseændringer som følge af landhævning. Landet har hævet sig omkring iskapperne siden istidens afslutning, fordi undergrunden ved begyndelsen af den nuværende mellemistid blev befriet fra trykket fra istidens meget store iskapper.

Den igangværende landhævning må derfor modelleres og trækkes fra den samlede masseændring for at bestemme ændringerne i iskappen.

Tyngdemålinger med GRACE-satellitterne fra 2002 og fremefter har vist, at Indlandsisens massetab ligger mellem 150 og 300 kubikkilometer om året.  Det svarer til årlige stigninger i det globale havniveau på mellem 0,4 og 0,8 millimeter.

Analyse fra danske forskere på DTU viser, at alle dele af Grønland har tabt is siden 2002.

Desværre har GRACE-satellitterne ikke været operationelle siden juni 2016, men der kommer en ny GRACE-Follow On (GRACE-FO) satellit mission, der blev lanceret i foråret 2018.

GPS-målinger viser landhævning og smeltning

Et netværk af GPS-stationer findes på grundfjeldet langs isranden på både Vestantarktis og i Grønland. Stationerne måler den igangværende landhævning, og de opnåede data gør det lettere at tolke tyngdemålingerne fra GRACE satellitterne, så iskappernes massetab kan bestemmes med større sikkerhed.

Stationerne er så følsomme, at de også kan måle landhævning som følge af nutidig smeltning af isen og selv landsænkninger, der sker om vinteren på grund af snedyben på Grønland.

Andre GPS-stationer anbringes på iskapperne, hvor de anvendes til at måle isens flydning og bestemme hastigheden af isens bevægelser på overfladen samt måle højdeændringer som følge af isens flydning. Selvom is er vand på fast form, flyder det nemlig stadig en smule.

Observationerne koordineres via det internationale program POLENET med USA som primus motor. Fra 2010 har 54 GPS-stationer været installeret hele vejen rundt om Indlandsisen på Grønland i delprogrammet GNET, mens 32 stationer er sat i drift på Vestantarktis.

Højdemålinger fra satellitter og fly

Højdemålinger af iskappernes overflader fra satellitter og fly viser ændringer i isens masse. De mest anvendte metoder er radarmålinger og lasermålinger (LIDAR), men også satellitter som ESA Cryosat og NASA ICEsat bliver brugt.

Ved radarmålinger sendes radarbølger ned imod isen, hvorfra bølgerne reflekteres af overfladen tilbage til flyet eller satellitten. Ankomsttidspunktet af de reflekterede bølger viser iskappens højde på et givet sted - jo hurtigere bølgerne vender tilbage, jo højere beliggende er overfladen i det område, som overflyves.

Fordelen ved satellitmålinger er, at de kan dække hele iskappen, men opløsningen er ikke så høj som ved målinger fra fly, særligtæt på kysterne, hvor randen af iskappen er stejl. 

Lasermålinger fungerer efter samme princip.

En af de bedste satellitter til højdemålinger er Cryosat, som kan påvise højdeændringer på blot 1,5 centimeter over arealer på 100 x 100 kilometer. Højdeændringer over mindre geografiske områder kan måles med høj opløsning fra fly, men til gengæld er det praktisk umuligt at dække de gigantiske iskapper i deres helhed.

Svagheden ved højdemålinger er, at højdeændringer ikke nødvendigvis er lig med masseændringer. Hvis sne fryser til is, som er mere kompakt, synker overfladen, men massen ændres ikke. Forskere bruger modeloutput fra  bl.a., DMI’s højtopløst regionale klimamodel HIRHAM5 til at bestemme denne effekt.

Højdemålingerne viser, at iskappens centrale dele vokser en lille smule som følge af øget nedbør. Men akkumulationen af sne kan ikke følge med massetabet fra de nedre dele af iskappen, hvor isen udtyndes. Dette gælder især i Sydøstgrønland.