Vårslepp i elver fra verdensrommet

Hva er hastigheten i en elv? De som har prøvd Ole Brumms pinnelek, vil si at hastigheten varierer med hvor og når man måler. De forstår også at det er vanskelig å finne hastighetene og hvordan de varierer i store elver som St. Lawrence og Mackenzie, uten tilstrekkelig mange pinner. Men kan man bruke satellittbilder?

Mackenzie elven i nordlige Canada med utbygging av sandbanker der hastigheten på elvevannet er lav, men uten strømmende is (Ill.: ALOS AVNIR).

I en ny studie av topografiske satellittbilder tilfeldigvis tatt i vårløsningen over det snødekkede Canada fant Andi Kääb, professor i geomatikk ved Institutt for geofag, at bildene kunne brukes til å måle hastigheten av isflak i elvene St. Lawrence og Mackenzie. Alternativet til Brumms-pinnelek var oppdaget.
- Vanligvis tar ikke topografiske satellitter bilder av snødekte landskap fordi man har ment at de ikke kan brukes til noe, forteller han. Men de kan altså brukes til å bestemme hastighetene på overflatevannet mange steder i elva samtidig.

Elvene St. Lawrence og Mackenzie i plassert øst og nord i Canada.

Om Brumms pinnelek eller Brumpinner

Ole Brumms-pinnelek er kalt opp etter oppfinneren Ole Brumm. Han og vennene hans i Hundremeter-skogen leker ofte Ole Brumms pinnelek eller Brummpinner. Reglene er enkle. Kast pinnen din ut i elven fra en bro. Løp over til den andre siden av broen, og se hvem sin pinne som kommer først.

Det kan være lurt å merke pinnen sin godt eller velge en lett gjenkjennelig pinne. Det blir fort diskusjon om det lønner seg å ha liten eller stor pinne. Les mer om Brummpinner i av Ole Brumm-bok av A. A. Milne i nærheten.

Skadene etter vårflommen kan være enorme. I kalde områder er den viktigste hendelsen i elven når isen går, og isflak strømmer ned over. Slike flomsituasjoner blir større enn når elven er åpen. Isflak kan tårne seg opp og demme opp elvevannet. Det kan gi alvorlig konsekvenser for infrastrukturen langs og i elven, og det som måtte befinne seg der. Store skog og jordbruksområder oversvømmes og skades, og hus, broer og annen infrastruktur påføres skader, og i verste fall knuses og rives av fundamenteringen. I Nord-Amerika er skadene beregnet til 250 mill dollar per år, mens det for enkelte episoder i Russland er beregnet skader på 100 mill dollar. – Det er derfor viktig å ha begrep over hvilke krefter som råder under vårflommen så man skalere flomvernet tilstrekkelig og redusere skadene, forteller Andi Kääb.

 - Også for å forstå effekten av klimaendringene er det viktig å kunne beregne mengden ferskvann som tilføres polhavet. Store forandringer her kan gi endringer i varmetransporten og varmeutvekslingen i verdenshavene, legger han til.

Andi leder en gruppe som bruker fjernanalyse til å studere ulike farer i natur ved Universitetet i Oslo. Han og en kollega Terry Prowse fra Environment Canada, Universitetet i Victoria, Canada, komme over noen topografiske satellittbilder som var tatt i vårløsningen over Canada for noen år tilbake. – Ingen har tenkt på at bildene tatt i vårløsningen fra 700 kilometer kan brukes til noe fornuftig. Men nå har NASA snudd, forteller Andi ivrig. Jeg må bare finne aktuelle problemer som kan løses med teknikken, og finne ut hvor og når bildene skal tas, så skaffer de det.

Det var altså flere tilfeldigheter som slo til denne gangen, og førte til at teknikken kunne testes ut på to ulike typer elver. En er relativt rette og i munningen av St. Lawrence-elven, ved Quebec, og en er forgrente og meandrerende elv, Mackenzie. Og ingen hadde brukt akkurat denne teknikken før, men prinsippet er jo såre enkelt. Satellitten tar stereobilder hvert minutt. Et rett ned og et bakover. Så er det bare å måle strekningen isflaket har flyttet seg fra et bilde til neste. Identifiseringen av isflakene og beregningen ble gjort automatisk, og så vips har vi funnet hastighetene på overflatevannet rundt Quebec og i Mackenzie-elven.

Hastigheten på overflatevannet i St. Lawrence-elven gjennom Quebec målt ved å måle forflytningen av isflakene fra satellittbilder (Illustrasjon: ALOS PRISM/Japanese and European Space Agencies/Kääb, UiO).

Animasjon av strømningen av isflak i Mackenzie-elven fra tre satellittbilder tatt med 45 sekunders mellomrom (Bilder: ALOS PRISM).

Resultatene ble publisert tidligere i vår i det anerkjente tidsskriftet Geophysical Research Letters. For mer informasjon og detaljerte resultater fra studien, se hele artikkelen: Kääb, A. and T. Prowse, 2011. Cold-regions river flow observed from space. Geophysical Research Letters, 38, L08403, doi:10.1029/2011GL047022

Emneord: Fjernanalyse, Naturfarer
Publisert 30. juni 2011 10:04 - Sist endret 28. okt. 2019 09:09