Copernicus – dina ögon i rymden

EU:s program för jordövervakning heter Copernicus. Det inleddes 1998, och har varit i full gång sedan 2014. Inom programmet finns sex grenar, som ofta överlappar varandra: land, hav, atmosfär, kris, säkerhet och klimat. På svenska Rymdstyrelsen har Göran Boberg under lång tid jobbat med just fjärranalys – att samla data om jorden från avstånd. Han menar att Copernicus är något unikt:

– Europa har satt en ny global standard för jordövervakning. Copernicus ger många typer av data, och garanterar kontinuiteten över tid.

Copernicusprogrammets satelliter kallas Sentinel. Informationen från dem kombineras med markbaserade mätningar och information från utomstående satelliter. Det speciella är att alla observationer från Copernicus är fritt tillgängliga för alla som är intresserade.

– Det är själva vitsen. För att programmet ska ge en bred samhällsnytta och tillväxt måste alla data vara öppna och fria, säger Göran Boberg.

Den som har en teknisk bakgrund och vill bygga egna tillämpningar för Copernicusdata har alla möjligheter att göra det. Men även den som helt saknar förkunskaper kan använda de appar och webbaserade verktyg som redan finns tillgängliga för att utforska jorden med information från Copernicus. Webbplatsen heter EO Browser. Det ser komplicerat ut till att börja med, men det finns instruktioner och filmer som hjälper nybörjaren att komma igång.

– Det finns inga restriktioner. Vissa tjänster kan vara hemliga, som säkerhetsanalyser och gränsbevakning, men det är förädlade data, säger Göran Boberg.

Sedan 2014 har sju Sentinel-satelliter skjutits upp i omloppsbana och fler ska tillkomma. De har olika typer av instrument, som gör det möjligt för dem att tillsammans upptäcka en mängd skilda fenomen.

Data från Copernicus kommer till nytta i många delar av samhället. De används också av många forskare. Det som gör programmet extra kraftfullt är de täta uppdateringarna och de långa tidsserierna. Satelliterna som går i en bana över polerna passerar över bland annat Sverige flera gånger i veckan.

Lars Eklundh är professor vid Institutionen för naturgeografi och ekosystemvetenskap, Lunds universitet, och har lång erfarenhet av att använda satellitbilder. Hans forskargrupp har använt Copernicusdata för att bland annat studera inledningen av växtsäsongen i norra Europa:

– Vi visar att växtsäsongen börjar en dag tidigare per tre år i genomsnitt över Skandinavien, jämfört med år 2000, men att det går ännu snabbare över stora delar av Sverige. De snabba variationerna visar vikten av att följa förändringarna och att planera för klimatförändringens effekter.

Åtta sätt att se på jorden

Rapsfält kring Trelleborg

Många av jordens odlade områden ser vackra ut från rymden. Detta färgglada lapptäcke visar åkrar kring Trelleborg under försommaren när rapsfälten blommar. De är avbildade i naturliga färger men med färgkontrasten lite förstärkt. Gamla jordbruksbygder som denna har ofta många fält med oregelbundna former. Det ser annorlundat ut i den amerikanska mellanvästern, där åkrarna ligger i kvadratiska rutmönster. I mycket torra områden är odlingar i stället ofta ett mönster av cirklar, var och en med en vattenspridare i mitten. Satellitbilder kan användas för att studera hur markanvändningen förändras över tid.

Vulkanens dolda kammare

Radarmätningar från Sentinel-1 visar hur marken trycktes uppåt på ena sidan av vulkanen Agung i Indonesien från augusti till november 2017. Under den här tiden skedde en rad små jordskalv och 140 000 personer evakuerades. Den 27 november fick vulkanen ett utbrott. Med hjälp av satellitmätningarna kunde ett forskarlag vid universitetet i Bristol se att magman under vulkanen tycktes röra sig i sidled innan den trängde fram i vulkanen. De drog slutsatsen att Agung och den närliggande vulkanen Batur är hopkopplade med en gemensam magmakammare. 1963 fick de båda vulkanerna utbrott kort efter varandra.

Algblomning i Nordsjön

Stora algblomningsområden är tydligt synliga på bilder från rymden. Här är en bild på Nordsjön den 27 maj 2017. Områden med planktonalger är ljust gröna och blågröna – olika färg beroende på vilken art som dominerar. Kalkflagellater, som är ofarliga, ger en turkosblå färg. Andra alger är giftiga och ger problem för fiske och turism – därför är det viktigt att kunna övervaka algblomningen. Bilden är tagen i naturliga färger med en kamera på Sentinel 3A.

Kvävedioxid över Europa

Kvävedioxid är en giftig gas som bildas vid förbränning av fossila bränslen. Gasen irriterar slemhinnorna och andningsvägarna, och vid höga koncentrationer kan den ge skador på lungorna. Sentinel-5P övervakar utsläppen av olika föroreningar i luften. Höga koncentrationer av kvävedioxid är ett tecken på intensiv trafik, eller på industrier som bränner olja, kol och gas.

Havsis vid Bureå

Sentinel-2 avbildar jorden i tretton olika våglängdsband, som motsvarar olika färger från violett till infrarött. Satellitbilderna kan fås i naturliga färger, men de kan också göras i andra varianter för att utnyttja informationen bättre. Den här bilden av havsisen utanför Bureå i Västerbotten har skapats med hjälp av tre våglängdsband. På bilden har landområdena gjorts röda, så att det blir lättare att se skillnad på is, land och vatten.

Skogen brinner i Jämtland

Under juli 2018 rasade skogsbränder på ungefär 50 platser i Sverige. Bilden visar tre bränder nära Hammarstrand i Jämtland, när den ena satelliten i paret Sentinel-2 passerade över området den 17 juli 2018. Bilden är gjord i nära nog naturlig färgskala. Men det som ser ut som lågor i brändernas utkanter är hettan från de områden som brinner, registrerad i infrarött och här återgiven i en klar brandgul färg som våra ögon kan se. De vita tussarna är moln.

Vid den svenska rymdbasen Esrange finns idéer om att i framtiden med kort varsel kunna skicka upp specialiserade små satelliter för att övervaka nödsituationer som skogsbränder eller översvämningar. Begränsningen med Copernicus är att det tar fem dagar innan någon av Sentinel-2-satelliterna passerar samma ställe på jorden nytt.

Översvämningar efter Idai

En av de värsta och dödligaste väderkatastroferna på senare år var cyklonen Idai som drog in över Moçambique, Zimbabwe och Malawi i mars 2019. Bilden bygger på radardata från Sentinel-1. De översvämmade områdena har markerats i rött. Den här sortens bilder används vid räddningsinsatser efter stora väderkatastrofer.

Copernicusprogrammet har en avdelning som ägnas helt åt katastrofer och nödsituationer. Förutom underlag för räddningsinsatser handlar det om att övervaka och ibland också ge förvarningar om torka, översvämningar, bränder, jordskred och andra händelser.

Cyklonen Idai

Cyklonen Idai ser vacker och fridfull ut på en stillbild från ovan, men storleken säger något om hur mäktigt detta oväder var – virveln har en diameter på upp till 1 000 kilometer. Bilden är tagen den 13 mars 2019, någon dag innan ovädret nådde sin fulla styrka. Väderövervakning är en av de mest kända uppgifterna för satelliter. Två av de framtida delarna i Sentinel-familjen, Sentinel-4 och Sentinel-5, kommer att vara komponenter ombord på vädersatelliter i stället för att sändas upp på egna farkoster.