Klimatsidan av Arctic Weather Satellite

Bra väderprognoser gör det möjligt för samhället att spara stora belopp och kan i extrema fall även spara liv. Satellitdata är idag den viktigaste informationskällan när väderprognoser tas fram. Samma satellitdata kan även användas för att förbättra vår förståelse av klimatsystemet. Trots en stark utveckling när det gäller att utnyttja rymden så finns det behov av än mer satellitobservationer. Detta i sin tur kräver effektivisering för att hålla kostnader på en försvarbar nivå. I rymdsammanhang brukar detta kallas för "new space", vilket innebär att konstruera satelliter snabbare och billigare.

Det viktigaste "new space"-projektet i Europa inriktat mot väderprognoser har sitt ursprung i Sverige. Den pågående fasen av projektet består av en satellit som kallas Arctic Weather Satellite (AWS). Tanken är att senare skjuta upp sex stycken kopior av satelliten för att erhålla mer täta observationer. AWS leds av ESA medan satelliten till största delen byggs av svenska företag. Uppskjutning av AWS förväntas ske under 2024.

Förberedelser mot att använda data ifrån AWS inom väderprognoser pågår inom flera projekt. Dock finns det inget pågående arbete som fokuserar på att använda AWS ifrån ett klimatperspektiv. Av speciellt intresse för att verifiera klimatmodeller är att AWS delvis kommer utnyttja mikrovågor med kortare våglängd än existerande instrument. Gränsen på en våglängd av 1 mm kommer passeras. Det nya området kallas därmed sub-mm. Detta nya område kommer även bidra till bättre väderprognoser, men detta kommer än så länge i andra hand. SMHI och andra vädercentra fokuserar på de våglängder de redan har erfarenhet av. Detta gör att relativt lite vikt läggs på submm-delen innan uppskjutning, och därmed vad AWS kan bidra till inom klimatforskning. 

Motivationen till att inkludera sub-mm är att få bättre data på moln som består av iskristaller. Med AWS och senare sub-mm instrument kommer vi för första gången kunna besvara frågan: Vad väger molnen idag? Idag mäts vikten av ismoln i en mycket liten del av atmosfären, medan med AWS kommer vi kunna utföra denna mätning jorden runt varje dag. Gruppen på Chalmers bakom detta projekt har en världsledande roll i att utnyttja sub-mm data för att studera atmosfären. Denna erfarenhet har byggts upp inom andra satellitprojekt (Odin och ICI). Grundtanken i projektet är att se till att denna kunskap kommer AWS till gagn. Projektet har två huvuddelar.

1: Att ta fram klimatdata ifrån AWS. Detta dataset kommer täcka vikt och andra egenskaper hos ismoln. Innan uppskjutning kommer algoritmen utformas. En maskininlärningsteknik kommer användas. Efter uppskjutning kommer data produceras och dess kvalité granskas.

2. Att kritiskt granska AWS sub-mm observationer. Som nämnts existerar inga liknande satellitmätningar och en speciell granskning krävs. Vädercentra kan ganska snabbt avgöra kvalitén på AWS observationer för de våglängder som redan används. Men situationen är annorlunda för sub-mm. Om dessa observationer avviker ifrån det som förväntas, är det inte garanterat en brist i instrumentet, utan det kan vara så att våra modeller måste justeras. Detta kan redas ut, men kräver en annan metodik än vad som används generellt.
Genom dessa bidrag kommer AWS sub-mm data att komma till full användning och därmed öka chansen att AWS kanaler i sub-mm området även kommer ingå i de satelliter som kommer byggas under fas två av projektet.

Dnr
2023‐00139
Projektledare
Patrick Ericksson
Organisation
Chalmers tekniska högskola
2024
925 kkr
2025
1 407 kkr
2026
494 kkr
Totalt beviljat bidrag
2 826 kkr