Deze maand testen ingenieurs van NASA's Jet Propulsion Laboratory in Zuid-Californië een ruimtevaartuigsensor die zal helpen meten hoe snel het zee-ijs in de Noordpool verdwijnt. En hoewel dat instrument pas over een jaar wordt gelanceerd, begonnen wetenschappers zich al voor te bereiden op het gebruik ervan tijdens een recente veldcampagne in de Canadese wildernis.

Onderzoekers brachten twee weken in april door met vliegen boven de Noordelijke IJszee, waarbij ze vaak de zonsopgang bekeken vanaf een hoogte van 457 meter in een vliegtuig uit de Tweede Wereldoorlog. Aan boord waren een reeks geavanceerde sensoren om de dikte van zee-ijs en sneeuw te meten, waaronder een vervanger voor de microgolfradiometer die nu wordt getest bij JPL. Het meten van de dikte van zee-ijs is lastig en vereist een aantal precieze cijfers, zoals hoe hoog het zee-ijs boven het water uitsteekt, de diepte van de sneeuw bovenop dat ijs en microgolfemissies van het oppervlak.

De vluchten werden getimed op de passage van satellieten, zodat gecoördineerde waarnemingen van dezelfde kenmerken konden worden gedaan. Het combineren van de lucht- en satellietgegevens zal het vermogen van wetenschappers verbeteren om zee-ijs te meten en te begrijpen hoe de klimaatomstandigheden in het Noordpoolgebied veranderen.

In de afgelopen decennia zijn de omvang en dikte van het zee-ijs in de Noordpool veranderd. Het verbeteren van metingen van die veranderingen helpt wetenschappers het Arctische systeem beter te begrijpen en ondersteunt navigatie, weer- en oceaanonderzoek en toekomstige satellietwaarnemingen. Nu de scheepvaart in het Noordpoolgebied toeneemt, wordt de regio ook strategisch en economisch belangrijker.

Volgens Sahra Kacimi van JPL, die de wetenschappelijke leiding had over de veldcampagne, kan de aanhoudende opwarming in het Noordpoolgebied mogelijk gevolgen hebben voor de openbare veiligheid en economische belangen.

Kacimi bestudeert al jaren zee-ijs met behulp van satellietgegevens, maar het vogelperspectief dat ze vanuit de ruimte krijgt, is anders dan uit het raam van een vliegtuig kijken.

De verbijsterende diversiteit van zee-ijs creëert buitenaardse landschappen. Het ijs kan aan land vastzitten of ronddrijven in de oceaan; het kan ruw of glad zijn. Aangedreven door wind en zeestromingen verschuift het ijs voortdurend, breekt het en vervormt het. Scheuren kunnen uitgroeien tot lange stroken open oceaan, en botsingen tussen ijsschotsen kunnen ijsgruis opstuwen tot enorme ruggen die mijlenver reiken.

Sommig zee-ijs duurt maar één seizoen, terwijl dikker ijs meerdere jaren kan overleven (hoewel meerjarig zee-ijs in veel delen van het Noordpoolgebied steeds zeldzamer wordt). Hele ecosystemen worden door deze veranderingen beïnvloed, tot aan de poolvossen en hazen die de wetenschappers tijdens de reis zagen.

Het verbeteren van schattingen van de dikte van zee-ijs helpt wetenschappers beter te begrijpen hoe de regio verandert en ondersteunt langetermijnwaarnemingen van het Arctische milieu. Het NASA-team legde ongeveer 50 vlieguren af tijdens de campagne van twee weken, met vluchten over drijvend ijs nabij de stad Inuvik, voordat ze ijs bestudeerden dat vastzat aan de kust van een andere locatie, een gehucht genaamd Cambridge Bay.

Voor het Inuvik-gedeelte van de campagne coördineerde het team met de Surface Water and Ocean Topography (SWOT)-missie, een satelliet die gezamenlijk is ontwikkeld door NASA en het Franse ruimteagentschap CNES, waarbij JPL het Amerikaanse deel van de missie leidt. Hoewel SWOT is ontworpen om de hoogte van het wereldwijde zee- en zoetwater in kaart te brengen, kan het ook de hoeveelheid zee-ijs boven de waterlijn meten.

In Cambridge Bay voegde het NASA-team zich bij onderzoekers van ESA, het Duitse Alfred Wegener Instituut en de Canadese Universiteit van Calgary. Tijdens dit deel van de campagne vlogen gecoördineerde vluchten over een veldkamp en onder de banen van satellietmissies zoals NASA's ICESat-2 en ESA's CryoSat-2.

Om de schattingen van de dikte van zee-ijs te verbeteren, ontwikkelt ESA, in samenwerking met NASA, een nieuwe polaire missie genaamd Copernicus Polar Ice and Snow Topography Altimeter (CRISTAL). Tijdens de luchtcampagne in april...