Tidevand kan kortlægges langt mere lokalt med ny metode baseret på satellitfotos

Når det bliver højvande eller lavvande, stiger og falder vandet ikke nødvendigvis ens langs hele kysten. Faktisk kan tidevandets højde i en bugt variere med op til en meter fra ét sted til et andet blot få kilometer væk.

Det viser et nyt studie udgivet af forskere fra DTU Space sammen med kolleger fra University of Oxford og Technische Universität München (TUM) samt den tyske rumteknologivirksomhed OHB. Sammen har de analyseret satellitbilleder taget gennem godt 40 år af det amerikanske Landsat-program.

Typisk måles tidevand ved hjælp af vandstandsmålere placeret på bestemte lokaliteter eller ved satellitmålinger af havoverfladen. Særligt i tyndt befolkede egne efterlader det store områder uden direkte målinger af tidevandets højde ved kysten.

Den nye metode tager i stedet udgangspunkt i satellitbilleder af selve kystlinjen:

”Typisk har man kun vandstandsmålere med 50 km afstand eller mere, og så interpolerer man ud fra dem. Med denne metode kan vi i stedet bruge satellitfotos af kystlinjen og få et langt mere detaljeret billede af, hvordan tidevandet varierer geografisk langs en given kystlinje,” siger professor Ole Baltazar Andersen fra DTU Space, der er medforfatter på studiet, der netop er offentliggjort i Nature-tidsskriftet Communications Earth & Environment.

Ved at følge grænsen mellem land og vand gennem tusindvis af satellitbilleder og kombinere den med oplysninger om strandens hældning kan forskerne beregne ændringer i vandstanden og dermed tidevandet.

Dermed kan man opnå langt højere præcision end med tidligere metoder, siger Michael Hart-Davis, der er forsker ved DGFI-TUM og førsteforfatter til artiklen:

”Variationer i kystlinjen er ofte blevet betragtet som støj, som man skulle fjerne fra satellit-data. Vi viser her, at den støj i stedet kan bruges som et signal til at kortlægge tidevandet meget lokalt,” siger han.

Kan forbedre lokale tidevandsmodeller

De omfattende satellitdata giver forskerne mulighed for at kontrollere og forbedre eksisterende tidevandsmodeller og dermed på sigt bidrage til mere præcise lokale prognoser for høj- og lavvande.

”Det interessante er, at vi kan bruge den nye viden til at forbedre modellerne. Det kan på sigt give os bedre prognoser for tidevandet helt lokalt, også på kyststrækninger, hvor vi i dag har meget få målinger,” siger Ole Baltazar Andersen.

Det kan især få betydning i områder, hvor der er langt mellem de traditionelle vandstandsmålere.

”I Danmark har vi mange vandstandsmålere og relativt små udsving i tidevandet, så her har metoden knap så stor betydning. Men eksempelvis i Grønland er det helt anderledes. Der er kun en håndfuld fysiske tidevandsmålere, samtidig med at den daglige variation i tidevandet kan være helt op til fem-seks meter. Her kan mere detaljerede data langs kysten få stor betydning,” siger Ole Baltazar Andersen.

Bedre lokale tidevandsmodeller kan også være relevante i lavtliggende og udsatte kystområder, eksempelvis ved lande som Bangladesh. Her spiller tidevand sammen med blandt andet vind, strøm og vand fra floder og har stor betydning for risikoen for ødelæggende oversvømmelser.

Tidevand og stigende havniveau

Metoden kan samtidig blive et nyt redskab for forskere, der undersøger havniveaustigninger og ændringer i verdens kystlinjer.

Tidevand er en af de faktorer, der hele tiden flytter grænsen mellem land og vand. Hvis forskerne bedre kan bestemme tidevandets lokale størrelse og variation, bliver det også lettere at skelne tidevandets bevægelser fra mere langsigtede ændringer i kystlinjen.

Det er blandt andet relevant, når forskere undersøger, hvordan stigende havniveau som følge af klimaforandringer påvirker kystområder.

Samtidig kan tidevandets karakter ændres i størrelse og tidspunkt, når havniveauet og de lokale kystforhold ændrer sig. De mere end 40 års satellitdata giver derfor ifølge forskerne mulighed for fremover at undersøge, hvordan lokale tidevandsforhold ændrer sig i takt med stigende havniveau.

 Læs hele studiet her.

 

FAKTA

Sådan beregnes tidevandet ud fra satellitfotos:

1. Tusindvis af billeder kombineres. Landsat-billeder gennem mere end 40 år giver en lang tidsserie, som forskerne bruger til at udlede tidevandets lokale variationer. Kystlinjen findes på satellitbillederne. Forskerne bestemmer grænsen mellem land og vand på billeder taget på forskellige tidspunkter.
2. Kystlinjens bevægelse måles. Når vandstanden stiger eller falder, flytter grænsen mellem land og vand sig hen over stranden.
3. Strandens hældning inddrages. Ved at kombinere kystlinjens placering med oplysninger om strandens hældning kan forskerne ved hjælp af trigonometri beregne ændringen i vandstanden.

FAKTA

Det kan mere detaljeret viden om lokale tidevandsforhold blandt andet bidrage til:

• Bedre tidevandsprognoser for konkrete kyststrækninger.
• Planlægning ved kysterne, fx havne, kystsikring og anden infrastruktur.
• Bedre vurdering af oversvømmelsesrisiko og forskning i, hvordan stigende havniveau påvirker kysterne.
• Bedre data i områder med få målinger, fx Grønland, hvor der kun er få traditionelle vandstandsmålere.