Copernicus – fria satellitdata och tjänster för miljö, klimat och säkerhet

Copernicus är ett ambitiöst och långsiktigt europeiskt program som samlar in, bearbetar och förmedlar tillförlitlig information om miljö och säkerhet som användaranpassade tjänster. Programmet gick fram till 2013 under namnet GMES (Global Monitoring for Environment and Security).

Copernicus har utvecklats utifrån två målsättningar: att skapa möjligheter för innovation och sysselsättning genom fria satellitdata samt att förse användarna inom miljö och säkerhet med relevanta tjänster, data och information.

Copernicus tillhandahåller tjänster inom områdena hav, land, luft, katastrofhantering, säkerhet och klimat. Inom ramen för programmet kommer även ett antal satelliter för miljö- och säkerhetsövervakning att sändas upp. Flera av dessa satelliter kommer att samla in data av betydelse för hav och vatten.

Data och information från Copernicus kommer till exempel att stödja den nationella och internationella miljöövervakningen och rapporteringen till internationella konventioner och EU-direktiv. För att programmet ska kunna ge en stor samhällsnytta, krävs en enkel tillgång till produkterna. Därför tillhandahålls data och information som produceras av Copernicus öppet och kostnadsfritt för användare från hela världen.

Copernicus har tidigare finansierats genom forskningsfinansiering från EU:s ramprogram, europeiska rymdagenturen (ESA) och en EU-förordning för den initiala driften. Från 2014 drivs Copernicus som ett operationellt program.

Det operationella programmet har en särskild finansiering från EU:s fleråriga budget och kompletteras med forskningssatsningar inom EU:s forskningsprogram Horisont 2020. Copernicus styrning och drift regleras genom en EU-förordning.

Copernicus historiska bakgrund finns på Rymdstyrelsens webbplats.

Den marina tjänsten inom Copernicus levererar regelbunden och systematisk referensinformation om tillståndet hos världshaven och regionala havsområden. Observationer och prognoser stödjer en stor mängd marina användningar.

Inom området marin säkerhet levereras till exempel information om strömmar, vindar och havsisar för förbättrad fartygsvägledning, arbete i marin miljö, sjöräddning och bekämpning av oljeutsläpp. Den marina tjänsten bidrar även till skydd och hållbar förvaltning av levande marina resurser som ett stöd till användare inom vattenbruk, fiskeriforskning och regionala fiskeorganisationer.

Tjänsten tillhandahåller dessutom fysikalisk och biogeokemisk information som ett stöd i arbetet med vattenkvalitet, föroreningar, erosion, havsbaserad vindkraft, kustnära konstruktionsarbete med mera. Flera av tjänstens produkter, till exempel temperatur, salthalt, havsnivå, strömmar, vindar och havsis, är också viktiga inom väder, klimat och säsongsprognoser.

Copernicus marina tjänst har utvecklats av EU-projektet MyOcean. Tjänsten tillhandahåller en stor datakatalog där användare kan söka efter fysikaliska och biogeokemiska variabler för olika geografiska områden och tidsperioder. Efter en enkel registrering kan användarna börja ladda ner data och använda dessa i sina respektive användningsområden.

Användningsexempel för produkter från den marina tjänsten:

• Information om fysikaliska och kemiska förhållanden behövs för att för kunna beskriva vad som är karakteristiskt för både vattenmassan och bottnarna i ett havsområde. Informationen är också viktig för bedömningarna av arter, biologiska samhällen, livsmiljöer och för ekosystemen som helhet.
• Det är också viktigt att förstå de naturliga variationerna, liksom klimatvariationer, i kemiska och fysikaliska förhållanden för att kunna skilja dessa från de förändringar som beror på mänsklig påverkan. Två viktiga variabler i detta sammanhang är temperatur och salthalt.
• Copernicus marina tjänst tillhandahåller ett omfattande material av både aktuella observationer och så kallade återanalyser, där historiska observationer har kombinerats med oceanografiska modeller.

I nedanstående bilder visas modellerade årsmedelvärden (medelvärdet för perioden 1989-2014, genomfört av SMHI för Copernicus marina tjänst) av havets ytvattentemperatur (vänster) och salthalt (höger) i Östersjön (Datakälla: Copernicus Marine Service).

Den tematiska tjänsten för land tillhandahåller information om marktäcke, markanvändning, vegetationens tillstånd och vattnets kretslopp. Landtjänsten stödjer tillämpningar inom till exempel fysisk planering, skogsvård, vattenförvaltning och jordbruk. Tjänsten består av en global, en pan-europeisk, en lokal och en in-situ komponent.

Den globala delen omfattar till exempel information om vattenförekomster, vegetation och markfuktighet. Bland de pan-europeiska produkterna finns till exempel information om marktäcket och dess förändring. Det finns även fem högupplösta europeiska kartskikt, till exempel om våtmarker eller hårdgjorda ytor.

Hårdgjorda ytor kan innebära problem med värme i stadsmiljöer och försvårar avrinningen vid extrema nederbördshändelser. En möjlig åtgärd för dessa problem är grön infrastruktur. Grön infrastruktur är ett verktyg som kan användas för att uppnå positiva ekologiska, ekonomiska och sociala effekter genom naturliga/halvnaturliga lösningar.

Grön infrastruktur bygger på att skyddet, bibehållandet och återskapandet av naturen och naturliga processer, och den betydande nytta naturen ger samhället, medvetet ska integreras i fysisk planering och lokal och regional utveckling.

Information om sötvatten kan även finnas i programmets andra tematiska tjänster. Information om historiska nederbördsförhållanden förmedlas till exempel från Copernicus klimattjänst. Information om atmosfäriskt nedfall till mark och vatten hanteras inom den atmosfäriska tjänsten.

Översvämningsvarningar och satellitkartering av vissa översvämningar kan fås från Copernicus tjänst för katastrofhantering.

Klimattjänsten i Copernicus kommer att erbjuda en portal för olika typer av klimatinformation och klimatdata. Produkterna bygger på in situ observationer, satelliter, modeller eller kombinationer av dessa. Det kommer även att finnas säsongsprognoser och så kallade klimatprojektioner. Klimatprojektioner använder modeller för att uppskatta klimatförändringen för olika scenarier av framtida växthusgasutsläpp. Flera pilotprojekt arbetar med att demonstrera informationssystem för olika samhällssektorer. Inom området vatten finns t ex projektet SWICCA som leds av SMHI.

Eftersom klimat är ett tvärgående tema kan det även finnas intressanta data och information om detta i de andra tematiska tjänsterna. Copernicus atmosfäriska tjänst förser till exempel användare med utförlig information om växthusgaser och atmosfärens sammansättning.

När det gäller klimatförändringen och hav finns till exempel återanalysdata för Arktis och Östersjön inom Copernicus marina tjänst. Förändringarna av land och sötvatten dokumenteras inom Copernicus tjänsten för land.

Även Copernicus tjänst för katastrofhantering tillhandahåller ett omfattande kartmaterial fritt tillgängligt. Kartmaterialet om inträffade översvämningar kan till exempel ge värdefull information om vilka delar av samhället eller ekosystem som hotas. Materialet är ett viktigt stöd till hanteringen av akuta kriser. Samtidigt är kartorna viktiga för efterarbetet eftersom de ger vägledning om vilken anpassning som behövs för att undvika liknande eller värre situationer i ett framtida klimat.

För att tillgodose behovet av data för miljöövervakningen och programmets tematiska tjänster använder Copernicus ett system av flera ”familjer” av satelliter med olika uppdrag. En satellitfamilj består av två identiska satelliter som flyger i par, skilda med ett halvt varv i sin bana runt jorden. På så sätt halveras tiden för återbesök av en given plats vilket ger en dubbelt så frekvent miljöövervakning. Copernicus-satelliterna kallas ”Sentinels”  eller på svenska ”vaktposter”. Första satellitfamiljen Sentinel 1 består av två radarsatelliter som levererar information om vind, vågor, havsströmmar, isar och oljespill.

Satellitfamiljen Sentinel 2 bidrar till en bättre kartering av marktäcke och miljöer såsom skog, sjöar och vattendrag. Information om marktäcke är viktig för att kunna bedöma utsläppskällor som påverkar vattnets kvalitet. Liknande nyttor kan förväntas när det gäller övervakning av den känsliga kustzonen. Ett annat viktigt område är landskapsplanering och utformningen av gröna och blåa ytor. Det sista har stor betydelse för välmående ekosystem, bevarandet av biologisk mångfald och klimatanpassning. Naturliga översvämningsytor kan fungera som så kallade fördröjningsmagasin vid starknederbörd, något som kommer att bli ännu viktigare med tanke på ett blötare framtida svenska klimat. Sentinel 2 har också visat sin potential för marina användningar såsom övervakning av algblomningar i Östersjön.

Även första satelliten av familjen Sentinel 3 har sänts upp. Denna satellit innehåller instrument som kan undersöka topografin av havsytan, havs- och landtemperaturer och vattnets egenskaper. Ett av satellitens instrument är speciellt utvecklat för att avläsa färger i vattnet. Vattnets färg påverkas av halten av löst material, suspenderade partiklar och klorofyll. Dessa samband kan utnyttjas för att få en bättre bild av vattenkvalitén och behovet av miljöförbättrande åtgärder. Satelliten kommer att leverera helhetsbilder av havs- och sötvattenområden som kan komplettera direkta provtagningar av vattnets egenskaper.

Det finns även Copernicus-satelliter som mäter atmosfäriska variabler och havsvattenståndsändringar. Läs mer om alla satelliter på Copernicus hemsida och hos europeiska rymdagenturen ESA.

En viktig fördel med EU:s Copernicus-program är den långsiktiga planeringen. Långsiktigheten är viktig för att användarna kan lita på att mätserierna kommer att fortsättas även efter en viss satellits livslängd. Inom Copernicus finns t ex redan planer för nästa generations Sentinel-satelliter som ska efterträda den aktuella generationen. Långsiktigheten och jämförbarheten av mätningar är dessutom en förutsättning för att kunna följa miljöns förändring över tid.

För att Copernicus data ska kunna tillgodose användarnas behov och leda till samhällsnytta behövs en effektiv samordning av användarnas intressen, både på europeisk och på nationell nivå.

Idag samverkar 16 nationella myndigheter i frågor om Copernicus och fjärranalys:

• Rymdstyrelsen
• Myndigheten för samhällsskydd och beredskap
• Sveriges meteorologiska och hydrologiska institut
• Försvarsmakten
• Lantmäteriet
• Havs- och vattenmyndigheten
• Jordbruksverket
• Skogsstyrelsen
• Sveriges lantbruksuniversitet
• Statistiska centralbyrån
• Sjöfartsverket
• Kustbevakningen
• Naturvårdsverket
• Statens geotekniska institut
• Polarforskningssekretariatet
• Sveriges Geologiska Undersökning

Rymdstyrelsen är sedan 2017 sammankallande för gruppen och ansvarar även för en sekretariatsfunktion för Copernicus. Myndighetssamverkan Copernicus syftar till att samordna svenska krav på programmet, stärka Sveriges agerande inom de båda europeiska arbetsgrupperna Copernicus-kommitté och Copernicus-användarforum, och främja användningen av Copernicus information, data och tjänster inom de svenska myndigheternas respektive uppdrag. Sekretariatsfunktionen vid SMHI finansieras för närvarande genom frivilliga årliga bidrag av myndigheterna inom myndighetssamverkan.

På europeisk nivå samordnas Copernicus-arbetet genom EU:s arbetsgrupper Copernicus-kommitté och Copernicus-användarforum. Rymdstyrelsen representerar Sverige i Copernicus-kommittén medan SMHI och HaV företräder svenska användarintressen inom Copernicus-användarforum.

HaV ingår sedan 2013 i den nationella myndighetssamverkan kring Copernicus.

Deltagandet syftar till:

• att bidra till en kostnadseffektiv och högkvalitativ miljöövervakning och den bästa möjliga kunskapen om miljöns tillstånd och dess förändring över tiden
• att uppnå en ökad användning av Copernicus information, data och tjänster inom havs-, vatten- och fiskförvaltning på nationell, regional och lokal nivå
• att öka användningen av Copernicus i arbetet med EU-direktiv, svenska nationella miljökvalitetsmål och internationella utvecklingsmål inom ramen för FN:s Agenda 2030
• att främja användningen av Copernicus inom forskning med relevans för myndighetens uppdrag
• att ställa tydliga krav på utvecklingen av programmets befintliga produktutbud utifrån användarnas behovsperspektiv
• att strategiskt påverka den fortsatta utvecklingen av Copernicus.

Havs- och vattenmyndigheten stödjer den nationella Copernicus samordningsfunktionen vid Rymdstyrelsen och ansvarar för koordineringen av marina användarbehov. Vid sidan av SMHI är det också HaV som representerar svenska användarintressen inom EU:s arbetsgrupp Copernicus användarforum.