Små förändringar i Arktis landskap blir tydliga från ovan

Ta något så litet som en myrstack eller en fjällbjörk. De kan verka obetydliga i sig – men zoomar man ut är de viktiga delar i ett större mönster som visar hur det arktiska landskapet förändras i takt med att klimatet blir varmare.

Forskaren Matthias Siewert flyger sina drönare över samma platser i Abisko år efter år. Bilderna avslöjar hur permafrosten i torvmarker och palsamyrar sakta tinar och frigör kol som länge varit bundet i marken. De visar också hur vegetationen förändras.

– Jag har sex ställen där jag flyger regelbundet. Fyra av dem är tundraområden där vi kollar hur växtligheten förändras över tid. Hypotesen är att det ska bli grönare när det blir varmare, men det finns många ekologiska faktorer som påverkar också. Bland annat har jag studerat sork- och lämmelcykler med hjälp av drönarbilder, säger han.

Trivs bäst i öppna landskap

Forskningen kräver många timmar i fält och då är det tur att Matthias trivs som bäst i naturen.

– Jag dras till de här öppna landskapen på tundran och i andra arktiska miljöer. Det är roligt att lära sig mer om de polara områdena, det är mycket jag inte visste tidigare, säger Matthias Siewert.

Han är född i Tyskland och som barn gick semesterresorna alltid söderut eftersom föräldrarna inte gillade kylan. Men Matthias var nyfiken på vad som fanns norrut. Nyfikenheten ledde till att han gjorde sin Erasmus på Island och skrev sin masteruppsats på Svalbard.

Med en drönare har vi en upplösning på 2 till 10 centimeter. Då kan vi verkligen förstå vad det är som driver förändringarna vi ser på satellitbilderna.

Nu är Matthias Siewert lektor vid Umeå universitet och det mesta av arbetet utför han i Abisko, med utgångspunkt från Climate Impact Research Centre. Sin första drönare fick han i händerna som postdoktor och det visade sig snart vara ett mycket användbart redskap.

Forskning på en helt annan skala

Mycket av det vi vet om klimatförändringarnas effekter på växtligheten på en stor skala bygger på satellitbilder. De har oftast en upplösning på mellan tio och flera hundra meter och kan bara visa naturen i stora drag.

– Med en drönare har vi en upplösning på 2 till 10 centimeter. Då kan vi verkligen förstå vad det är som driver de här förändringarna vi ser på satellitbilderna. Det är den stora vinsten, att se vad som händer på marken och koppla det till vad som styr förändringarna.

Även små förändringar, millimeter eller centimeter per år, blir tydliga över längre tid. Genom att jämföra tidiga satellitbilder och flygbilder från 1960-talet med dagens bilder, och lägga till detaljer från drönarbilderna, kan forskarna dokumentera hur landskapet har förändrats.

En av Matthias drivkrafter i sitt arbete är att bidra med viktig kunskap om naturen och dess reaktioner på klimatförändringarna. En annan är äventyrslusta. Han tycker att det är spännande att resa till platser långt bort – och ibland blir det extra spännande. Som den gången han såg en björn i Kanada, eller då han träffade en varg mitt i byn. Han har även fastnat i kvicksand upp till bröstet i norra Sibirien och sett en isbjörn på Svalbard, men bara på väldigt långt avstånd.

– Så det är fortfarande på listan, skrattar han.

Hittar myrstackar med AI

Men det är inte alltid de stora djuren som fascinerar mest. I ett tidigare projekt studerade Matthias myror. Han lade märke till de många myrstackarna i landskapet och blev nyfiken på hur de påverkade landskapet och om de syntes på drönarbilder – och det gjorde de. Runt myrstackarna kunde man se att betydligt mer växtlighet och myrorna gynnas av att temperaturen ökar.

För att identifiera myrstackarna använde sig Matthias och en annan forskare i hans team av artificiell intelligens, AI.

– AI är verkligen bra på att extrahera information från bilder automatiskt. De senaste tio åren har mängden data från satelliter och drönare ökat enormt, och AI kommer att vara väldigt viktig för att interpretera dessa data, säger Matthias.

Systemet var till och med bättre än han själv på att hitta myrstackarna.

– Det tyckte jag var roligt. Det visar att vi har fått ett nytt verktyg som kan förändra hur vi bedriver forskning, säger han.

Matthias Siewert tycker om att dela med sig av sin kunskap. Han använder ofta exempel från sin egen forskning när han undervisar och låter studenterna göra övningar kopplade till hans bilder.

Nyligen utsågs han till Sveriges representant i den internationella permafrostorganisationen IPA, som arbetar för ett internationellt samarbete kring forskning, utbildning och information om permafrost.

På väg mot en milstolpe

Ett av hans pågående forskningsprojekt är en del av ett EU-samarbete som handlar om hur växter och djur påverkas när permafrosten tinar. Han grupp fokuserar på hur växtligheten förändras på grund av miljöförstöringar. Bland annat flyger de drönare över platser i Kanada där det borrats efter olja för att leta spår av miljöföroreningar.

Nästa år väntar ett annat spännande projekt, en milstolpe i hans forskning.

– Då har vi flugit drönare i tio år i Abisko, så det är det jag vill fokusera på. Hur växtligheten har förändrats och palsamyrarna har tinat. Jag vill också fortsätta utveckla metoderna som vi använder för att förstå hur miljön och ekosystemen förändras, och kunna följa klimatförändringarna på ett mer kvantitativt sätt, säger Matthias.