Å måle havet med lasere­ – fra Sognefjorden til Nordpolen

Sollys når ikke spesielt langt ned i havdypet, men er likevel svært viktig for livet i havet, for eksempel for planteplankton som danner grunnlaget for havets økosystem. Lysforholdene under vannoverflaten blir sterkt påvirket av mikroskopiske partikler i vannmassene, som avgjør hvor mye lys som blir spredt eller absorbert. Lys i havet er dermed et resultat av komplekse prosesser i skjæringspunktet mellom optikk, biologi og oseanografi, og er viktig å måle og forstå for å kunne forutse økologiske konsekvenser av endringer i havet.

Det er utfordrende å måle spredning og absorpsjon til sjøvann nøyaktig, blant annet fordi disse egenskapene varierer svært mye. Likevel kan slike målinger fortelle oss mye om både lysforholdene under vann og hvilke mikroskopiske partikler som finnes i vannmassene. Sandven har gjennom doktorgradsarbeidet validert og karakterisert nye kommersielt tilgjengelige instrumenter som kan gi potensielt banebrytende feltmålinger av spredning av lys i havet. Disse instrumentene, LISST-VSF og LISST-200X, sender en henholdsvis grønn og rød laserstråle gjennom sjøvannet, og sensitive detektorer måler det spredte lyset. Instrumentene har blitt undersøkt i kontrollerte laboratoriemålinger og gjennom feltmålinger, fra partikkelrikt brevann i Sognefjorden til klart arktisk vann under havisen på Nordpolen.

Variasjonen i målingene og erfaringene fra det omfattende feltarbeidet har gjort det mulig å identifisere flere ulike feilkilder som kan oppstå. For eksempel har forskere tidligere antatt at at lyset fra laserstrålen kun blir spredt en gang før det blir detektert. Sandven har i samarbeid med kollegaer i gruppen vist at denne antakelsen ikke alltid stemmer, noe som kan gi store målefeil. Dette er blitt demonstrert gjennom feltmålinger, laboratoriemålinger og numerisk modellering. Sandven har også testet metoder for å forbedre feltmålinger av absorpsjon ved hjelp av spredningsmålinger, som har vist seg å være svært utfordrende å implementere i praksis.

Personalia

Håkon Sandven (f. 1992) er oppvokst på Stend sør for Bergen. Etter å ha fullført bachelorgraden i fysikk ved Universitetet i Bergen, dro han til Stockholm for en master i Elektrofysik ved Kungliga Tekniska högskolan, med fokus på plasmafysikk. Så ventet retur til Bergen og en faglig kursendring, som førte til et stipendiat innenfor havoptikk ved Institutt for Fysikk og teknologi fra 2017. Der har Sandven jobbet med marin-optiske målinger og vært veiledet av Børge Hamre og Arne S. Kristoffersen.