Når det regner, forsvinner signalet mellom telefonmaster. Det signaltapet kan man bruke til å måle hvor mye nedbør som kommer.
Radiolenker er de trådløse kommunikasjonsforbindelsene som bruker radiobølger til å overføre data mellom mobilmaster. Når det regner, logger teleselskapene signaltapene og bruker det til operasjonell drift. Disse dataene kan også brukes til å måle nedbør.
– Dette kan være et nyttig tillegg til dagens nedbørsmålinger, og bidra til at vi får en bedre forståelse av vannets kretsløp, sier Øydvin, doktorgradsstipendiat ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet (NMBU).
Forskningen hans handler om å videreutvikle metoder for å måle nedbør ved å se på signaltap som oppstår mellom telefonmaster når det regner. Dette er det første forsøket på å bruke radiolenker til å måle nedbør i Norge. Forskningen legger særlig vekt på hvordan kaldt vær påvirker radiolenkene.
Viktige målinger – unøyaktige metoder
Nedbørsmålinger er viktige for at vi skal forstå vannets kretsløp. Målingene brukes for eksempel til værvarslinger og flomvarsler, innen jordbruket og til å forstå hvordan vann vil oppføre seg i byer. Siden nedbør varierer mye i tid og over områder, trenger vi mange sensorer for å få presise målinger av en nedbørshendelse – altså perioden hvor det faller nedbør uten lange opphold imellom.
Det finnes flere metoder for å måle nedbør, men alle har sine begrensninger. Noen metoder kan gi litt unøyaktige målinger, mens andre ikke dekker et område godt nok. Det å bruke signaltapet i radiolenker som oppstår når det regner, er en ny og innovativ metode å måle nedbør på.
Denne metoden er heller ikke feilfri. En utfordring med å bruke signaltap i radiolenker til å måle nedbør, er at det er vanskelig å oppdage korte oppholdsperioder i nedbørshendelsene.
– Dagens metoder anslår at nedbørshendelser varer lengre enn de faktisk gjør, fordi vanndråper som fester seg til antennene kan forsterke signaltapet selv om det er opphold. Når metoden ikke tar høyde for korte opphold, kan nedbørsmengdene overestimeres, sier Øydvin.
For å ta høyde for oppholdsperioder, har Øydvin brukt detaljerte målinger av nedbør for å lære opp to algoritmer til å oppdage regn.
– Disse to algoritmene er flinkere til å fange opp korte pauser i regnet enn de gamle metodene, som er laget for å finne hele regnperioder, sier han.
Andre utfordringer i kaldt klima
Øydvin har lagt særlig vekt på hvordan kaldt klima og snø påvirker radiolenker. Han undersøkt hvordan disse målingene kan kombineres med data fra værradarer for å skille mellom regn og snø.
– Regn og våt snø demper signalstyrken, men tørr snø har nesten ingen effekt. Værradarer kan oppdage nedbør, men sliter med å avgjøre om det er regn eller snø, sier Øydvin.
Han har derfor sett nærmere på om situasjoner der værradaren registerer nedbør, mens radiolenken ikke gjør det, kan være et tegn på at det er snø.
– Studien viser at ved å kombinere data fra værradar og radiolenker, kan man lettere skille mellom regn og snø, særlig når temperaturen ligger rundt null grader, sier Øydvin.
Kombinere målinger fra radiolenker med andre målemetoder
I studien har Øydvin også undersøkt hvordan gjennomsnittsmålinger fra radiolenker kan kombineres med andre metoder, som punktmålinger fra tradisjonelle nedbørmålere.
Når vi måler nedbør, må vi både ta hensyn til tid og rom – altså hvor nedbøren faller. For å beskrive hvordan nedbør varierer fra sted til sted, bruker man ofte noe som kalles et variogram.
– Radiolinjer måler gjennomsnittlig nedbør langs en linje. Det gjør at variasjonene i målingene langs denne linjen ikke kommer frem. Det gjør også at målingene ser mer like ut over større områder.
Øydvin har undersøkt hvordan man likevel kan finne ut hvor lik nedbøren er fra punkt til punkt, selv om man bare har gjennomsnittsmålinger fra radiolinjer.
– Resultatene viser at det faktisk er mulig å beregne denne punktvise variasjonen ut fra slike linjemålinger, sier Øydvin.
Øydvins avhandling bidrar til en bedre forståelse av prosessering av data fra radiolinjer, med særlig vekt på kaldt klima. Den identifiserer nye utfordringer og foreslår konkrete muligheter for fremtidig forskning.
Erlend Øydvin forsvarer sin doktorgradsavhandling «Videreutvikling av metoder for måling av nedbør ved hjelp av radiolinjer» onsdag 11. juni 2025. Se mer informasjon i disputasoppslaget her.