Denna studie är ett försök att modellera den alpina permafrostens utbredning inom Kebnekaisemassivet i norra Lappland. En karta som visar sannolikheten för permafrostens utbredning har skapats med hjälp av data från Bottom Temperature of Snow cover (BTS) - mätningar samt statistisk modellering genom logistisk regression. Fältstudien genomfördes under mars till april 2011 med totalt 56 BTS-punkter från 1073 till 1805 m.ö.h. Permafrostförekomsten bestämdes vara en funktion av höjden. För att utreda detta användes stepwise selection som är en metod för att identifiera statistiskt signifikanta variabler gentemot en beroende variabel. De andra parametrarna som testades var topografins sluttningsgradient, riktningen av den maximala lutningen och den potentiella solinstrålningen. Dessa parametrars inverkan på permafrostförekomsten ansågs vara försumbara, och de bortsågs därför från i modelleringen. Modelleringen indikerar att permafrost med sannolikhet större än 0,8 existerar över 1190 m.ö.h, och med sannolikhet mellan 0,8 till 0,5 finns mellan 1190 till 1144 m.ö.h. Eftersom fältstudien är begränsad till Tarfaladalen så är modelleringens förutsägelse för förekomsten av permafrost i andra delar av fjällmassivet mera osäkert. / This study presents an attempt to model the limits of mountain permafrost distribution within the Kebnekaise massif in northern Sweden. A map showing the probabilities for the mountain permafrost distribution has been created using statistical modelling through logistic regression of Bottom Temperature of Snow cover (BTS) measurements. The survey was conducted in March to April 2011 with a total of 56 BTS-point measurements stretching from 1073 to 1805 m.a.s.l. Permafrost occurrence was determined to be a function of altitude. This was determined by a stepwise selection analysis, a method used for identifying parameters with a statistical significance against a dependent variable. The other parameters that were tested for significance were the slope and aspect of the topography, and the potential incoming solar radiation. Although these might have an influence on the permafrost occurrence, they were considered to be of less importance and were thus neglected in the modelling. The model indicates permafrost with greater than 0,8 probability at and above 1190 m.a.s.l, and with probability from 0,8 to 0,5 between 1190 to 1144 m.a.s.l. Since the survey was carried in the Tarfala valley, the result of the modelling is more uncertain in the parts of the area which lie outside of this valley.

Utan att forskarna riktigt kunde förklara varför stod det helt klart under 1900-talets första hälft att isarna blev mindre. På hela norra halvklotet blev glaciärerna allt mindre och denna storlekförändring sattes i samband med den temperaturökning som skett under samma tid. Glaciärerna krympte och man sökte den exakta kopplingen mellan klimatets förändring och smältande glaciärer. Professor Ahlman, glaciolog vid Stockholms universitet beslutade att Storglaciären i Tarfaladalen var platsen där mätningar skulle ske och sedan 1946 har Stockholms Universitet bedrivit verksamhet vid Tarfala Forskningsstation. Stationen fungerar som en plattform för glaciologer och används kontinuerligt av forskare och studentgrupper från SU men även av internationella forskare och studenter. Mätstudierna som utförs i Tarfala är betydelsefullt underlag för glaciologiska och klimatologiska studier, såväl nationellt som internationellt. Verksamheten och forskningsgruppen har med åren vuxit och är idag i stort behov av en större och mer komplex byggnad för att kunna bedriva forskning på världsledande nivå. I mitt examensarbete har jag undersökt platsen, vinden och forskningsverksamheten. / In the beginning of the 20th century the glaciers in the world got smaller. Scientists couldn’t explain why but tried to find a connection between climate change and melting glaciers. One of them, V. Schytt, made a ski journey between Abisko and Kebnekaise to find the most suitable glacier in Sweden for measuring mass balance. He faced the windy, rough but beautiful valley “Tarfaladalen”. He viewed over ”Storglaciaciaren” and realized that this site is optimal for a glacier research center. Since 1946 the Stockholm University founded a research station where both national researcher as well as international visits and uses as a platform. The data that is collected around this area is important information for glacier studies around the world. We are facing huge climate changes in the world and the Department of Geological Science in Tarfala are in need of a more complex building adapted to the extreme environment that gives the best support to practise science and research at an international high level. During my thesis project I have analyzed the site, the wind and the organisation Department of Geological Science in Tarfala.

Datainsamling har genomförts i Tarfaladalen under 5 dagar vid månadsskiftet mellan mars och april 2017. Insamlingen resulterade i 36 BTS-mätningar (Bottom Temperature of Snow cover) som därefter har använts tillsammans med data från tidigare insamlingar, till att skapa en sammanställd modell över förekomsten av permafrost omkring Tarfala. En statistisk undersökning syftade till att identifiera meningsfulla parametrar som permafrost beror av, genom att testa de oberoende variablerna mot BTS i en stegvis regression. De oberoende faktorerna höjd över havet, aspekt, solinstrålning, vinkel och gradient hos sluttningar producerades för varje undersökt BTS-punkt i ett geografiskt informationssystem.                 Den stegvisa regressionen valde enbart höjden som signifikant variabel, höjden användes i en logistisk regression för att modellera permafrostens utbredning. Den slutliga modellen visade att permafrostens sannolikhet ökar med höjden. För att skilja mellan kontinuerlig, diskontinuerlig och sporadisk permafrost delades modellen in i tre zoner med olika sannolikhetsspann. Den kontinuerliga permafrosten är högst belägen och därav den zon där sannolikheten för permafrost är störst, denna zon gränsar till den diskontinuerliga permafrosten vid en höjd på 1523 m. Den diskontinuerliga permafrosten har en sannolikhet mellan 50–80 % och dess undre gräns på 1108 m.ö.h. separerar den diskontinuerliga zonen från den sporadiska permafrosten / A field data collection has been carried out in Tarfala valley at the turn of March to April 2017. The collection resulted in 36 BTS-measurements (Bottom Temperature of Snow cover) that has been used in combination with data from earlier surveys, to create a model of the occurrence of permafrost around Tarfala. To identify meaningful parameters that permafrost relies on, independent variables were tested against BTS in a stepwise regression. The independent variables elevation, aspect, solar radiation, slope angle and curvature were produced for each investigated BTS-point in a geographic information system.                 The stepwise regression selected elevation as the only significant variable, elevation was applied to a logistic regression to model the permafrost occurrence. The final model showed that the probability of permafrost increases with height. To distinguish between continuous, discontinuous and sporadic permafrost, the model was divided into three zones with intervals of probability. The continuous permafrost is the highest located zone and therefore has the highest likelihood, this zone delimits the discontinuous permafrost at 1523 m a.s.l. The discontinuous permafrost has probabilities between 50-80 % and its lower limit at 1108 m a.s.l. separates the discontinuous zone from the sporadic permafrost.

Current climate change poses a threat to the Arctic due to increasing temperatures, which cause the permafrost and glaciers to melt and thaw. This thesis focused on analyzing water balances in Tarfala catchment between 2000 and 2020 and using GIS as a support for tracer test results measured in Tarfala in 2021. The results suggest that high resolution DEM data are more useful compared to low resolution DEM when it comes to understanding local hydrology. In addition, analyses regarding tracer test data suggest that permafrost can act both as a hinder and water flow pathway changer in Tarfala. Water balance calculations show that the area is highly affected by snow, permafrost and climate change and may come to change towards wetter and snow and permafrost free conditions due to climate change. / Den pågående klimatförändringen har en markant effekt på det arktiska ekosystemet på grund av de stigande temperaturerna vilket orsakar permafrosttining. Denna uppsats fokuserade på att analysera vattenbalanser mellan 2000 och 2020 i Tarfalas avrinningsområde samt diskutera hur spårämnesförsök och GIS kan användas för att analysera de lokala förhållandena i områden med permafrost. Resultaten tyder på att högupplöst DEM data kan användas som stöd för spårämnestester som påverkas starkt av jordartssammansättningen och permafrost i Tarfalas avrinningsområde. Resultaten tyder också på att vattenbalans i Tarfala påverkas och har påverkats av flera olika faktorer såsom permafrost, snö och klimatförändringar och kan komma att förändras i framtiden till mer våta samt snö- och permafrostfria förhållanden.

This is a master thesis by Maria Ader and David Axelsson, students at the Master of Science in Engineering degree program in Design and Product Realization at KTH, within the master program Integrated Product Design. The thesis work will benefit ÅF and the EU project ɪɴᴛᴇʀᴀᴄᴛ. The ɪɴᴛᴇʀᴀᴄᴛ project is part of the EU’s effort to forward climate research, and aims to “coordinate and harmonize research and monitoring efforts that will greatly contribute to our knowledge and understanding of changes occurring in the arctic environment.” One out of 12 subprojects within ɪɴᴛᴇʀᴀᴄᴛ aims to “increase awareness of drone technology and sensors among researchers and research station managers while making industry aware of innovative potential uses requiring drone and sensor development.” A drone is an unmanned aerial system/vehicle (UAS/UAV), i.e. an airborne vehicle without a human pilot aboard. This master thesis examines the need of drones at the ɪɴᴛᴇʀᴀᴄᴛ research stations and how arctic climates affect drone technology and the ergonomics of piloting a drone. The thesis also provides an overview of the current state of the drone market and the laws and regulations that affect the use of drones. A survey was distributed within ɪɴᴛᴇʀᴀᴄᴛ to map the researchers’ need of, and attitudes towards, drones, followed by exhaustive interviews with researchers and other key figures. Field testing at Tarfala Research Station provided complementing data. The primary insight from the study was that the researchers’ need, as well as the tasks and methods that they employ, vary greatly. Another insight was that many researchers want to use drones primarily as a sensor platform to collect data from large areas in a short time span. A situation-based drone recommendation and a concept proposal for a simple water sampling solution were made based on the results of the study / Detta är ett examensarbete utfört av Maria Ader och David Axelsson, studenter på civilingenjörsprogrammet Design och Produktframtagning på KTH, med masterinriktning Teknisk Design. Arbetet är utfört åt ÅF i syfte att bidra till EU-projektet ɪɴᴛᴇʀᴀᴄᴛ. Iɴᴛᴇʀᴀᴄᴛ är EU:s satsning på klimatforskning i Arktis och syftar till att “koordinera och harmonisera forskning och miljöbevakning som bidrar till vår kunskap och förståelse av förändringar som sker i de arktiska miljöerna.” Ett av tolv delprojekt inom ɪɴᴛᴇʀᴀᴄᴛ-projektet syftar till att öka medvetenheten om drönarteknologi och sensorer bland forskare och föreståndare på forskningsstationerna inom ɪɴᴛᴇʀᴀᴄᴛ, samt att göra drönarindustrin medveten om nya potentiella användningsområden. En drönare är ett obemannat luftfartyg, d.v.s. en flygfarkost utan pilot ombord. Drönare benämns ibland som “UAS” och “UAV”. I den här rapporten används främst den engelska termen “drones”. Detta examensarbete undersöker behovet av drönare på de forskningsstationer som är delaktiga i ɪɴᴛᴇʀᴀᴄᴛ och hur det arktiska klimatet påverkar drönartekniken och ergonomin. Arbetet kartlägger även drönarmarknaden och de lagar och regler som påverkar användandet av drönare. En utförlig studie genomfördes, där forskarnas behov av drönare undersöktes. En enkät skickades ut inom ɪɴᴛᴇʀᴀᴄᴛ och utförliga intervjuer genomfördes med forskare och andra nyckelpersoner. Ett studiebesök på Tarfala forskningsstation kompletterade med fältdata. Den främsta insikten från studien var att behov, arbetsuppgifter och metoder varierar mycket mellan de olika forskarna. En annan insikt var att många ville använda drönare som sensorbärare, och på så sätt insamla data från stora områden på kort tid. Resultatet från studien låg till grund för en situationsbaserad drönarrekommendation samt ett konceptförslag för en enkel vattenprovtagningslösning.