Stormfloder i fortid og fremtid

Transkript

1 Stormfloder i fortid og fremtid Forskningens døgn april 2010 Forelæsning for Duborg-skolen, Flensborg Fredericia Gymnasium Borup Borgerforening VIA Ingeniørhøjskolen, Horsens Natur og Miljø, Århus Kommune Torben Larsen Aalborg Universitet torben.larsen@civil.aau.dk Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 1

2 Stormfloder i fortid og fremtid. Det faglige indhold er lagt ned i eksempler Eksemplerne er: 1. Stormfloderne i Vadehavet 1634 og Hvorfor bor mennesker ved havet? 2. Stormfloden ved Østersøen i Meteorologiske og fysiske forudsætninger 3. Galvestone 1900 og New Orleans Tropiske cykloner 4. Stormfloden i 1953 Vorherre skabte Jorden, hollænderne skabte Holland 5. Stormfloden i Hamborg Hvorfor bliver digerne altid bygget bagefter? 6. Thyborøn Kanal, stormfloderne i 1862 og Fremtiden med klimaændringerne Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 2

3 1. eksempel Stormfloderne i Vadehavet 1634 og 1999 Hvorfor bor mennesker ved havet? Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 3

4 Hvorfor bor mennesker ved havet? Villakvarter på kunstig ø i Dubai Venezia er det udsigten? den gode mulighed for transport? frisk fisk på middagsbordet? er det hyggeligt at gå tur på havnen? Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid Øer maritime ferieby ved Ebeltoft 4

5 Hvorfor overhovedet bo i Ribe når Ribe har danmarksrekorden i højvande: 6,12 m? Ca døde i Danmark, Tyskland og Holland den 11. Oktober 1634 Stormflodssøjlen i Ribe. Ringene på søjlen viser højden af stormfloderne i 1634, 1825, 1909, 1911 og Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid

6 Stormfloden den 3. december 1999 NB: Esbjerg ikke Ribe! (Måleren i Ribe gik i stykker) 3. december 1999 Ved Esbjerg ville vandstanden have været 0,4 m højere, hvis Der ikke havde været lavvande. Den ville formentlig have været 0,8 1,0 m højere hvis det havde været højvande. Danmarksrekord i vindstyrke Den kraftigste middelvind over land (38 m/s eller 137 km/t) blev målt på Rømø klokken 18

7 Ribediget var i stor fare ved stormfloden den 3. december 1999 Toppen af Ribediget ligger i kote 7,0 m over middelvandstanden. Det blev observeret at bølgeopskyllet nåede op i kote 6,70 m. Det var samtidigt lavvande i tidevandet. Hvis det havde været højvande ville det helt sikkert have skyllet over. Måske var diget brudt sammen. Det kan ikke siges med sikkerhed. Digebyggerens tommelfingerregel Bølgeopskyllet er to gange bølgehøjden. Bølgehøjden er det halve af vanddybden. Derfor er bølgeopskyllet ca. det samme som vanddybden Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 7

8 Prognosen var 2,5 m for lav! Stormflodsvarslingen svigtede Ribe skulle have være evakueret 3. december 1999

9 Spørgsmålet lød: Hvorfor bor mennesker ved havet? Eksemplet viste at død og ødelæggelse er ikke nok til at jage folk væk, så det blev vi vist ikke meget klogere på. Derimod er det helt sikkert, at vi ikke holder op med at bo ved havet. Vi må lære at leve med det. Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 9

10 2. eksempel Stormfloden ved Østersøen i 1872 Meteorologiske og fysiske forudsætninger for stormfloder Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 10

11 Meteorologiske forudsætninger for store vindhastigheder Solens stråling danner 3 cirkulationsceller Her bor vi ved Polarfronten, hvor kold polar vind møder varm vind fra Atlanten Barometer ved lavtryspassage Lavtryk ved Island på vej mod nordøst østenstorm i dag vestenstorm i morgen Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 11

12 Uden Coriolis kraft ingen lavtryk lavtrykket ville klappe sammen med det samme Kanon Big Bertha 1. Verdenskrig Rækkevidde 120 km Coriolis-afdrift 1,35 km Coriolis kraften skyldes Jordens omdrejning Populært sagt suger lavtrykket den omkringliggende luft ind mod sig. Men Corioliskraften drejer vinden til højre så der opstår en stabil kæmpe-hvirvel, som lever i flere dage. Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 12

13 Stormfloden i 1872 Danmarks værste stormflod i nyere tid 80 personer plus tusindvis af kreaturer druknede på Lolland og Falster Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid Mange skibe forliste vrag på Bornholm 13

14 Coldings analyse af stormfloden i 1872 Yderst sjælden situation: Lavtrykket lå over Nordtyskland og gav orkan fra øst Ludwig A. Colding ( ) Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 14

15 Alle ved at pålandsvind giver højvande men Colding satte tal på og forklarede stormfloden i 1872 Vindens forskydningskraft giver opstuvning Δh = τ g ρ wind water h 0 L τ = wind 2 C D ρ air U 10 Colding brugte Ringkøbing Fjord som fuldskala laboratorium til at bestemme vindens forskydningskraft som funktion af vindhastigheden Stor vindstyrke og lille vanddybde giver stor opstuvning 15

16 3. eksempel Oversvømmelsen af Galvestone 1900 og New Orleans 2005 Tropiske cykloner

17 Den Mexicanske Golf Et af Verdens farligste område når det gælder stormfloder En vigtig årsag er, at vandtemperaturen i august når op på grader C Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 17

18 Fysikken i de tropiske cykloner Fordampningen skaber opadstigende luftstrøm fordi fugtig luft er lettere end tør luft! Den opadstigende luftstrøm trækker vinden ind mod centret (orkanens øje) Coriolis kraften drejer vinden mod højre og hindrer at lavtrykket fyldes op med det samme Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 18

19 Liv og død afhænger af lavtrykkets bane Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 19

20 Galvestone, Texas 9. september 1900 Værste stormflod i USA nogensinde I år 1900 lå det meste af byen på en sandø lidt fra kysten Byens højeste punkt lå 2,7 m over havet. Stormfloden havde en højde af 4,7 m. Ca huse blev ødelagt og 8000 personer druknede dvs. ca. en fjerdedel af indbyggerne Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 20

21 Galvestone, Texas, 9. september1900 Byen blev totalt knust 8000 personer druknede. Nogle ligger her. Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 21

22 - og hvad gjorde indbyggerne i Galvestone så? De pumpede sand ind med sandpumpere og byggede en ny by der ligger 2 3 m højere end før stormfloden. I dag er her ca indbyggere

23 Kun få ord om orkanen Katrina og oversvømmelsen af New Orleans i 2005: Et skoleeksempel på total mangel på overblik og planlægning Ca personer (især ældre) omkom. American Society of Civil Engineers mener at stormflodsbeskyttelsen var så dårlig, at hændelsen ville optræde med en gentagelsesperiode på år 23

24 4. Eksempel Stormfloden i 1953 Vorherre skabte Jorden, hollænderne skabte Holland (Hollandsk ordsprog)

25 To kraftige stormfloder ændrede landkortet i Holland Nordholland Stormflod i 1916 Bygning af Zeirdersee dæmningen Sydholland Stormflod i 1953 Bygning af Deltaplanen (en tredjedel af Holland ligger under havets overflade) Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 25

26 Zeidersee dæmningen længde 32 km Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 26

27 Europas alvorligste stormflod i nyere tid Maksimal vindstuvning og maksimal tidevand på samme tid i modsætning til Ribe i 1999 Vejrkort fra 1. februar 1953 kl Beregnede vandstande Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 27

28 Stormfloden i 1953 Digerne brød sammen hundredvis af steder Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 28

29 Deltaet blev oversvømmet 1800 personer druknede Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 29

30 Deltaplanen ( ) Verdens største anlægsarbejde Nieuwe Waterweg Haringvliet sluis Stormvloedkering Oosterschelde Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 30

31 5. Eksempel Stormfloden 1962 i Hamborg Hvorfor bygger vi først digerne efter stormfloden? Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 31

32 Stormfloden i Hamborg 1962 Forstaden Wilhelmsburg blev oversvømmet. 340 personer omkom Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 32

33 Hvorfor bygger vi først digerne efter stormfloden? - hvad ville der være sket i Hamborg, hvis vi ikke havde haft stormfloden i 1962? Se rigtig nøje på figuren og disse tal: Stormflod 1825 vandstand: 5,24 m mange tusinde druknede Stormflod 1962 vandstand: 5,70 m 340 druknede Stormflod 1976 vandstand: 6,45 m Tværsnit i dige ved Hamborg før og efter 1962 Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 33

34 Hvad er så grunden til at stormflodsbeskyttelsen først bliver bygget efter stormfloden?

35 Hvorfor bygger vi først digerne efter stormfloden? Fordi der er stor forskel på hvordan vi opfatter ulykker Det her sker mange gange hvert år Mens det her sker aldrig eller rettere kun en gang hver år Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 35

36 6. Eksempel Thyborøn Kanal, Stormene i 1825, 1862 og 2005 Fremtiden: Hvad byder klimaændringerne på?

37 Den globale opvarmning - drivhuseffekten Indstråling af synligt lys fra solen passerer uhindret ind til Jorden Udstråling af langbølget varmestråling hindres delvis af vanddamp, CO 2, metan, mv. Uden drivhuseffekten ville Jordens temperatur være grader lavere. Vi står i en hårfin balance. 37

38 Istider kommer og går Hvis al is på Antarktis og i Grønland smelter stiger vandstanden 70 m CO år Temperatur Forklaringen på istiderne findes i variationer i Jordens bane omkring Solen 38

39 4 interessante temperaturkurver Temperaturen på Jorden er steget knap 1 grad på 100 år Stenalderhavet Istiden sluttede Det endlige bevis på klimaændringerne Limfjordens temperatur er steget 1,1 grad på 100 år 39

40 Forudsigelse af ekstra forøgelse af højvande langs Vestkysten under storm i år 2100 Expected changes in North Sea at Thyborøn 2100 Mean sea level: 0,33 m Extreme level : 0,40 m Wind speed : + 5 % Unfortunately we still know too little concerning the possible changes of the tracks of the low pressures Some of the worlds largest and fastest computers have worked hard for several months to obtain these results 40

41 Bygholmvejledæmningen sidst på eftermiddagen 8. januar 2005 Projekt med studerende 2009 Torben Larsen: Stormfloder i fortid og fremtid 41

42 Den korte version af Thyborøn Kanals historie 42

43 Limfjorden - Danmarks største fjord - åben både mod Nordsøen og Kattegat Areal 1500 km 2 Oplandsareal 7500 km 2 Middelvanddybde 4,9 m Volumen 7,3 km 3 Indstrømning fra Nordsøen 7,4 km 3 pr. år Ferskvandstilførsel 2,7 km 3 pr. år Opholdstid 0,5 1,0 år 43

44 Fra år f.kr til 1100 e.kr Vikingerne sejlede ud gennem kanalen I år 1000 men den lukkede omkring Fra 1100 til 1825 var der ingen forbindelse. Litorinahavet (Stenalderhavet) B.C (Bruun, Per (1954). Coast Stability) 44

45 En stormflod den 3. februar 1825 skabte Agger Kanal En intensiv skibsfart til Norge, England og Tyskland voksede hurtigt op Allerede omkring 1840 begyndte kanalen at sande til (Bruun, Per (1954). Coast Stability) 45

46 Thyborøn kanal blev skabt ved en stormflod i 1862 (Bruun, Per (1954). Coast Stability) 46

47 Situationen i 1912 og Høfder blev bygget efter 1870 (Bruun, Per (1954). Coast Stability) 47

48 Sandtransporten på Vestkysten ender i deltaet øst for Thyborøn A delta was formed east of Thyborøn Der tilføres ca. 1,0 mio m 3 pr år 48

49 (Bruun, Per (1954). Coast Stability) Thyborønloven af 1946 nu skal kanalen lukkes Dækmoler Tilbagetrukne diger Diger omkring Thyborøn Gennemstrømningssluse Skibsfartssluse Loven blev ophævet i 1972 uden at kanalen var blevet lukket 49

50 Hvordan kan vi lukke kanalen i dag? - stort set som projektet fra 1942 Men afvandingsslusen skal have et gennemstrømnings areal på 500 til 1000 m 2 i stedet for 200 m 2 så saltholdighed og vandkvalitet kan opretholdes eller forbedres Slusen skal kun holdes åben for indadgående strøm og helt lukket under stormflod 50

51 Modellering af stormfloden i januar 2005 Vandstande januar 2005 ved åben Thyborøn Kanal Åben kanal vandstand (m) tid (timer) Løgstør Bredning Thyborøn kyst Løgstør Bredning Hals Barre Lukket kanal Sluse lukker ved 1,5 m højvande vandstand (m) Vandstande januar 2005 ved lukket Thyborøn Kanal tid (timer) Thyborøn kyst Løgstør Bredning Hals Barre From: Larsen T. and Beck J. B. (2009). Storm Surges in the Limfjord with Closed Thyborøn Channel. Technology and Environment 51

52 Afslutning og konklusion - lidt om beslutningsprocessen

53 Hvordan har beslutningsprocessen omkring beskyttelse mod stormflod været? Oversvømmelse lokalitet år Skade beslutning Lolland /Falster personer druknet Lov af 1873 om diger på Falster mv. Zuider Zee, Holland personer druknet Lov af 1918 om Zuider Zee dæmning Holland Rihn-deltaet personer druknet Love om Deltawerken Hamborg personer druknet Lov 1963 om forhøjelse af diger Tønder Marsken personer evakueret Lov af 1977 om fremskudt dige Tsunamien Østsasien personer druknede Ingen Katrina New Orleans 2005 Ca druknede? (dog total evakuering i 2008) Miljø Kattegat døde hummere (100 kvkm) Vandmiljøplan I 1987 (12 mia kr.) Mariager Fjord 1997 Alt liv i fjorden døde Vandmiljøplan II

54 Erfaringerne med beslutningsprocessen for beskyttelse mod stormfloder kan sammenfattes til Der bliver ikke besluttet noget før der er sket en alvorlig katastrofe, men så tages beslutningen normalt allerede ca. 1 år efter hændelsen, og desuden er beslutningen altid overdrevent til den sikre side og dyrere end nødvendigt, plus at den er markant til skade for miljøet - bliver det mon bedre i fremtiden? 54

55 Tak for Jeres opmærksomhed Kommentarer og spørgsmål er velkomne 55