Rekordvandstande i Isefjorden og Roskilde Fjord

Transkript

1 Rekordvandstande i Isefjorden og Roskilde Fjord Af meteorolog Jesper Eriksen, DMI Danmark slog i det sidste kvartal af 2013 flere vind- eller vindrelaterede rekorder på lidt over en måned. I slutningen af oktober gav hurtigløberen, stormen/ orkanen Allan, historisk høje vindhastigheder. Grundet Allans hurtige bevægelse var blæsevejret relativt kortvarigt og gav derfor ikke nævneværdige problemer med vandstanden ved de danske kyster. Store problemer med vandstanden indtraf til gengæld, da stormen Bodil i starten af december valgte at bremse op over Danmark og give længerevarende kraftig blæst. I denne artikel vil jeg primært beskæftige mig med den stormflod, Bodil gav i Isefjorden og Roskilde Fjord, da jeg selv bor i området (Himmelev). Stormlavtryks generelle udvikling og bevægelse Et vandrende lavtryk har typisk sin kraftigste uddybning, når det Figur 1. De målte vinde og lufttrykket torsdag 5. december kl. 18utc. Bodil er markeret med et rødt L. Trykket skal aflæses således at hvis tallet er større end 500, sætter man et 9-tal foran selve tallet, og et komma i enden. Så 616= 961,6hPa. Er tallet under 500, sættes et 10-tal foran, dvs. 006=1000,6hPa. Forklaringen til aflæsningen af vinden fremgår af figur 2. Figur 2. Hjælp til tolkning af vindpilene. Vinden er opgivet i knob, og hvis man forestiller sig at det var en slags dartpile, blæser vinden i den retning spidsen af pilen peger. En trekant indikerer storm med 50kt, en halv pind 5kt, og en hel pind 10kt. Lægger man det hele sammen får man den målte vind. For at omregne til m/s kan man som et overslag dividere med 2. Læg mærke til en lille fejl i figuren en trekant + ½ pind= 55kt og ikke 50kt, som der står. krydser jetstrømmen hørende til polarfronten, fra den varme side og om mod den kolde. Da højdestrømmen er styrende for et lavtryks bevægelse, vil lavtrykket også bevæge sig hurtigst i denne fase. Allan var et typisk eksempel på dette, idet Allan bevægede sig hurtigt op over Danmark fra sydvest, under kraftig uddybning. Når et lavtryk ved overfladen har krydset jetstrømmen og er nået om på den kolde side, vil det efterhånden befinde sig i et område med en svagere højdevind, og vil nu bevæge sig langsomt og svækkes. Et lavtryk der bremser op og svækkes, er således et meget naturligt fænomen på vores breddegrader. Men de opbremsende lavtryk kan selvfølgelig variere meget i styrke, lige fra et uskyldigt lavtryk, der knap kan give en kuling, til et kraftigt storm- eller orkanlavtryk. Der kan også være stor forskel i selve opbremsningen og hvor hurtigt lavtrykkene efterfølgende svækkes. Bodil var et for danske forhold meget kraftigt lavtryk, der valgte at bremse op lige da det passede nord om Danmark. Men det var et atypisk et af slagsen, i det Bodil faktisk en kort overgang fortsatte med at uddybes lidt, efter hun var kommet om på den kolde side af jetstrømmen, og var begyndt at bevæge sig langsomt. Torsdag d. 5. december kl. 12utc lå Bodil over Sydnorge med et centertryk på ca. 967hPa, og var på dette side 40 Vejret, 138, februar 2014

2 Figur 3. De målte vinde og lufttrykket fredag 6. december kl. 00utc. Bodil er markeret med et rødt L, nu med et centertryk på 962,5hPa. Figur 4. De målte vinde og lufttrykket fredag 6. december kl. 06utc. Bodil er markeret med et rødt L, nu med et centertryk på 962,6hPa. Figur 5. De målte vinde og lufttrykket fredag 6. december kl. 18utc. Bodil er markeret med et rødt L, nu med et centertryk på 970,7hPa. tidspunkt kommet ind i et område med svagere højdevinde på den kolde side af jetstrømmen (ikke vist på kort). 6 timer senere lå Bodil lige nordøst for Skagerrak med et væsentligt dybere centertryk på 961,6hPa (se figur 1). I sin efterfølgende langsomme bevægelse over mod Sveriges Østkyst blev Bodil kun marginalt svækket (se figur 3 og 4). Fredag aften kl 18.00utc var Bodil nået frem til de Baltiske lande (figur 5), nu med et centertryk på 970,7hPa, og der var stadig en hård nordvestlig kuling ned gennem Kattegat. At forhvirvlede/ døende lavtryk kan være længe om at svækkes, er dog ikke usædvanligt. Herefter bevægede Bodil sig videre mod sydøst og blev svækket yderligere, men lørdag morgen var der stadig en nordvestlig kuling ned gennem Kattegat (se figur 6 og 7). Styrende forhold for vandstanden i Isefjorden og Roskilde Fjord En vandstandsprognose udregnes ved at koble en vejr- og havmodel. Vejrmodellen fodrer havmodellen med vejrparametre, der har betydning for vandstanden. Her er den vigtigste parameter vinden. Har man en case hvor en vindprognose sidder stort set lige i øjet, som det var tilfældet med Bodil, opstår der derfor en god mulighed for at teste havmodellen. Skal en vandstandsprognose ramme plet, skal den have helt styr på strømforholdene i 3 dimensioner, den mængde energi vinden overfører til havet, samt havdybden/bathymetrien og for fjorde også alle mulige indsnævringer, dæmninger og diger. Der- Vejret, 138, februar 2014 side 41

3 for er det, selv når vinden er forudsagt korrekt, ikke altid nogen let sag at forudsige vandstanden. Nogle steder, f.eks. ved Vadehavet, kan tidevandet have stor betydning for vandstanden. I Isefjorden og Roskilde fjord er der dog ikke tidevand af betydning. Lufttrykket har også en vis betydning, idet et fald i lufttrykket på 1hPa, vil resulterer i en vandstandsstigning på 1cm. Dette kræver dog, at der er indtruffet en balance, hvor både oceanet og lufthavet har fået lov at falde til ro. Sådanne ideelle forhold indtræder sjældent i virkelighedens verden, og slet ikke når der er stormflod. Derfor er det vanskeligt at sætte tal på præcist hvor meget indflydelse lufttrykket har på vandstanden ude i virkelighedens verden, men en effekt det er der. Vandstanden i fjordsystemer er faktisk ret komplekst, da vandet kan ligge og skvulpe rundt som i et kæmpe badekar. Men groft sagt kan man sige at de følgende 2 faktorer, der både kan modvirke og forstærke hinanden, har størst betydning for vandstanden i Isefjorden og Roskilde Fjord: 1. Vindens retning, styrken og varigheden af blæsten: Er vinden i nordvest og nord, bliver vand fra Kattegat forsøgt presset direkte ned i Isefjorden oppe mellem Hundested og Rørvig. Jo mere vind, jo mere vand bliver der forsøgt presset ind i Isefjorden, og jo længere det blæser, jo mere vand forsøges der ophobet. 2. Vandstanden uden for fjordene: Er der en forskel i vandstanden i og udenfor fjordene, siger Figur 6. De målte vinde og lufttrykket lørdag 7. december kl. 00utc. Bodil, der nu er på vej ud af kortet, er markeret med et rødt L. Figur 7. De målte vinde og lufttrykket lørdag 7. december kl. 06utc. Bodil er nu forsvundet ud af kortet. man at der er et hældende vandspejl. Naturen vil prøve at balancere tingene, og fører vandet fra området med høj vandstand mod områder med lav vandstand (undervejs vil bevægelsen blive afbøjet mod højre af corioliskraften). Vandets ophav er Kattegat, derfor har vandstanden her stor betydning. Under Bodil havde der først været kraftig blæst fra sydvest, førend vinden gik i nordvest, hvilket førte vand fra Nordsøen og ind i Kattegat og gav mere vand end normalt. Tilfælde, hvor 1 og 2 modarbejder hinanden, kan man billedligt forestille sig ved at man fysisk prøver at skubbe en bold op af en bakke. Er bakken (hældningen af vandspejlet) stejlere end den kraft, man skubber bolden med (vindens energi overførsel til havet), vil bolden trille baglæns (vandstanden falder). Dette gør at vandstanden i Isefjorden og Roskilde fjord ikke bare kan blive ved med at stige, selvom det fortsætter med at blæser kraftigt (et eksempel ses i næste afsnit). Når vand fra Kattegat presses ind i Isefjorden, vil det først søge mod bunden, men da det herefter ikke har nogen måde at komme væk side 42 Vejret, 138, februar 2014

4 Figur 8. Kort over Isefjorden og Roskilde Fjord. på, vil det brede sig rundt i resten af fjorden, og senere den tilstødende Roskilde Fjord. Ligesom i et kæmpe badekar med en meget kompleks form. Når vandet bevæger sig fra Isefjorden over mod Roskilde Fjord, møder det en masse indsnævringer, der giver en ophobning af vandmasserne, ligesom når der opstår en kø på motorvejen. På kortet i figur 8, kan man f.eks. se en indsnævring ved Frederikssund og Jyllinge. Ved Frederikssund er der en yderligere interessant detalje, idet der foruden den stærk trafikerede Kronprins Frederiks Bro findes levnene af en gammel jernbanebro. Fra 1928 og frem til 1936 lå der syd for Kronprins Frederiks Bro en 300 meter lang jernbanebro, som udgjorde en del af den Midtsjællandske Jernbane. Enkelte bropiller fra den gamle jernbanebro og den tilhørende kunstige landtange, der fungerer som en slags dæmning, kan stadig ses ved Frederikssund (se billede på side nedenfor). Billedet er taget fra siden modsat landtangen. Af kortet i figur 10, fremgør det at landtangen faktisk går ret langt ud og visse steder er ret høj, og derfor godt kan give en betydelig opbremsning af vandmasserne, indtil vandet overstiger landtangens højde. Vandstandsforløbet ved Holbæk og Roskilde I Bodils tilfælde havde vandstandsprognoserne i god tid indikeret, at vandstanden i Roskilde Fjord kunne komme helt op omkring de ekstreme 2m, hvilket er langt over de tidligere rekorder (se næste afsnit). I Roskilde nåede man op på 206cm, og prognoserne gjorde således et rigtigt fint job. Dog var der op til selve begivenheden stadig en vis variation i den forventede maksimale vandstand mellem de forskellige prognosekørsler, Figur 9. Billede af levnene fra den gamle jernbanebro ved Frederikssund taget på en dag med stille vejr og normal vandstand. Man kan se en enkelt bropille fra den gamle jernbanebro og i baggrunden en lang og pænt høj landtange. Foto Jesper Eriksen. Vejret, 138, februar 2014 side 43

5 Figur 10. Kortudsnit fra Google-maps omkring Frederikssund. Kronprins Frederiks Bro ses som vejnummer 207. Syd for broen kan man se hvor langt landtangen fra den gamle jernbanebro går ud. alt lige fra 180cm til en enkelt med helt ekstreme 240cm (set på dmi.dk 5. december kl. 17). I virkeligheden kulminerede vandstanden i Roskilde lidt senere end prognoserne forventede. Dette kan måske skyldes, at resterne fra den gamle jernbanebro oppe ved Frederikssund, ikke er beskrevet/ indgår i prognosen. Figurerne 11 og 12 viser forløbet af den målte vandstand ved Holbæk og Roskilde, de er særligt interessante, når de holdes op mod vindkortene. Det fremgår, at vandstanden i Holbæk begyndte at stige tidligt om morgen fredag d. 6. december, da vinden var gået fra vest og om i nordvest (se kort 2 og 3). Vandstanden lå herefter og skvulpede lidt omkring et meget højt leje fra sidst på formiddagen til omkring midnat. Lørdag d. 7. december faldt vandstanden langsomt og var ca. et døgn om at nå tilbage til normalen. En pudsig detalje er, at der faktisk stadig var en solid nordvestlig kuling ned gennem Kattegat (se figur 6), da vandstanden begyndte at falde om natten. Det kunne være interessant at have en masse strømmålingen oppe mellem Hundested og Rørvig i dette tilfælde, fordi der var en nettostrøm af vand ud af fjorden mod vindretninger. Årsagen må have været et kraftigt hældende vandspejl, der hældte væk fra fjordene, fordi vandstanden i fjordene var helt oppe på omkring 2m. Ved Roskilde steg vandstanden langsommere end ved Holbæk, og den højeste vandstand blev lidt højere. Det tog godt 1 ½ døgn førend vandstanden var tilbage på normalen. Under en aktuel stormflod i Isefjorden og Roskilde Fjord har den vagthavende meteorolog, som det er nu, kun adgang til vandstandsmålinger fra Roskilde og Holbæk. Derfor er der ingen mulighed for at følge virkelighedens vandmasser mellem de to målestationer. I fremtidige stormfloder kunne det være godt at have mange målinger fra området, og herved få indblik i lokale forskelle i vandstanden. F.eks. fik dele af Jyllinge jo store oversvømmelser, og i Frederiksværk var vandstanden kun 8-10 cm fra at overstige Classens Dige (kilde 3), som på kritiske steder løbende blev kraftigt forstærket og forsøgt beskyttet under og op til stormfloden. Torsdag eftermiddag brugte man blandt andet hele 1500 sandsække på at beskytte og forhøje de mest sårbare dele af diget. I løbet af fredagen havde man også lavet en kunstig prop, bestående af side 44 Vejret, 138, februar 2014

6 Figur 11. Vandstanden ved Holbæk d. 6. og 7. december 2013, målt i cm i forhold til dansk vertikal reference (DVR90). "Hakket" 7/12 kl. 5 er en datafejl. 200 såkaldte big-bags à en halv kubikmeter sand, et sted i Arresø kanal (som løber via Frederiksværk løber fra Roskilde Fjord til Arresø). Dette var gjort for at beskytte de mest sårbare steder af diget. Var der kommet et brud på Classens Dige, eller var vandet løbet over, havde det været en katastrofe for yderligere op mod 4oo hustande. Det historiske perspektiv I Roskilde findes der kun officielle vandstands målinger tilbage til Ifølge kilde (2) var den gamle vandstands rekord på 136 cm (DVR90), målt 6. februar I Holbæk findes målinger tilbage til 1972, og den gamle rekord var på 173 cm (DVR90), målt 20. november Stormen Bodil minder i sin lavtryksbane om den storm, der gav den gamle rekord i Her passerede et østsydøst gående stormlavtryk, på DMI s stormliste benævnt som en NW3 (national og stærk nordvesten storm), lige nord om Skagerrak og bremsede herefter op og begyndte langsomt at svækkes. Dette gav en længere varende og kraftig nordvestenvind, der kun langsomt aftog. Bodil var bare noget kraftigere end stormen i 1973, placeret som en nw4 (regional stærk storm til orkan) på DMI s stormliste, hvilket resulterede i en ca. 10 procent højere vandstand end dengang. I vejrkortene figur 13 og 14 sammenlignes trykforskellene under de to storme med hinanden, da det er disse, der giver vinden. Grundet manglende data fra 1973, har jeg har ikke sammenlignet stormlavtrykkene, da de havde det laveste tryk, men lavet sammenligningen, da lavtrykkene lå ud for den svenske østkyst. Eftersom det er styrken af nordvesten vinden på bagsiden af lavtrykket, jeg ønsker at sammenligne, mener jeg at min metode er god nok som et estimat. Bemærk i øvrigt den slående lighed mellem de to synoptiske situationer. Den 20/ var lufttrykket ca hpa over England (figur 13), da stormlavtrykket var nået til den svenske østkyst, nu med et centertryk på ca. 982hPa. Altså en trykforskel på 48hPa. Den 6/ var Bodil nået over ved den svenske østkyst (figur 14), nu med et centertryk på ca. 962hPa, samtidigt var lufttrykket ca over England. Altså en trykforskel på 63hPa. Eftersom der kun er officielle Vejret, 138, februar 2014 side 45

7 Figur 12. Vandstanden ved Roskilde d. 6., 7. og 8. december 2013, målt i cm i forhold til dansk vertikal reference (DVR90). side 46 Vejret, 138, februar 2014

8 Figur 13. En GFS re-analyse, gældende for den 20. november 1973 kl. 00utc. De hvide linjer angiver isobarerne. Et højtryk lå over de Britiske Øer og et kraftigt lavtryk ud for Sveriges østkyst. Figur 14. En GFS analyse, gældende for den 6. december 2013 kl. 06utc. Et højtryk lå lidt vest for de Britiske Øer og et kraftigt lavtryk ud for Sveriges østkyst. vandstandsmålinger fra Isefjorden og Roskilde Fjord kort tid tilbage, kan det være svært at vurdere, hvor sjældent vandstande på omkring 2m optræder. Et kig i historiske beretninger, samt nye grafiske værktøjer kan dog give et forsimplet overslag. Her skal man dog være opmærksom på, at der i tidens løb kan have været indført menneskeskabte ændringer af landsskabet, såsom opførelsen af nye diger osv. Og helt lokal kan der være foretaget udbygning af havne, flytning af vandstandsmålerne, uddybning af sejlløb osv. Historiske vandstande det enkelte sted kan derfor i nogle tilfælde være svær at sammenligne med nutiden. Men Ifølge kilde (3) blev Danmark d januar 1855 udsat for en orkanagtig nordvesten storm. Ved Borrevejle Skov ved Lejre Vig (Roskilde Fjord) stod vandet 1 alen (ca. 63cm) over Holbækvejen, og i Roskilde var Frederiksborgvejen ufremkommelig. På Miljøministeriets og Naturstyrelsens hjemmeside (kilde 4), kan man hente gamle landskabskort frem, som Danmark så ud dengang i 1855, og fiktivt hæve vandstanden. Kortet i figur 15 viser netop dette, med en fiktiv forhøjet vandstand på 2m. Det fremgår at der flere steder er begyndt at løbe vand ind på Frederiksborgvejen, og hæver man vandstanden yderligere vil vejen snart blive ufremkommelig. Altså må vandstanden ved Roskilde havde været på mindst 2m under stormen/orkanen i Det kan her oplyses, at jeg var nede og besøge havnen, da vandstanden kulminerede med 206cm (DVR90) natten til lørdag, og det var faktisk muligt at køre hjem langs Frederiksborgvejen. En enkelt større vandpyt var ikke dybere eller større, end biler sagtens kunne passere igennem. Men i 1855 var transporten pr. hestevogn, og vejen var ikke asfalteret, så mon ikke Frederiksborgvejen havde været ufremkommelig ved 206cm? Et meget forsimplet overslag kunne således være, at vandstande på omkring 2m i Roskilde Fjord rent statistisk set kommer en gang hvert år. Men i virkeligheden kan der jo komme en lignende hændelse til næste år, og der kan i princippet også gå 200, eller sågar 1000 år. En vigtig pointe i denne sammenhæng syntes jeg er, at det Vejret, 138, februar 2014 side 47

9 Figur 15. Gammelt kort over Roskilde og omegn, som det så ud tilbage i Frederiksborgvej er den vej der løber parallelt med den østligste del af fjorden, lige til højre for tallet De blågrønlige farver indikerer, hvor der ville ligge havvand ved en fiktiv vandstandsstigning på 2m. Kilde (4). set i et større perspektiv var en normal meteorologisk begivenhed, der forårsagede de ekstreme vandstande, og hovedsagelig fordi den skete på et uheldigt sted. Skal noget specielt fremhæves ved Bodil, må det være, at lavtrykket fortsatte med at uddybes lidt længere, end man normalt ser det ved denne type lavtryk, hvilket gjorde den efterfølgende nordvestenvind endnu kraftigere i forhold til et lavtryk, der opfører sig normalt. Referencer 1. Arres%C3%B kyst.dk/hoejvandsstatistikker. html. 3. Stormfloder af Ib Gram Jørgensen, DMI Scientific Report dk/?profile=miljoegis-klimatilpasningsplaner Kvartalsvejret? Hvor er det henne? Efter mange års tro tjeneste har Stig Rosenørn, som siden bladets start i 1979, har skrevet "Kvartalsvejret" valgt at stoppe. Der skal lyde en stor tak til Stig for den mangeårige indsats. Hvis I læsere synes, at "Kvartalsvejret" skal fortsætte (hvilken type information, format osv.), så må vi se om vi kan finde en forfatter, der kan løfte denne opgave? Dødsfald Hans Valeur, mangeårigt medlem af DaMS og bestyrelsen, døde d. 25. november Dermed blev vi en markant og yderst fornøjelig skikkelse fattigere. Keld Qvistgaard vil i næste nummer skrive nogle mindeord. side 48 Vejret, 138, februar 2014