Referat af møde i følgegruppen for det marine modelkompleks (MMK) 3. september 2007 hos DMU

Transkript

1 Til medlemmerne af følgegruppen for det marine modelkompleks (MMK) Danmarks Miljøundersøgelser Aarhus Universitet Afdeling for Marin Økologi Sags nr.: DMU Ref.: PET 2. november 2007 Referat af møde i følgegruppen for det marine modelkompleks (MMK) 3. september 2007 hos DMU Deltagere: Afbud: Jørgen Bendtsen, DMU, MAR M-FDC (formand) Ian Sehested Hansen, DHI Maj-Britt Kronborg, DHI Per Berg, DMI Vibeke Huess, DMI Svend Aage Bendtsen, MC Aalborg Benny Bruhn, MC Nykøbing Helene Munk Sørensen, MC Århus Bjarne Büchmann, Farvandsvæsenet (observatør) Jan Strømberg, MC Roskilde Peter Henriksen, DMU, M-FDC (sekretær) Thomas Hjort Rasmussen, MC Ribe Aktionliste Aktion Plot densitetsprofiler fra Gniben og Romsø til sammenligning af model og observationer Sammenlign TP transporter beregnet med økologisk og med havmodel (relevans for diskussion af usikkerhed på transport af næringsstoffer) Ansvarlig ISH ISH Frederiksborgvej 399 Postboks Roskilde Tlf.: Fax: Velkomst m.v. Jørgen (JB) bød velkommen til mødet. 2. Godkendelse af dagsorden JB omdelte en udvidet dagsorden, hvor punkterne var specificeret yderligere i forhold til den oprindeligt rundsendte dagsorden. Det blev besluttet, at diskussion af dataassimilering (punkt 7) blev lagt ind under punkt 5. Desuden blev det oprindelige punkt 13 om evaluering til koordinationsudvalget rykket frem til at følge efter det oprindelige punkt 9 om diskussion af evalueringskriterier. Den ændrede dagsorden blev godkendt. 1/9 Vejlsøvej 25 Postboks Silkeborg Tlf.: Fax: Kalø Grenåvej Rønde Tlf.: Fax: EAN-nr.: SE/CVR-nr dmu@dmu.dk

2 3. Godkendelse af referat I relation til aktionslisten i referatet fra mødet den 7. maj, gjorde Benny Bruun opmærksom på den tidligere tilladelse, der er givet til DHI til brug af TBT på bøjer. JB gennemgik resten af aktionslisten. Læsø Øst data går det skidt med. Vi får stadig data, men med meget store huller i. Der er endnu ikke lavet aftale om tilgang til tyske data. Til gengæld kunne Benny Bruun opmuntre med, at der kun er mistet ni dages TC data i Hjelm Bugt og ikke 5-6 uger, som angivet som sandsynligt i referatet. Herefter blev referatet godkendt. 4. Meddelelser m.v. Thomas Hjort Rasmussen, MC Ribe, havde meldt afbud til mødet. 5. Præsentation af evalueringsrapporten 2006 (DMI) samt diskussion af dataassimilering Vibeke præsenterede DMI s evaluering af 2006 modelleringen. Den omfattende rapport findes på DHI s hjemmeside. Modelresultater for modellering af perioden 1/1 til 31/ uden dataassimilering (DA) er blevet evalueret. Problemer med resultaterne med DA gjorde, at de ikke er medtaget. Følgende blev evalueret: vandstand, temperatur, salinitet, strøm, hændelser (Δ S > 5 psu over middel i 2 døgn), skillefladedybder (svært at drage konklusioner fra). Der findes evalueringskriterier for vandstand, temperatur og salinitet. Vandstand: Residual tidsserie: krav = Std. < 10 cm, opfyldes på 11 ud af 43 stationer, 25 timers midlet tidsserie: krav = std. < 5 cm, opfyldes på 4 ud af 41 stationer Tidevand: krav = 20% amplitudefejl Tidevand er blevet bedre i 2005 og 2006 i forhold til Det bør overvejes, om kravet på 5 cm på lowpass filtreret vandstand er for hårdt. Temperatur: Er tilsyneladende ikke blevet forbedret ved vurdering ud fra bøjer. Ved vurdering mod NRT-stationer er der heller ikke sket forbedringer (måske en svag forværring). Modellen har ikke som i tendens til at være for kold i øverste lag i IDF. Til gengæld er der tendens til, at den bliver for varm i øvre lag om sommeren. Dette skyldes ifølge DHI måske, at temperaturfelterne kan 2/9

3 være landtemperaturer, der påvirker nær land. På de åbne stationer, er der bedre overensstemmelse. Afhjælpning af et problem har tilsyneladende skabt et andet. Salinitet: En lille forbedring i Nordsøen (NRT-data). Salinitet er også blevet meget bedre i Skagerrak og ved Læsø (ifølge Maj-Britt og ISH). Generelt en lille forbedring. Der har været problemer med observationer fra fx Hjelm Bugt og også nogle NRT-data. Dvs. data har ikke nødvendigvis været kvalitetssikrede. Strøm: Modellen har fat i dynamikken i Lillebælt, Storebælt og Drogden. Den pæne overensstemmelse mellem model og målinger er en første indikation for, at det vil være muligt at opsætte krav og at det vil kunne lade sig gøre at kvantificere usikkerheder på beregninger af transporter. Det kan dog være et problem, at fx salt og temperatur varierer over en stor skala, hvorimod strøm kan variere ganske betydeligt inden for et meget begrænset område. JB foreslog at forsøge at fokusere på Storebælt og foretage en usikkerhedsberegning. Hændelser: Lillebælt: god overensstemmelse, dog problemer i tre perioder. Drogden: modellen fanger ikke alle skvulp. Observationerne har større variation end modellen. God præsentation, der medtages igen næste år. Skillefladedybde: 3 stationer er blevet evalueret: Ven: dårlig fejl-statistik. Storbælt: fra god overensstemmelse til 14 m afvigelse (std. størst ved m). Kattegat S: fra god til m afvigelse (std. størst ved 7-15 m). Gruppen diskuterede teoretiske forklaringer på forskelle mellem observationer og model (bl.a. opløsning, hvor et lille spring i observationer kan give et maksimum, der ikke fanges af modellen). På næste møde præsenterer ISH nogle plots til videre diskussion. Gruppen diskuterede de enkelte parametre: Vandstand bias varierer i forhold til geografisk placering. Positive værdier i Nordsøen/Kattegat (bortset fra Skagen) og negative S og Ø for Sjælland. Lowpass filtreret giver et godt billede af udviklingen. Temp.: ingen kommentarer. Salinitet: I Hjelm Bugt er der meget stor afvigelse. Er bøjen hensigtsmæssigt placeret i forhold til evaluering af modellen? Benny Bruun: Den nederste sensor står meget tæt på skillefladen ved et hul. 3/9

4 Temp/salt: Der er mange randområder med i evalueringen, så det blev diskuteret, om antallet kunne reduceres, da der også ved midtvejsreduktionen i NOVANA også blev fjernet områder med fjordmodellering. Det blev dog besluttet at beholde alle stationerne. Hændelser: Udvælg tre faste perioder hvert år og fasthold definitioner. Evt. kunne definitionen af hændelse tilpasses områder, så der arbejdes med variable grænser for salinitet, fx 5 psu i Lillebælt og 2 psu ved Drogden. Disse forhold er endnu ikke fastlagt men bliver drøftet nærmere på det kommende møde. Strøm: Lowpass filtrering og analyse af std. i Storebælt. Resultatet for assimileret model 2006 DHI redegjorde for hvilke forbedringer, der er ved dataassimilering, og hvilke specielle forhold der skal tages i betragtning i forhold til assimilering af vandstand, temperatur og salinitet. Salt/Temperatur: på assimileringsstationerne kommer størstedelen under kravet i 2005 og Derimod er det ikke alle valideringsstationer, der kommer under kravet. Vandstandsassimilering 2005 (samme billede i 2006): Vandstand 2005: 8 ud af 36 stationer opfylder krav uden DA, og statistikken forbedres med DA, hvor 35 ud af 36 stationer opfylder kravet med DA. Salt/temperatur: Der er sket en minimering af over- og undershooting, og der ekstrapolereres ikke længere assimilering til overfladen. Tidslige TS assimilering udvides til 3 døgn på profilstationer. Desuden arbejdes med individuel fastlæggelse af de rumlige assimileringsradier på profilstationer (1,5-21 km - og nu 4,5-60 km). Bjarne Büchmann gjorde opmærksom på, at SMHI er gået væk fra DA i Kattegat. Der blev præsenteret en række eksempler: Salinitet fra Århus (170006): i stort set alle (14) dybder lever modellen ikke op til kravet uden DA, mens den kun tre ud af 15 dybder ikke lever op med DA. Tilsvarende eksempel fra st. 409, Ålborg Bugt: DA bringer ikke std. under kravene faktisk bliver det værre i tre dybder. Temperatur i Århus Bugt, st : Ingen dybder opfyldes uden DA, mens kun tre ud af 15 ikke opfylder med DA. Temperatur på st. 409: her hjælper DA heller ikke. Evaluering af model med DA 2006: Assimileringsstationer: statistikken forbedres, og størstedelen kommer under kravene. Vandstand: statistikken forbedres med DA og alle stationer kommer under kravet. 4/9

5 Salt/temperatur: Stationer nær assimileringsstationer forbedres og kommer oftere under kravet. Stationer langt fra assimileringsstationer forbedres ikke. Metodeproblemer: Minimering af over/undershooting Forlængelse af den tidslige assimileringsradius for ST har god effekt. Der assimileres ikke længere op/ned i spikes, men modellen holdes på niveau med observationerne. Indførsel af individuelle rumlige assimileringsradier har god effekt. JB konkluderede, at modelproduktet forbedres tæt på assimileringsstationerne (fx fjorde), men det vil være rart at se, om det forbedrer eller påvirker transporterne. JB foreslog at køre videre med begge tilgange i Præsentation af udviklingen i modelleringen ISH præsenterede justeringer foretaget som led i udvikling af Havmodellen : Efter 2004: Start på anvendelse af aktuelle afstrømninger Nettonedbør fra Vejr2 Aktuel skydække fra Vejr2 (punkt i Kattegat) Justering i dataassimilering Efter 2005: Justering i batymetrien i flere danske fjorde samt ved Darss Eddy forholdene i Lillebælt og Øresund er justeret for at opnå en bedre fordeling af ind-/udstrømningsforholdene i de to stræder En trindelt vindfriktion med +50% i afkølingsmånederne (okt.-dec.); dette sikrer en mere tilfredsstillende blanding i overfladelaget Nyt heat exchange med en langsommere afkøling om efteråret Ændring af de horisontale eddy forhold i Skagerrak for at opnå mere realistisk cirkulation i Skagerrak og højere saltholdighed Flere justeringer på assimilering Ekstrapolerer ikke længere assimileringen af salt og temperatur til overfladen Tidslige assimileringsradier udvides 6 gange (til 3 døgn) for salt og temperatur assimilering på profilstationer Den rummelige assimileringsradius på profilstationer fastlægges individuelt for hver station (1,5-21 km) Der foretages fremover ingen vandstandsassimilering i Østersøen pga. usikkerhed omkring datumkorrektion I den endelige 2006 genberegning er vandstandsdata fra Korsør udeladt, da disse data tilsyneladende indeholder en drift 5/9

6 Efter 2006: Justering af bathymetri i nordlige Øresund Stop for forøget vindfriktion i afkølingsmånederne (?) Justering i heat exchange pga. sommerforhold(?) Aftestning af ny assimleringsmetode JB præsenterede stoftransportberegninger til havrapporten 2006: For volumenfluxe antager vi en usikkerhed på 20% og for stoftransporter af TN og TP ca. 50%. Vil det være muligt at bekræfte og reducere disse usikkerheder? Gruppen diskuterede usikkerhederne, og det blev konkluderet, at hvis det skal gøres bedre, skal der laves et specifikt studie af det, der inkluderer mange målinger. Modellering af randdata JB spurgte til, om der er nogen, der har brugt modelresultaterne til randdata for fjordmodellering? Jan Strømberg bekræftede, at det var tilfældet i Isefjord, og det har fungeret bedre end randstationerne. 7. Usikkerheden på drivdata JB påpegede, at der har været problemer med data fra SMHI. Data er rettet, og vi har fået nye data. Fejlen var, at afstrømningen fra 1. juli 2006 og frem var ca. 5% for lav. JB vurderede, at det ikke havde nogen betydning for resultaterne i Diskussion af evalueringskriterier DHI præsenterede deres holdning til evalueringsktriterierne: Vandstand: I Nordsøen med stor tidevandsvariation er 10 cm vandstandsafvigelse et hårdt kriterium. Øjeblikkeligt krav bør være relativt, jf. Nordsøen. Forslaget fra DHI er den største af hhv. 10% af summen af konstituentamplituderne eller 0,1 m. Salinitet: 1-2 psu er OK som langsigtet mål Temp.: 1,5 grad er OK som langsigtet mål Events: OK Strøm: Hovedretninger godt Fart vil være forskellig pga. netopløsning, så hvad gør vi? Lagdeling: Metoden skal diskuteres. Der var enighed om DHI's forslag ang. vandstand ingen ændringer til de øvrige kriterier. Dataassimilering og hvor meget man må tvinge modellen med dataassimilering tages op senere. 9. Opsummering og oplæg til notat til koordinationsudvalget omkring status fra det marine modelkompleks Koordinationsudvalget havde efterlyst en redegørelse for Havmodellens opfyldelse af kravspecifikationer. Gruppen drøftede dette på mødet, og 6/9

7 efter en sammenskrivning i de sene nattetimer og kort høring i gruppen og den marine styringsgruppe endte redegørelsen med at se således ud: Redegørelse fra MMK-følgegruppen til Koordinationsudvalget ang. Havmodellens opfyldelse af kravspecifikationer I forbindelse med NOVANA-programmet blev der iværksat en tredimensionel (3D) numerisk modellering (Havmodellen) af de indre danske farvande samt af den jyske kyststrøm som en del af det marine modelkompleks. Det overordnede formål med denne del af det marine modelkompleks er: at bestemme vand- og stoftransporter i de indre danske farvande og langs den jyske vestkyst at beregne randdata til udvalgte kystvande at beregne de dominerende strømme Som en essentiel del af det marine modelkompleks indgår indsamling af data til bestemmelse af grænsebetingelser for den numeriske 3D-modellering, til kalibrering, dataassimilering, validering af 3D-modelresultaterne, samt til beregning af stoftransporter. Derudover indgår der en eller flere numeriske modeller til beregning af transporter og cirkulation i de specificerede områder. Assimilering af bøjedata og data fra skibsbaserede målinger indgår som en del af den numeriske modellering. Et dataarkiv arkiverer de anvendte inddata og forestår samtidig arkiveringen af modelresultaterne. Evaluering og kontrol af modelresultaterne er foretaget årligt undervejs i NOVANA-programmet. For at sikre en tilfredsstillende modellering af vandstands-, temperatur- og salinitetsfelterne, blev der ved igangsættelsen af modelleringen defineret en række krav modellen skal opfylde på udvalgte kontrolstationer. Det blev fra starten specificeret, at disse krav løbende vil blive drøftet med følgegruppen for det marine modelkompleks, på basis af de afrapporterede modelresultater samt undersøgelsen af den naturlige variation af felterne. Disse kravspecifikationer eller evalueringskriterier blev opstillet på basis af viden på det tidspunkt, hvor de blev defineret, og det har fra starten været meningen, at kravene såvel som modellen løbende skulle evalueres og justeres. De nødvendige modeljusteringer foretages af DHI som en del af modelleringsopgaven og kræver derfor ikke tilførsel af ekstra økonomiske ressourcer. I NOVANA-perioden er modellen blevet korrigeret af DHI og kravene er regelmæssigt blevet fagligt vurderet og diskuteret i MMKfølgegruppen. Modelkravene er ambitiøse og langsigtede mål, der efterhånden opfyldes. Der er dog ikke sat nogen tidsgrænse for opfyldelsen af kravene. Modellen er blevet omfattende evalueret i tre årlige evalueringsrapporter, der kan findes på under Rapporter. Evalueringer- 7/9

8 ne er baseret på modelresultater samt de til modelkomplekset knyttede bøjer og intensive målestationer. Ud fra rapporterne er det dokumenteret, at modellen har kunnet leve op til målsætningen for det marine modelkompleks. Der har dog været problemer med opfyldelse af kravspecifikationerne i dele af de modellerede områder. Disse problemer har affødt korrektioner af modellen (se bilag 1), så modellen løbende er blevet forbedret i relation til kravspecifikationerne. Der er for modellen defineret krav til vandstand, temperatur og salinitet. Endvidere er der i evalueringerne af modellen indgået analyser af hændelser (salinitetsstigninger på mere end 5 psu i en periode på mere end 2 døgn) samt lagdeling og strøm. Vandstand: På vandstand mødes kravene ikke på en række stationer. Mange ligger i Nordsøen, hvor tidevandsvariationen er betydelig. MMK-følgegruppen erkender, at kravspecifikationen har været for ambitiøs, og på følgegruppens møde 3. september 2007 er kravet foreslået ændret og gjort mere operationelt. For Nordsøen forslås det tidligere krav vandstandsafvigelse mellem modelresultat og observation mindre end 0,1 m ændret til den største af hhv. 10% af summen af konstituentamplituderne eller 0,1 m. Dette forslag til justering af modelkrav vil blive fremsendt til den marine styringsgruppe og Koordinationsudvalget. Temperatur og salinitet: For disse parametre blev kravene justeret sidste år. Kravopfyldelsen er blevet bedre i perioden fra 2004 til Temperaturmæssigt har der været problemer i modellen med for lave vintertemperaturer, men modellen er blevet justeret for at imødekomme dette. I 2006 var der problemer med at ramme temperaturerne i den meget varme sommer. DHI arbejder nu på at korrigere dette. På vegne af MMK-følgegruppen Peter Henriksen (sekretær), M-FDC 10. Oplæg om testkørsler og kritiske forhold Gruppen drøftede testkørsler, der kunne være relevante. Følgende blev listet: Hvor vigtig er tidevandsamplituden for blandingen? (JB vil undersøge dette) Energifluxe (DHI vil undersøge dette) Hvad betyder rigtige afstrømninger for saliniteter? Kan stoftransporterne gøres mere præcise? (DHI arbejder nu videre med dette med forskellige modeller) 8/9

9 11. Driften af bøjer: Er bøjedækningen optimal, hvad er erfaringerne fra , og hvilke tiltag kan der laves for at sikre en kontinuerlig drift? (Hjelm bugt, Læsø V, Lille bælt) Benny Bruun: Bøjen i Hjelm Bugt har kørt fint hele året bortset fra 9 dage. Ingen huller i data lige nu. Ingen behov for at gøre noget lige nu. ISH: Storebælt Østerrenden og Drogden: data stopper i november I Lillebælt mangler data fra 10 m sensoren. Læsøbøjen er off-line, men samler data. I Storebælt mangler QA, og data bruges ikke. Maj-Britt: Der er ingen NRT-data fra Fyn. Data er også nødvendige for modellering af næringssalttransporter. Dette bør evt. tages med på næste styringsgruppemøde. 12. Driften af dataarkivet: Hvilken brug er der af data, både som randdata og generelt? DHI viste oversigt over kendte brugere, der i øjeblikket omfatter DMU, MC/Amter og andre, herunder: NIRAS (drivdata Holbæk Fjord) Rambøl (Østersødata vedr. gasledning) Nord Stream (Østersødata vedr. gasledning) Direkte downloads ikke opgjort. 13. Næste møde Mandag den 26. november Eventuelt MC Ålborg har en ny station i Ålbæk Bugt (DEVANO). Der var usikkerhed om, hvorvidt der kommer data derfra til DHI s modellering. 9/9