Redegørelse for eksisterende bathymetriske data nord for Grønland i forbindelse med FN s Havretskonvention, 76.

Transkript

1 Redegørelse for eksisterende bathymetriske data nord for Grønland i forbindelse med FN s Havretskonvention, 76. Dennis Anthony/FRV Undersøgelsesområdet nord for Grønland Det arktiske polarhav omkranses af Canada, U.S.A, Rusland, Norge og Grønland. Grønland har en forholdsvis stor kyststrækning imod polarhavet, og af de 5 nævnte lande er Grønland nordligst beliggende. Grønland har nu mulighed for at gøre krav på en del af det arktiske polarhav, og på Fig.1 er det område angivet som Danmark/Grønland vil undersøge mulighed for at gøre krav på i henhold til Artikel 76 i FN s Havretskonvention. Det skal bemærkes at afgrænsningen kun er tentativ, p.g.a. den meget sporadiske datadækning i store dele af området. Den del af polarhavet der er relevant for den danske FN Artikel 76 kravfremsættelse kaldes herefter undersøgelsesområdet. Farvandsvæsnets rolle Som en del af Farvandsvæsenets ansvarsområde overfor skibssikkerhed i Danske farvande, har Farvandsvæsenet opbygget en omfattende database af dybdedata omkring Grønland som anvendes af bl.a. Kort-og Matrikelstyrelsen til fremstilling af søkort. Siden 1997 har Farvandsvæsenet været et aktivt medlem af GEBCO (General Bathymetric Chart of the Ocean), en gruppe under den International Hydrografiske Organisation (IHO) samt Intergovernmental Oceanographic Commission (ICO). Farvandsvæsenet har i den sammenhæng deltaget i koordineringsarbejdet omkring fremstillingen af et nyt internationalt anerkendt GEBCO søkort over den Arktiske Ocean International Bathymetric Chart of the Artic Ocean (IBCAO). Til dette projekt var Farvandsvæsenet ligeledes tildelt opgaven at koordinere indsamling af dybdedata fra civile og militære opmålingsskibe der sejler indenfor dansk territorialfarvand omkring Grønland. Farvandsvæsnet har derfor den nødvendige faglige ekspertise samt tætte kontakt til det internationale hydrografiske samfund, der er nødvendig for dels at vurdere eksisterende bathymetriske data samt løbende indhente og kvalitetssikre nye data i forhold til international hydrografisk standard. Krav til bathymetriske data ved kravfremsættelse i forbindelse med Artikel 76 Bathymetriske data er essentielle som dokumentation til kravfremsættelsen, men specielt til bestemmelsen af 2500 m konturlinien samt positionen af foden af kontinentalsoklen stilles der store krav til data m konturlinien Til bestemmelse af 2500 m konturlinien stilles der fra kommisionen krav om at bathymetriske data normalt skal være af enkelt- eller flerstråleekkolodstypen. Dog er det under specielle omstændigheder, f.eks. isdækkede havområder, tilladt at anvende seismiske refleksionsdata og interferometrisk side-scan sonar data som primære kilder. Under alle omstændigheder stilles der fra kommissionen krav til at data er velbeskrevet mht. datakilde, opmålingsteknik, referencesystemer,

2 positioneringssystemer, positioneringsnøjagtighed, tidsstempling, kalibrering og korrektion af data samt estimat af nøjagtigheden. De bathymetriske kort og/eller profiler der fremstilles udfra de bathymetriske data skal være vedlagt dokumentation for interpolations eller approximationsmetode, datatæthed samt en fyldestgørende signaturforklaring (UN, 1999). Foden af kontinentalsoklen Til bestemmelse af position for foden af kontinentalsokken (Foot of Slope) tillades kun brug af bathymetriske data af samme type som tillades ved specielle omstændigheder for 2500 m konturlinien. Derudover vil kommissionen også tillade at der benyttes syntetiske data i form af grids og profiler, men kun såfremt disse er baseret på bathymetriske data. Der vil dog stilles krav om detaljeret dokumentation for kortfremstillingsmetoden (UN, 1999). Udover at de bathymetriske data naturligvis skal opfylde mindstekravene til iforhold til FN s kriterier, vil yderligere bathymetriske data benyttes til at maksimere området der kan gøres krav på (Mayer m.fl, 2002). Desuden vil bl.a. flerstråleekkolodsdata være et vigtigt bidrag til at påbegynde vurderingen af omfanget og beliggenheden af de økonomiske ressourcer der evt. måtte være i området. Eksisterende bathymetriske data De eksisterende bathymetriske data fra polarhavet er primært indsamlet fra ubåde, idet store istykkelser i polarhavet besværliggør sejlads selv med de største isbrydere. I 1999 frigav U.S. Navy bathymetriske data indsamlet fra atomdrevne u-både i det arktiske område i perioden (U.S. Navy, 1999). Disse data, der er militære data, indeholder alene information om sted og dybde, og der er ikke frigivet supplerende oplysninger såsom tid, kalibreringskonstanter, sejldybde m.v. En del af disse linier går ind i undersøgelsesområdet. Udbredelsen af linierne ses på Fig. 2. I perioden 1993 til 1999 blev en række ubådstogter gennemført via SCICEX-programmet (Scientific Ice Expeditions). Platformen var U.S.Navys atomdrevne ubåde af Sturgeon klassen, der var delvis ombyggede til civilt videnskabeligt formål. Data fra disse togter dækker kun perifært området af polarhavsområdet af relevans for den danske kravfremsættelse. Fra perioden er der ligeledes frigivet data (Jung et al., 2002), men dette er udenfor undersøgelsesområdet. Af isbrydertogter findes kun enkelte datasæt nord for Grønland, bl.a. fra den tyske Polarstern og den svenske Oden, idet de fleste togter i de polare egne enten ikke har gået ind i tyk is eller har været i andre egne, f.eks. omkring Gakkel ryggen. I det Canadiske område samt på lavt vand tæt ved Grønlands kyst findes endvidere en række bathymetriske punktmålinger, men disse vil være af mindre betydning i det aktuelle dansk/grønlandske område.

3 Vurdering af datakvalitet og nøjagtighed af eksisterende data Eksisterende frigivne bathymetriske data i undersøgelsesområdet er primært fra militære ubådsoperationer fra perioden Positionerings- og dybdefejl på disse data kan være forholdsvis store, men Naval Research Laboratory har foretaget en skæringspunktsanalyse af samtlige frigivne polare ubådsdata, herunder en sammenligning af data med SCICEXdata (Jung et al., 2002). Afvigelsen for skæringspunkterne benævnes COD ( CrossOver Difference ). Differencen ved skæringspunkterne kan skyldes: 1) fejl i dybdemålingen, 2) fejl i positionen og/eller 3) fejl i interpolationen af skæringspunktet. Det er pre-scicex datasættet der dækker undersøgelsesområdet, og der er foretaget analyse af CODs indenfor samme togter samt imellem selvstændige togter (benævnt hhv. internal og external ). For den del af datasættet der er relevant for det danske undersøgelsesområde, konkluderer rapporten at mediandifferencen for CODs for internal pre-scicex er i intervallet 5 til 40 m for havbundshældninger mindre end 1 grad, og i intervallet 30 til 100 m for havbundshældninger større end 1 grad. For external pre-scicex er CODs i rapporten angivet til 25 til 75 m for havbundshældninger mindre end 1 grad og 50 til 500 m for havbundshældninger større end 1 grad (Jung et al., 2002). For området umiddelbart nord for Grønland er den samlede gennemsnitlige COD på 69 m og samlede median COD er på 25 m. Dette dækker dog over dels forholdsvis store variationer for de enkelte delopmålinger, med en standardafvigelse på COD i intervallet 81m til 326 m, og dels af en variation i maksimum COD, der er i intervallet 277 m til 1436 m. Endvidere viser Jung et al. (2002) at en sammenligning af pre-scicex ( ) med SCICEX ( ) ved plan havbund (vinkel<1) giver en gennemsnitlig COD på 60.49, en median COD på samt standardafvigelse på 131 m. Ved havbundshældninger op til 7 grader stiger CODgennemsnit og -medianværdi til hhv m og m, og varierer derefter en del p.g.a forholdsvis få målinger ved store hældninger. Forøgelsen af COD ved stigende havbundshældning er et udtryk for positioneringsfejl i ikke-plane havbundsområder. SCICEX-data viste meget lave interne CODs, med hhv. middel og median i intervallerne m og for havbundsvinkler mindre end 1 grad. Derimod var de eksterne SCICEX CODs i sammenlignelig kvalitet med de interne pre-scicex data, nemlig m og 8.10 m for hhv. middel og median COD for havbundsvinkler>1 grad (Jung et al., 2000: Table 5). De enkelte SCICEX-togter har altså generelt haft stor nøjagtige indenfor det enkelte togt men mindre imellem togterne. Det skyldes formodentlig forskellige kalibreringsprocedurer og/eller positioneringforskydninger togterne imellem. Sammenfattende for pre-scicex dataene kan konkluderes at der generelt kan forekomme store uoverensstemmelser af dybdemålingerne ved krydsende linier, der har relevans for fastlæggelsen af 2500 m konturlinien samt foden af kontinentalsoklen. En af de primære årsager til de store uoverensstemmelser skal søges i en ringe positioneringnøjagtighed af pre-scicex data i forhold til hvad der kan opnås nu om dage. Ifølge Jung et al. (2002) kan positioneringsfejlene omkring polområdet være mere end 20 km. Dog er dataene udmærkede til at skabe et generelt overblik over polhavets bathymetri. Isbryderdataene er p.t. ikke analyseret, idet de er af nyere dato og er positioneret v.h.a. GPS, og har derfor ikke samme positioneringsproblematik.

4 IBCAO en kompilering af eksisterende datasæt i polarhavet International Bathymetric Chart of the Arctic Ocean (IBCAO) er det nyeste komplette digitale kort over bathymetrien i polarhavet og delvis i de tilstødende havområder (Fig. 3; Jacobsson et al., 2000). Grunddata består af bathymetriske data fra ubådstogter (pre-scicex og SCICEX) og isbrydere og dels digitaliserede konturkort. Efter korrektion og udtynding af data er disse filtrerede og lavet til et 2.5 km grid v.h.a. GMT-moduler (Smith & Wessel, 1991) og derefter udglattede (Jacobsson, 2000). Figur 3 viser sejllinier fra ubåde og isbrydere der er benyttet til IBCAO-kortet (derudover er der også benyttet konturkort, f.eks. for den russiske del), og det fremgår af dette at undersøgelsesområdet er ringe dækket ind det er næsten udelukkende de tidligere omtalte pre- SCICEX data der er i området. Et 2.5 km grid i dette område vil derfor være behæftet med stor unøjagtighed, idet sejllinieafstanden flere steder er over 100 km i området umiddelbart nord for Grønland (omkring Kap Morris Jessup). Sammenfatning om de eksisterende bathymetriske data i området nord for Grønland af relevans for den danske Artikel 76 kravfremsættelse til FN Der eksisterer i undersøgelsesområdet meget få bathymetriske data, og afstanden imellem sejllinerne er flere steder over 100 km. Data er primært ældre ubådsdata, og positioneringsnøjagtigheden af disse er forholdsvis ringe sammenlignet med moderne data, og da det er militære data, er der er ikke frigivet supplerende oplysninger (metadata). Analyser af dybdedata har vist uoverensstemmelser af dybderne på ofte mange hundrede meter ved krydsende sejllinier, formodentlig p.g.a. positioneringsunøjagtigheder på flere kilometer. I områder med meget lav havbundsgradient er skæringsfejlene dog mindre betydende, hvilket indikerer at selve dybdemålingerne er forholdsvis pålidelige. Størrelsen på positioneringsfejlene kan dog estimeres yderligere for de enkelte linier ved at vurderer hvor på sejllinierne ubådene har foretaget opdykning og fikspunktsbestemmelse. De eksisterende ældre ubådsdata kan, udover anvendelse til generel oversigt over bathymetrien i undersøgelsesområdet, formentlig også anvendes som del af primærdokumentation til Artikel 76 kravfremsættelsen. Dette er såfremt kommissionen anerkender de særlige forhold der gør sig gældende i undersøgelsesområdet og derfor slækker på kravene til datadokumentationen. De forholdsvis få isbryderdata samt nyere SCICEX-data der indgår i det for Danmark/Grønland relevante område, er dog alle dokumenterede og vil kunne benyttes umiddelbart.

5 Fig.1: (ikke frigivet)

6 Fig.2: Kortet viser sejllinier for alle eksisterende tilgængelige dybdedata for polarhavet nord for Grønland. Brune linier er ubådsdata, blå linier er med skib.

7 FARVANDSVÆSENET Oceanografisk Afdeling December 2002 Fig.3. International Bathymetric Chart of the Arctic Ocean (IBCAO). Jacobsson m.fl. (2000).

8 Referencer Jakobsson, M., N.Z. Cherkis, J. Woodward, R. Macnab, and B. Coakley (2000): New grid of Arctic bathymetry aids scientists and mapmakers, EOS Trans., American Geophysical Union, 81 (9). Jung, W.-Y., Vogt, P.R., Jewett, I. (2002): Bathymetric Error Evaluation for Submarine Cruises in the Arctic Ocean Based on Track Crossover Differences. Naval Research Laboratory (Report No.: NRL/FR/ ,012), Washington, DC. Mayer, L., Jakobsson, M., Armstrong, A. (2002): The compilation and analysis of data relevant to a U.S. Claim under United Nations Law of the Sea Article 76. CCOM/JHC, University of New Hampshire, Durham, N.H., U.S.A. UN (1999): Scientific and Technical Guideline of the Commission on the Limits of the Continental Shelf, CLCS/11. United Nations Convention on the Law of the Sea. Fifth session, New York. U.S. Navy (1999): Bathymetry collected by the United States and United Kingdom nuclear submarines in the Arctic Region, CD-ROM. Washington, DC. Wessel, P. and W. H. F. Smith (1991): Free software helps map and display data, EOS Trans. AGU, 72 (41), p