RED ALERT Forecast (SMHI). nov. 06 kkl. 2.00 Monitering af vandstandsvariationer og landbevægelser Ole Baltazar Andersen Carlo Sørensen DTU-Space Kystdirektoratet Gårdmand Bjørn Gårdmand Bjørn Gårdmand Bjørn
Program Vandstandsvariationer og landbevægelser; Målemetoder og processer Metodernes styrker og anvendelse Konklusioner To overordnede metoder: Traditionelle vandstandsmålere & satellitmålinger Satellitter i kredsløb om jorden de sidste 20 år Kredser i ca. 700 km højde over jorden Kontinuerte vandstandsmålinger i 20 år (DMI) Vandstandskomponenter Proces Varighed Skala (m) Bølger -5 sek 5 Bølge set-up (5-30 min) 0,3 Seicher/Stående bølger (30-90 min) 0,2 (Pressure surge) (-3 timer) 0,2 Wind set-up (3-6 timer) 0,2 Tidevand 2-24 timer 0,8 (Søbrise) 24 timer? Vejrsystemer (lav-/højtryk) -0 dage 0,8 Kontinentale Shelfbølger 3-0 dage 0,6 Havstrømme Sæson 0,3 Klimatisk variabilitet Tiår 0,2 Klimaforandringer 00-tusinder af år 0 Landbevægelser og ændringer i fysiske forhold/morfologi Proces Glacio-isostati Geologiske/tektoniske ændringer Lokale indsynkninger Offshore bathymetri, revler, strandvolde, vandudveksling Endvidere salinitet og temperatur, afløb fra floder mv. 2
SPRING NIP SPRINGFLOD NIPFLOD Alias Perioder Force = m m G 2 (R ) m m G 2 ( R a) Difference (P -O) is the Tide generating force = At P2 the force away from the moon is = At P3 the force is directed towards O m ma 2G 3 ( R ) m ma 2G 3 ( R ) In Addition we have the centrifugal force which must be added. Ocean Tides - M2 loop Tidevandsstørrelsen i Bay of Fundy er 5 meter 3
Sea Surface Height 28-09-2009 Vandstandsudvikling Tidevandsstørrelsen øges 890s 970s 2006 Middelhøjvandet stiger Havneby 7cm 84cm Middellavvande næsten konstant Esbjerg 30cm 52cm 6cm Middelvandstanden stiger Stigningsrater for middelvandstande, Esbjerg * * Vandstandsudvikling 0,8 Esbjerg Gauge (PSMSL) 0,7 Satellite Altimetry 0,6 Linear Trend (PSMSL = 5.2 mm/year) 0,5 Linear Trend (Sat = 3.8 mm/year) 0,4 0,3 0,2 0, 0-0, -0,2-0,3-0,4-0,5.993.995.997.999 2.00 2.003 2.005 2.007 Years Global trend, havniveau Online data: http://sealevel.colorado.edu/ Højvande Løgstør Antal hændelser 40 35 30 Kote DVR 2,0 -,40,40 -,20,00 -,20 0,85 -,00 25 20 Thyborøn Løgstør 5 0 5 0 930-934 935-939 940-944 945-949 950-954 955-959 960-964 965-969 970-974 975-979 980-984 985-989 990-994 995-999 2000-4
Vandstand 200 90 80 70 60 50 40 30 20 0 00 90 80 2:00 4:00 6:00 8:00 20:00 22:00 00:00 02:00 Lemvig Havn 04:00 06:00 Dato 08:00 0:00 2:00 4:00 6:00 8:00 20:00 22:00 0-0- 00:00 28-09-2009 Højvandsstatistik Højvandsstatistik +40 cm vandstand 20 7 20 Visco-elastisk Rebound Nordisk Kommission for Geodæsi (NKG) uplift modeller. Modellerne er lavet ud fra GPS og vandstandsmålinger. 5
Kombineret effekt af havspejls- og landændringer GPS Analyse 0 5 0 SULD: t = +2.29, r 2 =0.93 SMID: t = +.75, r 2 =0.920 BUDP: = +.54, r 2 =0.909 The absolute subsidence rate project ABSRATE (Esbjerg Test Region Geology) -5-0 HIRS: t = +2.93, r 2 =0.879 GESR: t = +0.928, r 2 =0.342 ESBC: t = +.09, r 2 =0.74 ESBH: t = -0.536, r 2 =0.202-5 2002 2004 2006 2008 200 Eksempel: Jernbane øst for Esbjerg Eksempel: Jernbane nord for Esbjerg Esbjerg Havn 6
Sea Surface Height (meters) 28-09-2009 2 års havniveauændringer (993-2004) Regional udvikling i havniveau fratrukket den globale trend på 2,8 mm/år 2 års temperaturændringer af havoverfladen Dynamisk Topografi med GPS (Galathea 3) Galathea 3 demonstrator Sejle ned/op henover havstrømme grundet forskellig varmeudvidelse af koldt og varmt vand. Golfstrømmen =.5 meter over 00 km Østersøen-Nordsø-Nordatlanten = m GPS modtagere på tag 2,6,2 0,8 0,4 0 SSH - Tides not removed SSH - Tides Removed DNSC08 MDT - no IB -0,4-0,8 -,2 28,5 30 3,5 33 34,5 36 37,5 39 40,5 42 Latitude (degrees) Forbedret middel dynamisk topografi Korrelation (%) mellem udvalgte vandstandsdata (A: Tejn måler, B: Hornbæk måler) og altimetri målinger. Korrelationen til andre målere er også vist ved de farvede kasser. (Madsen, 2007) 7
Konklusioner: Danmark har gode og lange vandstandsserier, både til at følge udviklingen i havniveau og til beregning af højvandsstatistikker mv. Der er plads til forbedringer. Vandstandsmålere og satellitbaserede metoder supplerer hinanden godt og har hver deres styrker. DTU-Space og KMS er tæt på at kunne adskille de absolutte landændringer fra havspejlsstigningerne, hvilket både vil forbedre tolkningen af og prognoser for vandstandsudviklingen lokalt. Foreløbige resultater viser, at også de sydlige dele af landet hæver sig lidt, men også at landet er meget mere levende end hidtil antaget. Der er brug for en overordnet kommunikation til offentligheden. F.eks. må det være tid til at gøre op med vippeliniebegrebet til fordel for en mere nuanceret og klar udmelding på nationalt niveau. KMS, DTU-Space, DMI, FRV og KDI har indledt samarbejde, der blandt andet skal udmønte sig i en manual til vandstandsmåling. Tak for opmærksomheden! 8