Finmasket strømmodellering - viktig verktøy langs en forreven kyst

Valg av strømmodell

Det finnes mange ulike havstrømmodeller i bruk. Disse modellene har det til felles at de løser de samme ligningene som beskriver fysikken bak strømninger i havet. Tradisjonelle havstrømsmodeller er som regel for grove for kystnær strømmodellering. Kysten av Norge består av tusenvis av holmer, skjær, øyer, trange sund og fjorder og på grunn av dette kan det være stor variasjon i strømforhold mellom ulike områder.

Akvaplan-niva har utviklet et verktøy som er svært velegnet for modellering av strømforhold nært kysten. Verktøyet vil blant annet kunne gi et mer nøyaktig bilde av strømforhold rundt et oppdrettsanlegg og derfor være bedre egnet til å beregne spredning av sykdom og lakselus mellom anlegg. Modellsystemet FVCOM (Finite Volume Community Ocean Model) er opprinnelig utviklet ved University of Massachusetts-Dartmouth, USA. Akvaplan-niva har tilpasset modellverktøyet til kysten av Norge.

Oppløsning er ekstremt viktig i en strømmodell. Dette fungerer på samme måte som i et digitalt fotografi, med lav oppløsning blir detaljene borte. I en strømmodell som skal anvendes langs en forreven kyst vil imidlertid kravet til oppløsning variere fra område til område. Det vil eksempelvis være behov for høyere oppløsning i et trangt sund enn i åpne havområder. Tradisjonelle modeller krever tilnærmet lik oppløsning over et helt område. Oppløsningen må da begrenses i forhold til hvor stort område som skal modelleres. Årsaken til dette er at en modellering over et stort område med fin oppløsning rett og slett kan bli for tungt å bearbeide for en datamaskin. FVCOM anvender et såkalt ustrukturert gitter. Dette gjør det mulig å variere oppløsningen innenfor et modellområde, for eksempel å anvende høyere oppløsning i områder hvor dette er nødvendig, for eksempel kystnært. Nært kysten dannes det sterke strømmer ved at tidevannet presses gjennom trange sund og det oppstår virvler og bakevjer mellom holmer og skjær. Dette vil påvirke spredning av stoffer i vannet og i en modell vil det derfor være viktig å velge oppløsning slik at disse strømningene blir godt representert i modellen. .

En modellsammenligning

Akvaplan-niva har på oppdrag for Troms og Finnmark fylkeskommuner simulert havstrømmer i Troms og Finnmark med hensikt å studere smittespredning mellom oppdrettsanlegg. Simuleringene i Troms ble gjennomført før FVCOM ble tatt i bruk og ble derfor gjennomført ved hjelp av modellen ROMS (Regional Ocean Modelling System). Modelleringen i Finnmark ble gjennomført ved hjelp av FVCOM. FVCOM dekker hele Finnmark og har også med Kvænangen i Nord-Troms. ROMS dekker den nordlige halvdelen av Troms, inklusive Kvænangen. ROMS har et strukturert gitter med 200 meters oppløsning, mens FVCOM har et ustrukturert gitter med oppløsning fra 50 til 800 meter. Anvendelsen av de to ulike modellene i samme område (Kvænangen) har gitt oss en gylden anledning til sammenligning. Konklusjonen er klar. Pga. det ustrukturerte gitteret i FVCOM velge en høyere oppløsning i de smale sundene i Kvænangen. Årsaken til at dette er viktig er at tidevannsstrømmer, til tross for at de går fram og tilbake, kan ha stor betydning for transport av materiale i en spesiell retning gjennom et sund. Eksempelet fra Kvænangen viser med all tydelighet at det å velge høyere oppløsning på smale passasjer kan ha stor betydning ved modellering av spredning og fordeling av materiale over et større område, for eksempel spredning av smitte eller lakselus mellom oppdrettsanlegg.

Mer til figuren:

Resultater fra FVCOM (til venstre) og ROMS (til høyre) i Kvænangen i Nord-Troms. Figuren viser midlere sirkulasjon og det er tydelig at FVCOM gir en betydelig kraftigere sirkulasjon i Sørstraumen enn ROMS: Det er også tydelig at dette har ringvirkninger for hele fjorden. Årsaken er at FVCOM har betydelig høyere oppløsning i Sørstraumen.