Rapport. Kartlegging av is- og snøforekomst i Barentshavet, inkludert risikovurderinger relatert til petroleumsaktivitet

Transkript

1 - Restricted Rapport Kartlegging av is- og snøforekomst i Barentshavet, inkludert risikovurderinger relatert til petroleumsaktivitet Forfatter(e) Tore Syversen (SINTEF) Frode Dinessen (MET) Børre Johan Paaske (DNV GL) Ole-Christian Ekeberg (DNV GL) Nick Hughes (MET) Tony Kråkenes (SINTEF) SINTEF IKT Kommunikasjonssystemer

2 SINTEF IKT P.O. Box 4760 Sluppen NO-7465 Trondheim Sentralbord: Telefaks: sintef.no/informasjons--ogkommunikasjonsteknologi-ikt NO MVA EMNEORD: Barentshavet; snø; isforekomst; isfjell; Risikovurdering Rapport Kartlegging av is- og snøforekomst i Barentshavet, inkludert risikovurderinger relatert til petroleumsaktivitet DATO FORFATTER(E) Tore Syversen (SINTEF) Frode Dinessen (MET) Børre Johan Paaske (DNV GL) Ole-Christian Ekeberg (DNV GL) Nick Hughes (MET) Tony Kråkenes (SINTEF) OPPDRAGSGIVER(E) Petroleumstilsynet OPPDRAGSGIVERS REF. Leif Dalsgaard / Sigurd Robert Jacobsen ANTALL SIDER OG VEDLEGG: 35 GRADERING Restricted GRADERING DENNE SIDE Restricted ISBN. SAMMENDRAG Rapporten gir en oversikt over kunnskapen om is- og snøforekomst i Barentshavet, og de tilhørende risikoelementer for petroleumsoperasjoner knyttet til dette. Den peker også på hvilke områder som bør utredes nærmere for å bedre kunnskap om utbredelsen av fenomenene knyttet til is og snø. Utbredelsen av isfjell og growler er det vi vet minst om, og som samtidig er en potensiell risiko for petroleumsoperasjoner. Sjøis er et annet område, selv om utbredelsen der er bedre kjent. Kunnskap om ising og snøfall er også områder som bør forbedres, siden dette vil kunne påvirke transport til installasjonene og evakuering. UTARBEIDET AV KONTROLLERT AV GODKJENT AV Tore Syversen Bård Myhre Bengt Holter Dokumentet har gjennomgått SINTEFs godkjenningsprosedyre og er sikret digitalt 1 av 35

3 Historikk DATO SBESKRIVELSE av 35

4 Innholdsfortegnelse 1 Beskrivelse av oppdraget Oppsummering av meteorologiske forhold Oppsummering av risikovurdering Vind og temperatur Referanser Sjøis Definisjon Forekomst Karakteristikk Deteksjon Risikoforhold / begrensninger Kunnskapshull Anbefaling for videre arbeid Referanser Isfjell Definisjon Forekomst Karakteristikk Drift Deteksjon Risikoforhold / begrensninger Kunnskapshull Anbefaling for videre arbeid Referanser Knult og growlers Definisjon Forekomst Karakteristikk Deteksjon Risikoforhold / begrensninger Kunnskapshull Anbefaling for videre arbeid av 35

5 8 Ising Definisjon Forekomst Karakteristikk Deteksjon Risikoforhold / begrensninger Kunnskapshull Anbefaling for videre arbeid Referanser Tett snøfall / tråg Definisjon Forekomst Karakteristikk Deteksjon Risikoforhold / begrensninger Kunnskapshull Anbefaling for videre arbeid Referanser Polare lavtrykk Definisjon Forekomst Karakteristikk Deteksjon Risikoforhold / begrensninger Kunnskapshull Anbefaling for videre arbeid Referanser Tåke Definisjon Forekomst Karakteristikk Deteksjon Risikoforhold / begrensninger Kunnskapshull Anbefaling for videre arbeid Referanser Klimaendringer / langtidsprognose av 35

6 12.1 Referanser Pågående forskning og forskningsmiljøer som bør undersøkes nærmere BaSEC CIRFA NTNU og UNIS Norsk Polarinstitutt NERSC DNV GL Meteorologisk institutt SINTEF Havforskningsinstituttet BILAG/VEDLEGG 5 av 35

7 1 Beskrivelse av oppdraget Denne rapporten er resultat av et forprosjekt gjort for Petroleumstilsynet med tanke på kartlegging av is- og snøforekomst i de åpnede områdene Barentshavet, se Figur 1. Hensikten er å beskrive hva vi vet om forekomst av og risikoforhold knyttet til snø og is, og eventuelt andre værfenomen i området. Rapporten gir en enkel status på disse forholdene uten å gå vesentlig i detalj. Videre vil rapporten peke på kunnskapshull som det vil være av interesse å se nærmere på i en eventuell hovedstudie. Figur 1. Oversikt over det åpnede området (fra Meld.St. 36 ( )). 6 av 35

8 2 Oppsummering av meteorologiske forhold Tabell 1 viser en oppsummering av forekomst og kunnskapshull av de meteorologiske forhold. I tabellen er det brukt fargekoding for å angi kunnskapsnivå. Grønn = god kunnskap, gul = noen svakheter i kunnskapen, rød = betydelig svakheter eller lite kunnskap. Tabell 1. Oppsummering av meteorologiske forhold Parameter Forekomst og fysisk forståelse Kunnskapshull Sjøis Isfjell Knult/growlers Ising Tett snøfall / tråg Iskart tilbake til 1967, kan også finnes kart lengre tilbake i tid. Relativt god oversikt over forekomsten i området. Mindre oversikt over styrke og tykkelse på isen. Flere observasjoner fra gammelt av i området, men ingen i nyere tid. Nord for området finnes flere observasjoner. Vet endel om kalvingsområder, og har modeller for drift, men stor usikkerhet om hvor gode modellene er. Man mangler i tillegg fysiske karakteristikk av potensielle isfjell. Lite eller ingen observasjoner, stor usikkerhet om forekomst i området. Sannsynlig at dette er mer vanlig enn isfjell. Vet endel om ising, og har modeller for varsling, hovedsakelig isvarsler for skip. Usikkerhet om hvor god modellene er. Vet lite ising på anlegg, om hvor på installasjonen og hvor mye ising som dannes. Tråg forekommer hyppigere enn polare lavtrykk, og varslene har de siste årene blitt relativt gode. Lite oversikt over hvor mye snø som faller og varigheten av snøfall i området. Vet lite om hvor mye snø som akkumulerer offshore. Vi kan måle utbredelse, men mangler en metode/observasjoner som kan benyttes til å karakterisere isen på i form av tykkelse, styrke, type is etc. Vi har heller ikke tidsoppløsning av målingene så god som vi ønsker. Observasjoner langt sør fra 1881 og 1929, men stor usikkerhet om hvor langt sør isfjell kan drifte i dag. Mangler både observasjoner og modeller for isfjell og isfjelldrift. Er det mulig at isfjell kan drifte i området i dag? Hvilke forhold var annerledes i 1881/1929? Stor usikkerhet knyttet til utbredelsen og også usikkerhet om fordeling av størrelse mellom små og store isbiter. Stor usikkerhet om hvor og hvor mye ising som dannes på skip og installasjoner, dagens modeller er forbundet med usikkerhet knyttet til empiriske relasjoner. Kunnskapen både om forekomsten og styrken kan bli bedre. Det benyttes i stor grad hindcast data (NORA10) til å beregne snølaster offshore. Usikkerhet i nedbør offshore er en av parameterne som vil være interessant å se på Polare lavtrykk Relativt gode varsler og oversikt over forekomsten. Mangler til en viss grad kunnskap om styrken og nedbørsmengden i et polart lavtrykk. Tåke Vet at det opptrer hyppig på sommeren, lite oversikt over varighet og styrke. Vet for lite både om hyppighet og varighet av tåke. 7 av 35

9 3 Oppsummering av risikovurdering Tabell 2 gjengir de viktigste risikoelementer forbundet med forskjellige værfenomen. I tabellen er det brukt fargekoding for å angi kunnskapsnivå. Grønn = god kunnskap, gul = noen svakheter i kunnskapen, rød = betydelig svakheter eller lite kunnskap. Tabell 2. Oppsummering av risikoelementer Parameter Sjøis, jevnis Mulighet for beskrivelse av karakteristika (Kunnskapsstyrke (høy/middels/lav) for parameter) Jevnis vil for store deler av Barentshavet opptre relativt sjelden. Derfor vil lastmodeller som trenger isens egenskaper i stor grad være basert på betraktninger og kjennskap til fysisk oppførsel som funksjon av årstid o.l. i stedet for observasjoner på lokasjonen. Betydning for design - risikoforhold Global last: tap av posisjon, tap av stabilitet/forankring Lokal last: tap av innelukking (stigerør), tap av stabilitet, tap av evakueringsmiddel/- løsning, tap av strøm- /signalkabler Operasjonelt: krav til iskontroll og aksjoner om bord på installasjonen. Usikkerhet/kunnskapshull I dagens lastmodeller er det styrke (f.eks mulighet for flerårsis), tykkelse og antall hendelser (funksjon av hastighet og konsentrasjon) som spiller inn på beregnet last. Ettersom jevnis opptrer sjeldent i store deler av Barentshavet så vil man ikke benytte lokale observasjoner. Fordi forståelse av fysikken og usikkerheten i dens fysiske egenskaper er relativt godt forstått så klarer man å ta høyde for dette ved beregning av laster fra jevnis. Den største utfordringen er om sjøis opptrer eller ikke og beregningen av dette, samt korttidsvariasjoner i utbredelse og ishastigheter. Det finnes gode satellittprodukter men usikkerheten der er ikke nødvendigvis tatt høyde for. Sjøis, skrugarder Skrugarder vil for store deler av Barentshavet opptre relativt sjelden. Derfor vil lastmodeller som trenger isens egenskaper i stor grad være basert på betraktninger og kjennskap til fysisk oppførsel som funksjon av årstid o.l. i stedet for observasjoner på lokasjonen. Det må vurderes om is skal tas med i beregningen eller ikke (årlig sannsynlighet for opptredelse på 10-2, 10-4 ) Global last: tap av posisjon, tap av stabilitet/forankring Lokal last: tap av innelukking, tap av stabilitet, tap av evakueringsmiddel Operasjonelt: krav til iskontroll Det må vurderes om is skal taes med i beregningen eller ikke (årlig opptredelses sannsynlighet på 10-2, 10-4 ) Skrugarder opptrer samtidig som jevnis og vil for store deler av Barentshavet forekomme relativt sjeldent. Fysikken til skrugarder er dårligere forstått en jevnis men man har tilstrekkelig forståelse til å ta høyde for usikkerheten i dens styrke i lastberegninger gjennom fysiske og statistiske betraktninger. Når det gjelder forståelsen av størrelsen, representert ved kjøldybde, er dette en mer geografisk betinget parameter og man bør kunne gjøre noen betraktninger som hjelper i denne sammenhengen, dette er dog ikke like godt forstått som styrke. Som jevnis så er den største utfordringen om skrugarder opptrer eller ikke 8 av 35

10 Isfjell (>15 m ved vannlinjen) Den viktigste parameteren man må fastslå for isfjell i Barentshavet er hvorvidt de opptrer eller ikke (altså om de er en designkondisjon). Utover dette trenger man karakteristika av størrelse, hastighet, frekvens etc. for å muliggjøre lastberegning ved behov for dette Global last: tap av posisjon, tap av stabilitet/forankring Lokal last: tap av innelukking, tap av stabilitet, tap av evakueringsmiddel Operasjonelt: krav til iskontroll Det må vurderes om is skal taes med i beregningen eller ikke (årlig opptredelses sannsynlighet på 10-2, 10-4 ) Om isfjell forekommer eller ikke er et svært viktig spørsmål man ikke har tilstrekkelig med observasjoner til å stadfeste med ønsket konfidens. Det finnes observasjoner fra russisk side men som er forbundet med stor usikkerhet ift. diverse faktorer. I motsetning til bergy bits og growlers er isfjell "enklere" å observere og eventuelt håndtere ved opptreden i nærheten av en installasjon. Ettersom sannsynligheten for interaksjon mange steder vil være liten vil en betraktning rundt størrelse og hastighet som er viktig for beregning av last være underordnet hvis man antar at man frakobler ved behov. Generelt vet man lite om hastighet og bevegelsser på timeskala, størrelsesfordeling samt muligheter til å detektere mindre isfjell (se også under growlers/bergy bits) Knult/growlers (0-5 m at waterline), Bergybits (5-15 m) Fragmenter av isfjell er svært vanskelig å detektere og kvantifisere. Man har grunn til å tro at disse vil gi føringer på lokal design i "bølgeområdet" og at disse vil kunne opptre hyppigere enn isfjell Det finnes ingen tilgjengelig statistikk på forekomsten av growlers/bergy bits i Barentshavet og man forventer (udokumentert) at disse kan opptre hyppigere enn isfjell. Det at slike mindre isfjell er svært vanskelige å detektere gjør at man ikke kan regne med å kunne observere og fysisk håndtere disse ved opptreden i nærheten av installasjon og således bør designe for interaksjon. Om det er riktig å anta at slike små isfjell forekommer med samme sannsynlighet som isfjell (og dermed kan bli beregnet under ett) er uklart. Merk at de samme fysiske fenomenene vil kunne føre til at slike isfjell opptrer "langt sør " slik at forekomsten av små og store isfjell vil kunne sammenfalle Snø Atmosfærisk ising Snølaster offshore er ikke godt forstått men man har tilgjengelige hindcast data som muliggjør beregninger av snølaster. Det er uklart hvorvidt hindcastdataene gir det riktige nedbørsbilde og da spesielt for snø offshore. Hvilke design caser er dette mest relevant for, hvordan betraktes ekstrem ising, er ekstrem ising viktig? Viktigheten av atmosfærisk ising er per dags dato dårlig forstått Lokal design - sikkerhetskritiske funksjoner/rømningsveier/m ønstringsstasjoner etc.), Fallende last Lokal design - sikkerhetskritisk utstyr (antenner, bevegelige deler/luker/dører/kroker etc), Fallende last. Hindcast data gir et utgangspunkt for snøberegninger og usikkerheten her bør forstås men er ikke tilstrekkelig i dag. Viktigheten er også usikker men man tror at høye snømengder vil kunne føre til lavere utnyttelse av lastekapasiteten til installasjoner og man ønsker dermed en rett beregning av design last. Dagens forståelse av viktigheten er kun basert på erfaring og man har lite konkret dokumentasjon å knytte en eventuell konklusjon om viktigheten på. Dette vil primært være en fare for personell ift. glatte underlag og fallende is. 9 av 35

11 Marin ising Polare lavtrykk Man har per dags dato ikke tilstrekkelig modeller som kan estimere "design laster" fra marin ising. Denne usikkerheten knytter seg først og fremst til for dårlig modellgrunnlag for spray mengder. Det er også viktig å merke seg at dette er et fenomen som knytter seg til kalde temperaturer og vær og ikke på samme måte kan sees bortifra i enkelte deler av Barentshavet. Generelt gir et polart lavtrykk risiko gjennom andre parametere som økt nedbør, økt vindhastighet etc. Lokal design fastfrysing av sikkerhetskritisk utstyr (bevegelige deler/rømningsveier/luker/d ører/kroker/låremekansimer for livbåter/stabilitet livbåter/mob-båter - låring og bruk/manuelle ventiler etc.) - generelt krav til vinterisering. Operasjoner. Regularitet, Lasteoperasjoner, Logistikk, Man har ikke tilstrekkelig med bakgrunnsdata for å estimere ekstreme mengder ising med tilfredsstillende konfidens. Tidligere episoder med marin ising indikerer at ekstreme mengder marin ising kan påvirke dypgang på flytende konstruksjoner og dermed påvirket operasjonene ombord og ledet til uønskede hendelser. Problemstillinger rundt fallende is er dårlig beskrevet og om dette vil forekomme som en konsekvens av marin ising er usikkert (sammenlignet med atmosfærisk ising og snø). Knytter seg først og fremst til andre parametere som sikt, marin ising, snø/nedbør osv. og er vurdert å først og fremst være en operasjonelt viktig parameter som er relativt godt forstått. Om dette er tilstrekkelig godt forstått ift. operasjonsplanlegging er ukjent. 10 av 35

12 4 Vind og temperatur Endel data angående vind, temperatur og bølger i Barentshavet finnes i en MET rapport fra 2012 [1]. Beskrivelsen under er i stor grad hentet fra denne rapporten. Meteorologisk institutt har generert HINDCAST data for våre havområder. De numeriske modellene har stadig utviklet seg og med dem nye versjoner av slike data. De er basert på observerte trykkfelt. Siste versjon HINDCAST data generert av er NORA10 (Reistad et al. 2007, Reistad et al. 2011) som for perioden er basert på ECMWF sine reanalyse data (ERA40). Etter 2002 er det trykkanalysen fra ECMWF sin varslingsmodell som er benyttet. Dataene fra ECMWF nedskaleres ved HIRLAM modellen til en romlig oppløsning på 10 km og en tidsoppløsning på 3 timer. Vind fra HIRLAM modellen driver en bølgemodell som gir bølgeparametere med den samme tids- og rom oppløsning. NORA10 har også data på lufttemperatur, sjøtemperatur og luftfuktighet inkludert. Vi har fokusert på 5 ulike posisjoner i Barentshavet SØ og tatt utgangspunktet i HINDCAST data fra disse punktene: Punkt 1 NORA10_7103N_3104E Punkt 2 NORA10_7207N_3090E Punkt 3 NORA10_7311N_3077E Punkt 4 NORA10_7407N_3079E Punkt 5 NORA10_7400N_3288E Nedenfor er gjengitt data for vind, bølgehøyde, lufttemperatur og sjøtemperatur modellert for de forskjellige posisjonene med maksimum- og minimumsverdier for perioden Til sammenligning er noen andre kjente posisjoner tatt med. Disse tallene gir oss en pekepinn på forholdene, men dataene må analyseres nærmere for å kunne si noe sikkert. 11 av 35

13 Vind: Tabell 3. Maksimal vindhastighet (m/s) og tilhørende vindretning (grader) modellert i de forskjellige posisjonene i perioden Posisjon Maks Retning Punkt 1 27,2 322 Punkt 2 27,7 326 Punkt 3 26,2 18 Punkt 4 25,9 257 Punkt 5 25, ,23 N, 22,21 E (Goliat) 28, ,36 N, 07,14 E (Heidrun) 28, ,20 N, 01,86 E (Statfjord) 30,4 255 Maksimal vindstyrke ser ut til å være omtrent på samme nivå eller litt lavere i Barentshavet SØ enn for sammenligningspunktene lenger sør-vest. Bølger: Tabell 4. Estimat av returverdier for signifikant bølgehøyde (Hs) angitt i meter basert på NORA10 data for perioden Posisjon 1 år 10 år 100 år Punkt Punkt Punkt Punkt Punkt ,23 N, 22,21 E (Goliat) ,36 N, 07,14 E (Heidrun) Tallene kan tyde på at bølgehøyden i Barentshavet SØ er litt lavere enn for sammenligningspunktene Goliat og Heidrun. 12 av 35

14 Lufttemperatur: Tabell 5. Maksimum og minimum lufttemperatur ( C) modellert i de forskjellige posisjonene i perioden , 2 meter over havflata. Posisjon Maksimum Minimum Punkt 1 14,8-14,6 Punkt 2 12,7-16,6 Punkt 3 11,6-19,6 Punkt 4 10,6-24,9 Punkt 5 10,8-25,1 71,23 N, 22,21 E (Goliat) 15,6-12,8 Tallene tyder på at lufttemperaturen i de nordligste punktene i Barentshavet SØ er endel lavere enn for sammenligningen Goliat. Sjøtemperatur: Tabell 6. Maksimum og minimum sjøtemperatur ( C) modellert i de forskjellige posisjonene i perioden Posisjon Maksimum Minimum Punkt 1 11,9 1,6 Punkt 2 11,3 1,8 Punkt 3 10,6 1,1 Punkt 4 9,9-0,7 Punkt 5 11,3 1,8 71,23 N, 22,21 E (Goliat) 13,6 3,0 65,36 N, 07,14 E (Heidrun) 16,8 5,1 Tallene tyder på at sjøtemperaturen i Barentshavet SØ er litt lavere enn for Goliat og Heidrun. 4.1 Referanser [1] Iden, K.A., Reistat, M.,Aarnes, O. J., Gangstø, R., Noer, G., Hughes, N., Kunnskap om vind, bølger, temperatur, isutbredelse, siktforhold mv. - Barentshavet SØ, MET rapport 11/ av 35

15 5 Sjøis 5.1 Definisjon Sjøis dannes ved en sjøtemperatur på ca. -1,8 C og ny is defineres ofte med en tykkelse mindre enn 10 cm. Istykkelser fra cm kalles gjerne ung is mens første-års is har normalt en tykkelse fra 30 cm og opp til 2 meter tykkelse. Multi-års is er is som har overlevd minst en smeltesesong og denne isen har en typisk tykkelse fra 2-4 meter. Jevnis består av en ensartet tykkelse med flat og jevn overflate som er mer enn 20 cm tykk. Som regel dannes denne av ung is som vokser i tykkelse. Når isen utsettes for ytre krefter medfører dette at isen deformeres, isflak skyves over hverandre eller presses opp slik at det dannes skrugarder. 5.2 Forekomst Istjenesten ved MET har siden 1997 utarbeidet iskart for den norske del av Arktis hver ukedag. Før dette var det ukentlige produkter tilbake til Iskartene er basert på en manuell analyse av ulike satellitt bilder og angir iskonsentrasjon i 5 ulike konsentrasjonsintervaller, 0-1/10, 1-4/10, 4-7/10, 7-9/10 og 9-10/10. I tillegg har Norsk Polarinstitutt iskart med observasjoner av isgrenser tilbake til 1773, ikke årlig, men for enkelte år utover og 1900-tallet. Forekomsten av is i Barentshavet er rimelig godt kjent, og i perioden som er dekket av nyere iskart, , er forekomst av havis vanlig i den nordlige delen av Barentshavet. Imidlertid har man ikke observert at Barentshavet har vært dekket av is og nærmet seg Finnmarkskysten etter Isutbredelse har sesongvariasjon med maksimum normalt i mars-april, mens månedene juli-september normalt er isfrie. Går vi lengre tilbake i tid har det også vært observert is i Barentshavet i juni (1881). Tendensen er at isutbredelsen i Barentshavet minker. Figur 2. Årets maksimale isutbredelse i perioden , fra [8]. 14 av 35

16 Figur 2 viser at det ikke har vært is i det åpnede området Barentshavet SØ i perioden , bortsett fra 2003 da store deler av den nordlige delen av området var dekket av is. For å gi et generert inntrykk av hvilke iskonsentrasjoner man kan forvente å finne i Barentshavet har vi sett på gjennomsnittlig isutbredelse basert på iskart for perioden og perioden Siden man startet med satellitt observasjoner av sjøis i 1967 har maksimal isutbredelse i Barentshavet normalt inntruffet i mars-april måned, og figurene under er basert på data fra mars. De ulike fargene representerer konsentrasjonsintervall tilsvarende konsentrasjonsklassene i iskartene. Som vi ser er tendensen at iskonsentrasjonen i de sørligste områdene avtar. Figur 3. Bildet viser gjennomsnittlig iskonsentrasjon i mars. Venstre bilde er for perioden , mens høyre bilde er for perioden Bildene er basert på iskart fra istjenesten på MET. 5.3 Karakteristikk Viktige parametere for å karakterisere sjøis er: Styrke: Styrken blir beskrevet statistisk og er ikke en parameter som vi trenger å observere direkte. Konsentrasjon: Konsentrasjon blir detektert på satellittbilder, men med grov oppløsning (25-50 km) og med enkelte problemområder som smeltevann, endring i snødekke, saltinnhold og lav konsentrasjon. Tykkelse: Tykkelse blir observert fra satellittprodukter, men hvor gode disse produktene er og om dette kan benyttes til å utlede tykkelse til design betraktninger er ikke kjent. Havistykkelsen har også vært målt regelmessig på flere andre måter; med å bore hull isen på faste stasjoner langs den arktiske kysten, med sonar fra undersiden (ubåt) fra 1958 og fra faste stasjoner fra 1990-tallet, og i det siste med "EM Bird" instrument basert på elektromagnetisk induksjon. Flakstørrelse: Vi vet ikke stort om flakstørrelse i dag annet enn en noen betraktninger om variasjon i forhold til hvor langt inne i den marginale is-sonen du befinner deg. Hastighet: Satellitt produkter kan benyttes til å angi hastighet. Det finnes flere isdrift produkter der man beregner isdrift ved å gjenkjenne strukturer i 2 påfølgende satellitt bilder. Nær iskanten er det ofte stor dynamikk i isen noe som gjør det vanskelig å gjenkjenne strukturer. Isdriftproduktene har derfor størst pålitelighet inne i isen. Prognoser fra ismodeller kan også til en viss grad si noe om isdrift hastighet (f.eks: ). 15 av 35

17 I tillegg for skrugarder vil kjøldybde, frekvens, alder, konsolidert lagtykkelse og geometri unntatt dybde være parametere som kan ha innvirkning på risikoforholdene. 5.4 Deteksjon Istjenesten ved MET har siden 1967 produsert iskart for den norske del av Arktis. Iskartene er basert på en manuell tolkning av ulike satellittdata. Fram Til 1997 ble det produsert ett kart i uken, men etter dette har det vært produsert oppdaterte isanalyser hver virkedag. Datagrunnlaget som har vært benyttet i analysene har gradvis forbedret seg i takt med tilgang på nye satellitt data. I dagens analyser benyttes i hovedsak satellittdata fra SAR (Syntetic Aperture Radar) sensoren ombord på den Kanadiske Radarsat-2 satellitten og den europeiske Sentinel-1 satellitten. Disse dataene har en horisontal oppløsning på ~ meter. 5.5 Risikoforhold / begrensninger Risikoforhold i forbindelse med sjøis kan deles i tre grupper: Global last: tap av posisjon, tap av stabilitet/forankring. Lokal last: tap av innelukking (stigerør), tap av stabilitet, tap av/skade på evakueringsløsning, skade på strøm- eller styringskabler. Operasjonelt: krav til is-kontroll. Det må vurderes om is skal tas med i beregningen eller ikke (årlig sannsynlighet for opptredelse på 10-2, 10-4 ). Isforhold påvirker valg av evakueringsløsning. Gjennomføring av sikkerhetskritiske operasjoner kan måtte ta hensyn til isforhold, slik som boring av avlastningsbrønn for å stanse en utblåsning. Sjøis er en viktig parameter ettersom dette legger føringer for valg av design og om det må tas med i beregningen eller ikke. Både økt styrke og økt tykkelse gir større laster. For konsentrasjon er det to effekter som kan spille inn, økt konsentrasjon gir flere interaksjoner (høyere frekvens) men kan også spille inn på belastningen i hver enkelt interaksjon. Førstnevnte er forstått mens det sistnevnte er dårlig forstått og relaterer seg til udokumenterte effekter/manglende modeller. Effekten av flakstørrelse er til dels ukjent og relaterer seg til udokumenterte effekter/manglende modeller. For hastighet er det to effekter som kan spille inn, økt hastighet gir flere interaksjoner (høyere frekvens) som er forstått men hastighet kan også spille inn på belastningen i hver enkelt interaksjon en effekt som ikke er en del av dagens modeller. Hastighet på isen vil også være av betydning for å etablere spesifikasjoner for ishåndtering samt når og hvordan man ombord på installasjonen responderer på is innenfor forskjellige avstander. 5.6 Kunnskapshull Kunnskapen om forekomst av is i Barentshavet er relativt god da det finnes gode satellittprodukter, selv om det er en viss usikkerhet i målingene. Det finnes også ukentlige data på isutbredelsen tilbake til 1967, samt historiske kart tilbake til Bedre oppløsning både i tid og rom kunne vært ønskelig. Vi vet heller ikke hva det er som driver isutbredelsen, det vil si hvorfor den endrer seg fra år til år. Trenden er at isen trekker seg lenger nord, men vi vet ikke om dette er en varig (på lang sikt) trend eller midlertidig. Karakteristikken av havis er også ukjent. Selv om iskanten kan detekteres vet vi ikke hva som finnes av sporadisk is lenger sør, ei heller flakstørrelse eller styrke i isen. I dagens lastmodeller så er det styrke, tykkelse og antall hendelser (funksjon av hastighet og konsentrasjon) som spiller inn på beregnet last. Ettersom jevnis opptrer sjeldent i store deler av Barentshavet så vil man ikke benytte lokale observasjoner. Fordi forståelse av fysikken og usikkerheten i dens fysiske egenskaper er relativt godt forstått så klarer man å ta høyde for dette ved beregning av laster fra jevnis. 16 av 35

18 5.7 Anbefaling for videre arbeid Det finnes iskart for isutbredelse tilbake til 1773, og dette materialet vil være av interesse å analyseres slik at det er mulig å sette opp langtidstrender for hvordan maks isutbredelse har variert. Dette vil gi oss trenden med variasjoner, men det vil også kunne gi oss noen pekepinner på hvilke meteorologiske forhold som påvirker isutbredelsen. Det bør også klargjøres bedre hvordan hastighet i is-bevegelsene er, basert på tilgjengelige observasjoner og data. Hvilke krav dette stiller til overvåkning (frekvens/hyppighet) og responstid om bord på innretning ut fra avstand til isen? Hvordan ser det ut sør for iskanten, og hvilken karakteristikk har isen i form av tykkelse, flakstørrelse og styrke? Dette er spørsmål som det vil være interessant å få svar på. Observasjoner av andre aktører i området, forskningstokt og muligens satellittdata vil kunne brukes for å klargjøre dette nærmere. 5.8 Referanser [2] Divine, D. V., & Dick, C. (2006). Historical variability of sea ice edge position in the Nordic Seas. Journal of Geophysical Research: Oceans ( ), 111(C1). [3] Vinje, T. (2001). Anomalies and trends of sea-ice extent and atmospheric circulation in the Nordic Seas during the period Journal of Climate, 14(3), [4] Comiso, J.C. (2012), Large Decadal Decline of the Arctic Multi-Year Ice Cover. Journal of Climate, 25, [5] Johannessen, O., Alexandrov, V., Frolov, I., Sandven, S., Pettersson, L., Bobylev, L., Kloster, K., Smirov, V., Mironov, Y., and Babich, N Remote Sensing in the Northern Sea Route: Studies and Applications. Praxis-Springer Publishing, Chichester, UK. [6] Kwok, R. (2009) Outflow of Arctic Ocean Sea Ice into the Greenland and Barents Seas: Journal of Climate, 22, [7] Kwok, R., Maslowski, W., and Laxon, S. (2005) On large outflows of Arctic sea ice into the Barents Sea. GRL, 32, L [8] Iden, K.A., Reistat, M.,Aarnes, O. J., Gangstø, R., Noer, G., Hughes, N., Kunnskap om vind, bølger, temperatur, isutbredelse, siktforhold mv. - Barentshavet SØ, MET rapport 11/ av 35

19 6 Isfjell 6.1 Definisjon Isfjell er is som har løsnet fra større isbreer (kalving), og defineres ved en størrelse større enn 5 meter i diameter. Formen varierer, men kun 10% av isfjellet stikker normalt over vannlinja. 6.2 Forekomst Det er observert isfjell helt ned mot kysten av Finnmark både i 1881, 1929 og 1939, men i nyere tid vet vi lite om forekomsten av isfjell i Barentshavet. I 2015 har det vært observert flere isfjell fra den meteorologiske stasjon på Hopen. Bildene under viser observasjoner som ble gjort km øst for Hopen den 15. august Det har også vært gjort observasjon av isfjell av lignende størrelse og form nord øst av Hopen. Disse har vært lengre vekk fra øya. Figur 4. Isfjell observasjoner fra den meteorologiske stasjonene på Hopen 15. august Figur 5 viser et satellitt bilde tatt over Hopen den 31. juni 2015 der det ble observert flere potensielle isfjell. Figur 5 Radarsat-2 satellitt bilde over Hopen den 31. juni 2015 vister flere potensielle isfjell. Spørsmålet er hvor langt sør disse kan komme. Vi har ingen bevis for at isfjell i dag finnes i Barentshavet SØ, men det kan heller ikke utelukkes. Zubakin et al. [18] har sett på flyobservasjoner og rapportering fra skip av isfjell i Barentshavet i perioden , og presenterer statistisk materiale som viser en trend 18 av 35

20 der forekomsten av isfjell kommer lenger og lenger sør. Samme kilder hevder også at de fleste observasjonene av isfjell i området er små isfjell eller bergy bits. De mest kjente studiene av forekomsten av isfjell er Abramov et al. [9] og Løset et al. [14]. Selv om disse er over 20 år gamle er de likevel interessante, og det er flere ting som tyder på at kalving av isfjell foregår oftere nå enn tidligere. Det betyr likevel ikke at det er nødvendigvis er større sannsynlighet for å støte på isfjell i Barentshavet SØ. Norsk Polarinstitutt har også kildemateriale som inneholder historiske observasjoner av isfjell i Barentshavet. 6.3 Karakteristikk De viktigste karakteristikkene av isfjell for å si noe om risikoforhold og å muliggjøre lastberegninger er størrelse, hastighet, styrke og drivbane. Spesielt drift er interessant siden kunnskap om drivbane sammen med opprinnelse kan si noe om hvor det er mest sannsynlig å påvise isfjell. Videre vil kunnskaper om størrelse og drivbane gi bedre spesifikasjon av krav til ishåndtering, samt også hvor ofte man må påregne å koble fra en innretning og dermed også gi forståelse for i hvilken grad isfjell gir operasjonelle påvirkninger (nedetid) Drift Flere studier er gjort på driftsmodeller av isfjell, og det finnes modeller, for eksempel [12] og [19], men spørsmålet er hvor gode de er. Komplekse modeller gir nødvendigvis ikke mer presise data. Det største problemet med melding av isfjell drift er hovedsakelig at input parametere ikke kan gis med stor nok nøyaktighet. Figur 6 viser hovedveiene for drift av isfjell fra opprinnelsesstedet, basert på modeller fra Keghouche et al 2010 [10]. Figur 6. Hovedruter for drift av isfjell fra deres opprinnelse, fra [12]. 19 av 35

21 Figur 7. Beregnet driftsbane for isfjell i 2003, fra [12]. Figur 7 viser beregnet driftsbaner for isfjell ut fra opprinnelsespunkt i året Banemodellene er utviklet av Keghouche et al. [12], og viser at det ut fra disse modellene er mulig at isfjell kan drifte sør for 75 nord. Også i årene 2002, 1999 og 1993 viser modellene drift lang sør. 6.4 Deteksjon Det er flere studier som har sett på deteksjon av isfjell fra satellitt, blant annet MAIRES prosjektet ( samt [16] og [17]. Konklusjonen så langt er at større isfjell kan detekteres, samt at mindre isfjell (30 40 meter) kan detekteres under visse betingelser. Driftsbaner av isfjell kan utledes fra satellittdeteksjoner, men har så vidt vi vet ikke blitt gjort foreløpig. Det Danske Meteorologiske Institutt (DMI) har tjenester som varsler isfjell i områdene rundt Grønland, basert på satellittdata. Svalbard området er også delvis dekket av denne av denne tjenesten. Det er uklart hvor nøyaktig disse er eller hvor store isfjell som detekteres. 6.5 Risikoforhold / begrensninger Risikoforhold i forbindelse med isfjell kan deles i tre grupper: Global last: tap av posisjon, tap av stabilitet/forankring. Lokal last tap av innelukking, tap av stabilitet, tap av evakueringsmiddel. Isfjell som stikker dypt kan skade havbunnsutstyr og eventuelt forankringsliner eller lastebøyer. Havdybden der isfjellene stammer fra og aktuelt havdyp der installasjonene er lokalisert vil være avgjørende for om dette er en problemstilling. Operasjonelt: krav til is-kontroll. Det må vurderes om isfjell skal tas med i beregningen eller ikke (årlig sannsynlighet for opptredelse på 10-2, 10-4 ) 20 av 35

22 6.6 Kunnskapshull Om isfjell forekommer eller ikke er et svært viktig spørsmål man ikke har tilstrekkelig med observasjoner til å stadfeste med ønsket konfidens. Det finnes observasjoner fra russisk side men som er forbundet med stor usikkerhet i forhold til diverse faktorer. Det finnes også observasjoner fra lang tid tilbake, men vi kjenner ikke til hva det er som gjør at isfjell enkelte år drifter langt sør, hvor ofte det skjer, eller om kalving av isfjell er større i dag enn tidligere. Driftsmodeller finnes, men hvor gode de er og i hvor stor grad de er validert er vanskelig å si. Størrelsen på eventuelle isfjell er også ukjent. I motsetning til bergy bits og growlers er isfjell "enklere" å observere og eventuelt håndtere ved opptreden i nærheten av en installasjon. Ettersom sannsynligheten for interaksjon mange steder vil være liten vil en betraktning rundt størrelse og hastighet som er viktig for beregning av last være underordnet hvis man antar at man frakobler ved behov. 6.7 Anbefaling for videre arbeid Finnes det isfjell i Barentshavet, eller er det mulig at de kan komme inn i de områdene vi er interessert i? Dette er spørsmål som det vil være av stor interesse å se nærmere på. Det finnes flere kilder som har sett på forekomsten av isfjell, og disse bør gjennomgås i detalj for å kunne si noe mer sikkert om forekomsten av isfjell i området, og hvordan trenden er. Å kunne si noe mer sikkert om isfjell og eventuelt om sannsynligheten for isfjell i området er økende vil være svært verdifullt. Vi bør karakterisere typiske isfjell i området (størrelse, hastighet) og hvilke krav disse stiller til operasjonelle tiltak. Det kan også vurderes hvorvidt det er realistisk å dimensjonere mot lokale og globale laster fra isfjell. Videre bør det ses på sammenhengen mellom kalving og drift for å kunne si noe mer om sannsynligheten for å finne isfjell i det området vi er interessert i. Det bør også ses nærmere på muligheten av å detektere isfjell fra satellittprodukter, og evaluere hvor sikker en slik deteksjon vil være. Arkiverte SAR data kan brukes til å detektere opphav og drift av isfjellene observert i Det kan også brukes til å validere driftsmodellene. Tjenesten til DMI bør undersøkes og evalueres. 6.8 Referanser [9] Abramov, V. A., and A. Tunik (1996), Atlas of Arctic Icebergs: The Greenland, Barents, Kara, Laptev, East Siberian, and Chukchi Seas, and the Arctic Basin, Backbone, Paramus, N. J. [10] Dowdeswell, J. A., T. Benham, T. Strozzi, and J. Hagen (2008), Iceberg calving flux and mass balance of the Austfonna ice cap on Nordaustlandet, Svalbard, J. Geophys. Res., 113, F03022, doi: /2007jf [11] Hagen, J., J. Kohler, K. Melvold, and J. Winther (2003), Glaciers in Svalbard:Mass balance, runoff and freshwater flux, Polar Res., 22, [12] Keghouche, I., F. Counillon, and L. Bertino (2010), Modeling dynamics and thermodynamics of icebergs in the Barents Sea from 1987 to 2005, J. Geophys. Res., 115, C12062, doi: /2010jc [13] Kubyshkin, N. V., Buzin, I. V., Skutin, A. A., & Glazovsky, A. F. (2006, January). Determination of the area of generation of big icebergs in the Barents Sea temperature distribution analysis. In The Sixteenth International Offshore and Polar Engineering Conference. International Society of Offshore and Polar Engineers. [14] Løset, S. and T. Carstens (1996), Sea ice and iceberg observations in the western Barents Sea in 1987, Cold Regions Science and Technology, 24, [15] Spring, W. (1994), Ice data acquisition program, summary report, Tech. Rep , Mobil Res. and Dev. Corp., Dallas E&P Eng., Dallas, Texas. 21 av 35

23 [16] Dierking, W., & Wesche, C. (2014). C-Band radar polarimetry useful for detection of icebergs in sea ice?. Geoscience and Remote Sensing, IEEE Transactions on, 52(1), [17] Marino, A., Rulli, R., Wesche, C., Hajnsek, I. (2015) A New Algorithm For Iceberg Detection With Dualpolarimetric SAR Data Proc. IGARSS 2015, Milan, Italy [18] Zubakin G.K. et.al, "Results of investigations of icebergs, glaciers and their frontal zones in the northeastern part of the Barents sea", Recent Development of Offshore Engineering in Cold Regions, Yue (ed.), pp , POAC-07, Dalian, China, June 27-30, [19] Eik K., "Iceberg drift modelling and validation of applied metocean hindcast data", Cold regions science and technology, vol. 57, pp 67 90, av 35

24 7 Knult og growlers 7.1 Definisjon Knult og growlers kan defineres som fragmenter av isfjell med størrelse på 0-5 meter i diameter ved havoverflata. De største bitene kalles gjerne bergy bits. 7.2 Forekomst Fragmenter av isfjell er svært vanskelig å detektere og kvantifisere. Man har grunn til å tro at disse vil gi føringer på lokal design i "bølgeområdet" og at disse vil kunne opptre hyppigere enn isfjell. Det er også grunn til å anta at forekomsten av slike growlers går lenger sør enn for isfjell. Mye av arbeidet som er gjort for å studere isfjell i Barentshavet gjelder også for bergy bits og growlers. 7.3 Karakteristikk Viktige karakteristikker i forbindelse med risikobetraktninger er størrelse, hastighet og styrke. 7.4 Deteksjon Deteksjon av knult og growlers er svært vanskelig da det nesten er umulig å detektere dem fra satellittprodukter. 7.5 Risikoforhold / begrensninger Økt forekomst vil kunne gi flere interaksjoner og større laster. Både økt hastighet og økt styrke gir økt last på konstruksjonen, mens økt størrelse gir mer bevegelig energi som må tas opp av konstruksjonen. Growlers som kommer inn under en borerigg vil potensielt kunne skade borestrengen, i tillegge kan de skade stigerør på produksjonsinnretninger samt forankringsliner/kjettinger eller kontrollkabler. 7.6 Kunnskapshull Det finnes ingen tilgjengelig statistikk på forekomsten av growlers/bergy bits i Barentshavet og man forventer (udokumentert) at disse kan opptre hyppigere enn isfjell. Det at slike mindre isfjell er svært vanskelige å detektere gjør at man ikke kan regne med å kunne observere og fysisk håndtere disse ved opptreden i nærheten av installasjon og således bør designe for interaksjon. Om det er riktig å anta at slike små isfjell forekommer med samme sannsynlighet som isfjell (og dermed kan bli beregnet under ett) er uklart. Merk at de samme fysiske fenomenene vil kunne føre til at slike isfjell opptrer "langt sør " slik at forekomsten av små og store isfjell vil kunne sammenfalle. 7.7 Anbefaling for videre arbeid Det bør samles inn informasjon om growlers som er observert, og estimere hvilken sannsynlighet disse representere for kollisjon med en boreinnretning, samt hvilke designlaster disse kan representere med tanke på skrog og stigerør. Hvilken fare slike growlers utgjør for boreoperasjonene bør også belyses bedre. Det bør gjøres en erfaringssammenstilling av growlers fra Canada, hvor slike fenomener er kjent. Det bør også utarbeides forslag til tiltak som kan styrke kunnskapen om growlers/bergy bits. 23 av 35

25 8 Ising 8.1 Definisjon Vi skiller mellom atmosfærisk ising og marin ising. Atmosfærisk ising er nedbøris på grunn av sludd/våtsnø eller underkjølt regn, eller skyis som er underkjølte skydråper/tåkedråper ved lufttemperatur under 0 C. I områder med atmosfærisk ising vil det til tider inntreffe ising på bakke, vegetasjon, instrumenter/antenner og konstruksjoner og anlegg [20]. Marin ising kommer fra sjøsprøyt som iser på konstruksjoner og anlegg. 8.2 Forekomst I en studie utført av MET på oppdrag fra OED ble isingsfare på skip i Barentshavet Sør beregnet basert på den empiriske Overland algoritmen. Denne klassifiserer faren for ising som ingen, lett, moderat, sterk og ekstrem. Studien beregnet isingsfaren i 5 ulike posisjoner og viste at sannsynligheten for ising øker med økende bredde. I de to nordligste posisjonene (74,07 N, 30,79 E og 74,00 N, 32,88 E) forekommer sterk ising ca.1,3 % av tiden på årsbasis mens tilsvarende tall er 0,0-0,3 % for punktene lengre sør (71,03 N, 31,04 E, 72,07 N, 30,90 E, 73,11 N, 30,77 E). Lett ising forekommer i middel ca. 17 % av tiden i de to nordligste posisjonene, mens tilsvarende verdier i de tre posisjonene lengre sør er % på årsbasis. Til sammenlikning har Goliat ikke sterk ising mens moderat ising her forekommer i ca. 10,5% av tiden på årsbasis, som er en del lavere enn tallene fra det aktuelle området. 8.3 Karakteristikk Viktige karakteristikker for atmosfærisk ising er nedbørsmengde og hyppighet. Atmosfærisk ising vil også kunne forekomme i oppholdsvær, for eksempel vil det nok ise i kald tåke og i (lave) tåkeskyer (stratus) ved kuldegrader (kuldegrader i tåkeskya, ikke nødvendigvis ved havoverflata). For marin ising er det flere parametere som spiller inn. Med tanke på ising på fartøy vil for eksempel type bølger, fartøyets hastighet, fartøyets retning relativt til vind og bølger, fartøyets lengde og avstand til havoverflata være viktig. Det samme er vindhastigheten, sjøtemperaturen og lufttemperaturen. 8.4 Deteksjon For å prediktere marin ising er det utviklet egne algoritmer og modeller, hovedsakelig basert på rapporter fra fartøy mellom 20 og 75 meters lengde [21]. Disse algoritmene er hovedsakelig ment for varsling av ising, og sier ikke så mye om hvor mye ising som faktisk forekommer. Overland algoritmen er ofte brukt for å estimere marin ising, men en nylig publisert artikkel [18] viser at denne ikke verifiserer godt mot ett severe ising tilfelle i forbindelse med et polart lavtrykk. Den verifiserer heller ikke godt mot flere observasjoner som er tatt fra et kystvaktskip. Mindre skip vil kunne oppleve mer ising, men ikke opp mot 100 cm/h. Det er grunn til å tro at Overland algoritmen ikke er optimal å bruke som bakgrunn for kartlegging av frekvens for ising. Både MET og DNV GL har arbeid på gang for å utvikle bedre algoritmer som også kan brukes til å prediktere omfanget av isingen. 8.5 Risikoforhold / begrensninger Viktigheten av atmosfærisk ising er per dags dato dårlig forstått, men generelt kan vi si at økt masse og økt frekvens gir større risiko for utstyr og personell. Man har per dags dato ikke tilstrekkelig modeller som kan estimere "design-laster" fra marin ising. Denne usikkerheten knytter seg først og fremst til for dårlig modellgrunnlag for spray mengder. Det er også viktig å merke seg at dette er et fenomen som knytter seg til kalde temperaturer og vær og ikke på samme måte kan sees bort fra i enkelte deler av Barentshavet. Også her gir økt masse og økt frekvens større risiko for utstyr 24 av 35

26 og personell. Det er situasjoner med ekstreme isingsforhold som representere den største risikoen, og det er derfor viktig å kunne si hvor ofte slike situasjoner oppstår, hvor mye is som dannes og hvor. Store menger ising er kjent å gi stabilitetsproblemer særlig for mindre fartøy, og gir i tillegg en rekke vesentlige operasjonelle utfordringer samt at det kan redusere funksjonen til noen sikkerhetssystemer. Ising kan gi fastfrysing og svekket funksjon for en rekke sikkerhetssystemer, som ventiler og livbåtutløsninger. 8.6 Kunnskapshull Dagens forståelse av viktigheten av atmosfærisk ising er kun basert på erfaring og man har lite dokumentasjon å knytte en eventuell konklusjon om viktigheten på. Dette vil primært være en fare for personell i forhold til glatte underlag og fallende is. Sjøsprøyt vil føre til nedising av konstruksjoner og fartøy, og det er grunn til å tro at dette problemet er større i det aktuelle området enn i områder som allerede er tatt i bruk for oljeoperasjoner. Dagens modeller er beregnet på varsling, men man har ikke tilstrekkelig med bakgrunnsdata for å estimere ekstreme mengder ising med tilfredsstillende konfidens. Tidligere episoder med marin ising indikerer at ekstreme mengder kan påvirke dypgang på flytende konstruksjoner og dermed påvirket operasjonene ombord og lede til uønskede hendelser. Problemstillinger rundt fallende is er av ukjent størrelse og om dette vil forekomme som en konsekvens av marin ising er usikkert (sammenlignet med atmosfærisk ising og snø). 8.7 Anbefaling for videre arbeid For å forstå ising bedre bør vi kartlegge status på eksisterende isingsmodeller, og betydning av usikkerhet i disse. Ising på skip er av stor betydning for forsyning, søk og redning, og bør derfor evalueres videre. Videre bør det lages kriterier for varsling av ekstreme isingsforhold relevant for olje- og gassaktivitet, spesielt med tanke på ising på borerigger og anlegg. Det bør også foreslås hvordan økt aktivitet i Barentshavet kan brukes til å rapportere og verifisere isingsmodeller. 8.8 Referanser [20] Drage M. A., Atmosfærisk ising forstudie, SINTEF Byggforsk, prosjektrappport [21] Overland J. E., Prediction of Vessel Icing for Near-Freezing Sea Temperatures, AMS journals online, vol. 5, issue 1, [22] Samuelsen et al, Marine icing observed on KV Nordkapp during a cold air outbreak with a developing polar low in the Barents sea. Proceedings - International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions. vol January. 25 av 35

27 9 Tett snøfall / tråg 9.1 Definisjon Tråg er spesielt kraftige snøbyger/haglbyger som er organisert langs en linje. Sikten i bygene kan bli så dårlig som bare noen fåtalls meter. Den kraftigste vinden er som oftest foran tråget og kan komme opp i storm styrke med kraftige vindkast. Retningen på vinden vil variere med trågets orientering. Trågets orientering i forhold til et bestemt punkt påvirker også varigheten av de kraftigste bygene, i ugunstige situasjoner kan sikten være dårlig sammenhengende i flere timer. Tråg forekommer en god del oftere enn polare lavtrykk, men polare lavtrykk er generelt kraftigere. 9.2 Forekomst Tråg dannes hovedsakelig om vinteren når forholdsvis varmt hav føres nordover med golfstrømmen og møter en polar/arktisk kaldluft. De store temperaturkontrastene mellom hav og luft gir opphav til kraftige snøbyger/hagelbyger. Således er Barentshavet sørøst et område hvor det hver vinter forekommer en god del tråg. 9.3 Karakteristikk Viktig karakteristikk av snøfall er mengden av nedbør, varigheten og frekvensen. 9.4 Deteksjon For å detektere og varsle snøbyger og tråg trengs mange og gode observasjoner. Ofte er observasjonene for få til å kunne gi en god nok prognose av snøfallet. Værradarene i Finnmark kan detektere snøbyger langs kysten, men har dårlig rekkevidde utover Barentshavet [23]. Det er på gang arbeid for å få flere observasjoner, og observasjoner fra en bevegelig rigg er allerede tatt inn i observasjonssystemene. 9.5 Risikoforhold / begrensninger Økt snømengde gir økt dødvekt og last, og økt mengde og frekvens gir større risiko for utstyr og personell. Enkelte betraktninger kan tyde på at snøtykkelsene oppgitt i NORSOK N-003 konservative, men dette er ikke noe man kan si per i dag. Snøbyger som kommer brått gir større risiko i forbindelse med forsyningsoperasjoner og transport. Tråg er små fenomener, de beveger seg i observasjonsfattige havområder og værvarslingsmodellene er ikke gode til å varsle dem. Når de først er dannet synes de greit på satellittbilder, noe som fører til at nowcastingen av plasseringen er god. Dårlige sikt og turbulente vinder i vindkastene vil kunne påvirke en eventuell helikopterlanding, og den dårlige sikten vil kunne legge begrensninger på noen operasjoner. 9.6 Kunnskapshull Hindcast data gir et utgangspunkt for snøberegninger, og usikkerheten her bør forstås, men er ikke tilstrekkelig i dag. Det er også usikkert om modellene som ligger til grunn for hindcast dataene har god nok oppløsning til å kunne lage brukbar statistikk på forekomsten av tråg. Viktigheten er også usikker, men man tror at høye snømengder vil kunne føre til lavere utnyttelse av lastekapasiteten til installasjoner og man ønsker dermed en rett beregning av design last. Det finnes lite observerte data som kan brukes til å verifisere modeller for varsling av kraftig snøfall. 9.7 Anbefaling for videre arbeid Det bør etableres statistikker på kraftige snøfall offshore, samles data for å verifisere modeller, og etablere kriterier og varsler for kraftig snøfall. Samtidig bør vi sette opp forslag til hvordan man kan bruke økt 26 av 35

28 aktivitet i Barentshavet både til å observere og til å verifisere data (dette siste er arbeid som allerede er startet). 9.8 Referanser [23] Wergeland S., Værvarslingsutfordringer i Barentshavet, Meteorologisk institutt, Oslo 8. april av 35

29 10 Polare lavtrykk 10.1 Definisjon Polare lavtrykk er små, intense lavtrykk som dannes om vinteren over de arktiske havområdene. De har en diameter på km, og har likhetstrekk med tropiske sykloner, men er mindre i utstrekning og dybde. Polare lavtrykk dannes når kald luft fra pol-isen eller andre kalde landområder strømmer ut over det varmere havet. Lufta tilføres varme og fuktighet fra havoverflaten, og det blir en værtype preget av bygevær. Hvis det i tillegg er kaldt i luftlagene over, får vi en dyp instabil luftmasse [24] Forekomst Polare lavtrykk forekommer i Barentshavet opp til iskanten i nord, og fra 0-meridianen til Novaja Semlja i øst. Sesongen for polare lavtrykk er fra oktober til mai, med flest tilfeller fra desember til mars. I snitt dannes det polare lavtrykk hvert år i hele området. Polare lavtrykk er generelt knyttet til vindretning mellom vest og nord utenfor Nordland, og vest til nordøst utenfor Troms og Finnmark [24]. Figuren viser fordeling av observerte polare lavtrykk i perioden vinter 1999/ /2013. Figur 8. Fordeling av observerte polare lavtrykk i perioden vinter 1999/ /2013, fra [26]. Det finnes ikke eksakt data på antall og man regner med at det er flere enn hva som er registrert. Generelt har Barentshavet tilfang av polare lavtrykk ved alle vindretninger mellom vest, omkring nord og til sørøst. Et naturlig tilfangsområde kan beskrives som avgrenset av 20 graden øst til Novaja Semlja, og fra Finnmarkskysten til iskanten i nord. Innenfor dette området er det registrert ca. 40 polare lavtrykk fra år 2000 til 2012, hvorav en del har bestått av to eller flere sentra. 28 av 35

30 10.3 Karakteristikk Viktige karakteristikker er baner, nedbørsmengde og vindstyrke Deteksjon Polare lavtrykk og tråg varsles ut fra observasjoner, der vi kan få et sett av prognoser, og ut fra disse si noe om sannsynligheten for varselet. Polare lavtrykk kan i dag varsles med finskalaprognoser 42 timer i forkant. Prognosen (Arome-Arctic) er ny, men har gode tilbakemeldinger. Storskala forhold for polare lavtrykk kan varsles med de ordinære prognosene for langtidsvarsler, dvs. fem til sju dager fram Risikoforhold / begrensninger Generelt gir et polart lavtrykk risiko gjennom andre parametere som økt nedbør, økt vindhastighet etc. Dette gir begrensninger i forhold til marine operasjoner som lasting og lossing, løfteoperasjoner, regularitet og logistikk Kunnskapshull Kunnskap om forekomster av polare lavtrykk er relativt god, og kunnskapshullene knytter seg først og fremst til andre parametere som sikt, marin ising, snø/nedbør osv. og hvordan disse påvirker sikkerheten og regulariteten i forbindelse med operasjonsplanlegging. For operasjonelt drift er dette viktige parametere som er relativt godt forstått Anbefaling for videre arbeid Det bør undersøkes videre hvilken betydning værforholdene under et polart lavtrykk (snø/nedbør, ising, vind og redusert sikt) har for operasjonsplanlegging, slik som lasting/lossing, helikoptertrafikk etc. Dette bør ses i sammenheng med anbefalingene under kapittel 8 og 9, med den viktige forskjellen at et polart lavtrykk kommer fort og kan være nokså kraftig Referanser [24] Noer G., Luijting H., Dette er polare lavtrykk, publisert på www. barentswatch.no. [25] M. Rojo, C. Claud, P-E. Mallet, G. Noer, A.M. Carleton, and M. Vicomte. Polar lows tracks over the Nordic Seas: a 14 winter climatological analysis. Tellus, 2014, [26] Y.Kvammen: A statistical analysis of the geographical distribution of areas affected by polar lows, as well as general aspects : 29 av 35

31 11 Tåke 11.1 Definisjon Tåke er luft som blir avkjølt av havet, eller det kan defineres som skyer som ligger helt nede ved havoverflata. Sikten er mindre enn 1 km i tåke Forekomst Tåke i Barentshavet opptrer på sommeren og høsten (mai til september), se Figur 9, og kan ligge i flere dager over store områder [27]. Det er lite statistikk eller data for hvor og hvor ofte tåke forekommer. Det finnes observasjoner fra Bjørnøya fra 1920 til i dag. I tillegg ble det på 1980-tallet plassert en rigg på Tromsøflaket i 3 år for å samle inn miljødata i forbindelse med konsekvensutredning for petroleumsvirksomhet i Barentshavet. Figur 9. Satellittbilde av tåke i Barentshavet, fra [27] Karakteristikk Den viktigste karakteristikken når det gjelder tåke er tetthet eller sikt. 30 av 35

32 11.4 Deteksjon Dagens værvarslingsmodeller er ikke spesielt gode på å varsle havtåke. Imidlertid kan tåke lett observeres fra satellittbilder når den først er tilstede [27] Risikoforhold / begrensninger Tåke kan komme hurtig og bli liggende lenge, og den største risikoen er forbundet med lite eller ingen sikt. Dette vil påvirke helikoptertrafikk og operasjoner der sikt er nødvendig, slik som medisinsk evakuering eller søk- og redning, i tillegg til avbrudd i ordiner helikoptertransport for mannskapsbytte Kunnskapshull Vi vet at tåke forekommer, men ikke hvor ofte og med hvilken frekvens. Vi vet heller ikke hvor lenge den normalt blir liggende Anbefaling for videre arbeid For å få mer kunnskap om forekomsten av tåke anbefales det å benytte satellittprodukter på regelmessig basis for å danne et bilde av frekvens og omfang. Fra dataarkiver er det mulig å utarbeide statistikk for tåkeforekomst Referanser [27] Wergeland S., Værvarslingsutfordringer i Barentshavet, Meteorologisk institutt, Oslo 8. april av 35

33 12 Klimaendringer / langtidsprognose En av modellene som er blitt benyttet til å beskrive endringene i isforholdene i FN s siste klimarapport, IPCC AR5-rapporten, er den norske Earth System Model (NorESM). Den ble utviklet som et nasjonalt koordinert bidrag, organisert gjennom EarthClim og finansiert av Forskningsrådet. Dens styrker er spesielt nyttig for høye breddegrader og polare strøk. Den er basert på Community Climate System Model (CCSM) og Community Earth System Model (CESM), modeller fra the National Center for Atmospheric Research (NCAR) i USA. CCSM-modellen kombinerer koblede komponenter som består av en atmosfærisk modell (Community Atmosphere Model), en landoverflatemodell (Community Land Model), en havmodell (Parallel Ocean Program), og en havismodell (Community Sea Ice Model). CESM regnes som en omfattende klimamodell som inkorporerer hovedkomponentene i klimasystemet. NorESM er blitt kjørt for de nordiske hav for perioden Figur 10 er hentet fra en rapport utarbeidet på MET [28] og viser is-utbredelsen for henholdsvis 10% og 40 % iskonsentrasjon i 4 ulike 5 års intervaller. Vi har valgt å kun vise figurer for april måned fordi dette er måneden som normalt har maksimal isutbredelse i Barenshavet. De ulike fargene viser minimum, gjennomsnitt og maksimal isutbredelse i de ulike periodene. Som det fremkommer av figuren er det kun i den nordlige delen av det åpnede området i Barentshavet SØ at man forventer å finne isdekke i de kommende år. NorESM ser imidlertid ut til å gi en viss økning i isutbredelsen i Barentshavet fra 2025, og man kan heller ikke se bort fra at sterke nordlige vinder kan føre drivis lengre sør i Barentshavet. Dette gjelder også for isfjell % 40 % Figur 10. Klimaprognoser for sjøis fra NorESM modellen for henholdsvis 10% og 40% iskonsentrasjon i 4 ulike 5års perioder. De ulike fargene viser minimum, gjennomsnitt og maksimal isutbredelse [28]. Det finnes flere aspekter ved klimaendringene som er av interesse for forekomsten av isfjell og sjøis, og dette er ting som man bør vurdere å gjøre i en hovedstudie Referanser [28] Nicholas E. Hughes et al, Kunnskap og varsling av isutbredelse og isfjell -«Barentshavet SØ» og «Jan Mayen» Rapport nummer 26/2015 ISSN: av 35