Modelleringsarbeidet i TP

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "Modelleringsarbeidet i TP"

Signe Edvardsen
8 år siden
Visninger:

2 Modelleringsarbeidet i TP Hvilken ny kunnskap har modelleringen gitt? Hvilke data mangler for å kunne gjøre modellene enda bedre? Morten D. Skogen

3 Innhold: Bakgrunn/innledning Modell for transport av luftforurensing (NILU) Modeller for forurensing i hav radioaktivitet (Statens strålevern) transport modell for forurensing (NIVA+HI) Hva har vi lært, hvordan bli bedre Evalueringsrapporten Veien videre

4 Hva har vi oppnådd innen TF state-of-the-art modellsystemer for forurensingstransport i luft og hav verktøy for å planlegge overvåking verktøy for assessment ved utgangspunkt i EQS estimater for spredning, transport og konsentrasjon av ulike stoffer synliggjort store horisontale og sesongmessige variasjoner beskrevet effekten av «biologiske pumper» vist effekten av is og russiske elver (oppkonsentrasjon)

5 Formål med modellering i TP er: Identifisere de viktigste kildene til olje og miljøfarlige stoffer Gi en oversikt over tilførslene og tilførselsveiene til forvaltningsplanområdene Dokumentere tilstanden i utvalgte forurensningsindikatorer (sedimenter og torsk) Kartlegge endringer i påvirkning og tilstand over tid Kartlegge forsuringen av havet på representative stasjoner

6 Hvor havner miljøgifter? Atmosfære Fra andre regioner Tilførsler fra: - land - offshore - skip Transport Fortynning Sedimentasjon Vannkvalitet Opptak Opptak Biologisk opptak: - konsentrasjon - virkning Til andre regioner Resuspensjon Utlekking Sedimenter

7 Modellering +: høy oppløsning av tilstanden i rom og tid kan kartlegge transporter mellom områder, effekt av tiltak og spredning fra enkeltkilder BILLIG!! Modellering -: mangelfulle kjemiske kunnskaper (nedbrytningshastighet, bioakkum.,, vannløselighet,...) få eller ingen observasjoner

9 Nedfall av organiske miljøgifter fra luft til hav 1a. Wet gaseous deposition water or soil 1b. Wet particulate deposition 2. Diffusive gas exchange 2a. Dry gaseous deposition 2b. Evaporation Etter Daly & Wania (2004) Wania & Mackay, Dry particulate deposition 4. Rain (T>0 C) 1. Nedfall fra atmosfæren (primært som gass) utgjør en betydelig tilførselsvei for de fleste POPs (direkte og indirekte) 2. De fleste POPs har betydlig potensiale for reversibel atmosfærisk deposisjon (diffusiv gassutveksling) 3. Betydelige utfordringer å kvantifisere diffusiv gassutveksling eksakt 1. Belastningen av POPs i havområdene påvirkes i betydelig grad av kilder utenfor Norge ( grensebetingelser ) 2. En mer eksakt forståelse av kilde-reseptor forhold for havområdene vil fordre en hemisfærisk, eventuell global multimediamodellstrategi

10 To komplementære modeller brukt for beregning av atmosfærisk avsetning Usikkerhetene er betydelig se detaljer beskrevet i rapportene Empirisk metode: basert på luftmålinger og ekstrapolert til andre regioner. Årlig avsetningsberegning Usikkerhet med ekstrapolering til regioner langt vekk fra målingene (levetid) EMEP modell: kjemisk transportmodell. Høy oppløsning i tid og rom store usikkerhet i utslipp fra primære OG sekundære kilder Kun noen parametere modellert

11 Kilderegioner for PCB beregnet med spredningsmodellen Flexpart Andøya for lave nivåer (venstre) og høye nivåer (høyre) Zeppelin, for høye nivåer i 2010 (venstre) og 2007 (høyre) 90 a) Low/Mean 90 b) High/Mean 90 a) 2010 high/mean 90 b) 2007 high/mean c) Measured PCB c) 2010 PCB-28 measured d) 2007 PCB-28 measured Nov/09 Mar/10 Jun/10 Sep/10 Dec/10 Apr/11 Jul/11 Oct/11 Feb/12 0 Aug/09 Dec/10 May/12 0 Nov/06 Apr/08 Målingene av PCB-28 og PCB-153 på Andøya og Zeppelin i 2010 og 2011 er helt tydelig påvirket av utslipp og transport fra kilder på kontinentet, og tidvis sekundære kilder (som havområdene) på Zeppelin i Andøyastasjonen har gitt verdifull ny innsikt i forekomst og transport av miljøgifter til Arktiske områder. Flexpart har potensiale til å forbedre kunnskap om tilførsler og kilder av miljøgifter

12 12 Kilder av radioaktiv forurensning i TP nedfall fra atmosfæriske prøvesprengninger på 1950 og 60-tallet, utslipp fra gjenvinningsanlegg for brukt kjernebrensel kontaminert vann etter Chernobyl. +: utslipp fra undervanns prøvesprengninger i Chernaya Bay, Novaya Zemlya.

13 13 Statens strålevern boksmodell (struktur av prosesser og en del av overflatende bokser) Doses to man and biota Bacteria D C F Mamm al Seaw eeds Fish Molluscs Crustacea CF S CF F CF M CF C Ice module A dvection Surface w ater R adioactive decay Freezing and melting processes Advection A dvection Middepth water Bioturbation D eep w ater A dvection Sedimentation Pore water diffusion R adioactive decay Advection R esuspension Sedimentation n Surface sedim ent B urial R adioactive decay D eep sedim ent

14 Konsentrasjon av Pu i Område VIII (Lofoten) og påvirkning av kilder Konsentrasjon av Pu i filtrene vann, mbq/m ,1 0,01 0,001 Område VIII. Overflatevann Atmosfærisk nedfall 0, Atmosfærisk nedfall er sterk År Total Sellafield anlegg Cap de La Hauge anlegg Chernaya Bay Experimentell data dominerende kilde. Innflytelsen av Sellafield anlegget har økt de siste årene. Dette pga. transport av Plutonium etter remobilisering fra sediment i Irskhavet. God korrelanse mellom resultatene av modellering og eksperimentelle data Konsentrasjon av Pu i filtrene vann, mbq/m Område VIII. Dypvann Total Experimentel data 10 Atmosfærisk nedfall 1 Sellafield anlegg 0,1 Cap de La Hauge anlegg 0,01 Chernaya Bay 0,001 0, År Konsentrasjon i sedimen, Bq/kg, t.v. 1e+0 1e-1 1e-2 1e-3 1e-4 1e-5 1e-6 Område VIII. Sediment Experimentell data Total Atmosfærisk nedfall Sellafield anlegg Cap de La Hauge anlegg Chernaya Bay 1e År X

15 Tilførsler via havstrømmer Modellsystemer som kobler: Hydrodynamisk modell (transport mellom områder) Biogeokjemisk modell (plankton, organisk materiale (OM)) Forurensings modell (partisjonering i OM, nedbrytning) Kilder: Åpne randverdier Utveksling hav-luft Elver Olje og gass installasjoner Skipstrafikk Is Sedimentering/resuspensjon

16 Tilførsler via havstrømmer transporterer og fordeler utslipp fra ulike kilder viktigste bidrag pga stort volum og bakgrunnsverdier skiller mellom oppløst og bundet til partikulært materiale to modeller (NIVA + HI) høy oppløsning i rom og tid transport gjennom grenseflater inkluderer tilførsler fra andre områder

17 Tilførselprogrammet approach Hydrofysiske modell Biokjemi/miljøgifter modell-pakke Verifisering? Spesifikke oppgaver 2009 Barents havet HAMSOM /ECOSMO 2010 Nordsjøen HAMSOM /ECOSMO ROMS 2011 Norskehavet 2012 Barents havet HAMSOM /ECOSMO ROMS ROMS ROMS Primitiv Nei Sirkulasjon intensitet OxyDep/PolPar NORWECOM OxyDep/PolPar NORWECOM OxyDep/PolPar NORWECOM Nei Ja, to modeller Ja, to modeller «Biologisk pumpe» Atmosfære vs havstrøm «Biologisk pumpe» Atmosfære vs havstrøm «Biologisk pumpe» Atmosfære vs havstrøm, is dekke, russisk elver.

18 2010: Nordsjøen «Biologiske pumpe» Vertikal struktur: Maksimum i afotisk sone Sommer lav overflate konsentrasjoner i eufotisk sone etter våroppblomstring Vinter høy overflate konsentrasjoner i eufotisk sone PCB-OM PCB-Dis

19 2011 Norskehavet 286 Modellert transport av oppløst kvikksølv (tonn/år) for 2006 (NIVA) Fedjeubåten = 65 tonn Bakgrunn = 0.5 µg/m

farlige stoffer betydelig horisontal variasjon i fordelingen av de

20 Tilførsler utenfra (Barentshavet 2012). Forurensning fra kilder utenfor norske farvann er ofte hovedkilden av farlige stoffer betydelig horisontal variasjon i fordelingen av de forurensende stoffene modellene kan inkluderer alle tre områdene rullering unødvendig kan isolere og følge utslipp fra enkeltkilder

21 2012: Barentshavet 72 o N 70 o N Modell eksperiment: effekt av Russiske elver 68 o N 66 o N 64 o N o E 36 o E 42 o E 48 o E 54 o E Alle kilder Kun Russiske elver Forurensing av Hg fra Russiske elver (North Dvina hovedkilde) påvirker Kvitsjøen og SØ Barentshavet, men ikke de sentrale områder i Barentshavet

22 Hva har vi oppnådd innen TF state-of-the-art modellsystemer for forurensingstransport i luft og hav verktøy for å planlegge overvåking verktøy for assessment ved utgangspunkt i EQS estimater for spredning, transport og konsentrasjon av ulike stoffer synliggjort store horisontale og sesongmessige variasjoner beskrevet effekten av «biologiske pumper» vist effekten av is og russiske elver (oppkonsentrasjon) Hva mangler vi bedre bakgrunnsverdier og randverdier valideringsdata kunnskap om kjemiske prosesser

23 Evaluering (1) for mange modeller: De ulike partnerne besitter ulik kompetanse og har derfor vært komplimenterende. På den andre side var det et mål i utgangspunktet å få til en tettere integrering, noe som TP ikke oppnådde usikre inngangsdata: En modell er aldri bedre enn den inputen den får (kilder, initial og randverdier) usikkerhetsestimat: For 3D modeller er dette problemet uløst (drivkrefter, prosesser, numerisk..) valideringsdata: I praksis ikke tilgjengelig for havmodellene modellerte stoffer: Valgt med utgangspunkt i 1) ulike typer og 2) tilgjengelige inngangsdata (kilder)

24 Evaluering (2) rullering over tre områder: Modellene kan i utgangspunktet kjøres for alle tre områdene samtidig. Dette vil vært ressursbesparende og gitt mer tid til for eksempel tettere integrering og modellutvikling regnetid: Flaskehals, men neppe den viktigste. Ville vært mulig å inkludere flere stoffer, men stor usikkerhet i (og manglende) inngangsdata gjør det lite tjenelig.

25 Veien videre tettere integrering av modellene samordning av modeller og måleprogram ett stort modellområde analyse av usikkerhet i inngangsdata bedre rand og initialverdier

26 Takk for oppmerksomheten!!! Bergen seen from Mt. Ulriken

Like dokumenter

Tilførselsprogrammet

Tilførselsprogrammet 2009-2013 Viktig ny kunnskap og erfaringer fra programmet Presentasjon for Workshop, Miljødirektoratet, 18.november 2013 Norman Green på vegne av partnere: 1 Innhold Liten introduksjon