Fremtidens klima i Sautso- endringer i vannføring, vanntemperatur og isforhold. Knut Alfredsen, NTNU

Transkript

1 Fremtidens klima i Sautso- endringer i vannføring, vanntemperatur og isforhold Knut Alfredsen, NTNU

2 Vannføring og vanntemperatur før, i dag og fremtiden- det store bildet. Endring i flomstørrelser, vanntemperatur og habitattyper over tid. Flomfrekvensanalyse; hvor ofte, hvor store, og kan de påvirke sedimenttransport i Sautso? Skape endringer i elva? Vannføringsforhold og vanntemperatur under antatt gytetidspunkt, endret seg over tid? Vannføringsforhold gjennom fiskesesong, endret seg over tid? Vannføringsforhold under gyting vs vinterperioden, endret seg over tid? Fare for stranding av gyteområder? Vannføringsforhold og vanntemperatur under antatt klekketidspunkt og smoltutgang, endret seg over tid? Endring i isforhold? Kopling mot skjul i elva (informer Knut om skjulforhold fra 2018) Vannføringsendringer målt ved utløp kraftstasjon, og ev sammenlikning med naturlige variasjoner. Utfall, lavvannsperioder? Hva er de største reguleringseffektene mhp vannføring og vanntemperatur? Hva er de største klimatiske endringene vi kan erfare fremover? Lavvannsperioder, flommer, når/sesongvariasjoner (vanntemp + vannføring) 2

3 Tema Noko bakgrunnsinformasjon Noko om temperatur og is i dag Framtidas klima metode Noko om framtidas klima i Alta Kva manglar for å få eit betre bilete av is og temperatur? 3

4 Temperatur og islegging Varmetap Q T w 4 Varmetapet = tilført avgitt energi frå vatnet. Når vatnet er kjølt til rett under null får vi is. Hastighet og turbulens styrer vekst og type is, høg hastighet motverkar isdekke. Regulert temperatur (T w ) og ein viktig faktor

5 5 Underkjøling

6 Is Huusko et al Riv.Res.Appl. 6

7 Akkumulerte frost- og tinedøgn Alta lufthavn, fast periode 1/12 31/3

8 Oppsummerte frostdøgn Q middel T A middel T W middel AFDD ATDD Q m T A T W AFDD ATDD

9 Kategorisering isdekke NVE Isdekke i fire kategoriar: 0: lite/ingen is 1: 10 20% 2: 20 40% 3: 40 60% Figur frå Asvall (2005)

10 Kan is knyttast til frostdøgn? P2 P4 P6 Snitt Dagar Volum Snitt Dagar Volum Snitt Dagar Volum Ser ikkje slik ut

11 Kvifor? Figur frå Kanavin og Devik

12 Rekning av nedkjøling I Tw=0 - I Tw,0 = r w c p VH C 0 é -T ù lnê a ú ët w,0 -T a û I Tw,0 I Tw=0 punkt i elva der temperatur er 0ᴼC I Tw,0 punkt i elva der temperatur er T wᴼc (initial temp) ρ w tettleik vatn C p Spesifikk varmekapasitet vatn, J/kg ᴼC C 0 Varmeoverføreingskoeffisienten, I W/m 2 ᴼC V Hastighet H Vassdjup T a Lufttemperatur i ᴼC T w,0 Initial vasstemperatur i ᴼC I Tw=0 =? T a T w,0 V H

13 Nedkjøling, eksempel Tw,0 = 0.3, H = 2 m

14 Klima kva skjer i framtida?

15 Alta flyplass

16 Vassføring (m 3 /s) Kista målestasjon, årsmiddel

17 Scenarier for framtidas klima Scenario for utslepp (Moss et al.) Klimamodell + RCP Representative Concentration Pathway

18 Frå globalt til lokalt GCM RCM Kvantil-korreksjon T P * 25% Model number: Global climate model: Regional climate model: Periods: Model 1 CNRM CCLM , Model 2 CNRM RCA , Model 3 EC-EARTH CCLM , Model 4 EC-EARTH HIRHAM , Model 5 EC-EARTH RAMCO , Model 6 EC-EARTH RCA , Model 7 HADGEM RCA , Model 8 IPSL RCA , Model 9 MPI CCLM , Model 10 MPI RCA , Hydrological variable: Runoff, Temperature, Rainfall Runoff, Temperature, Rainfall Runoff, Temperature, Rainfall Runoff, Temperature, Rainfall Runoff, Temperature, Rainfall Runoff, Temperature, Rainfall Runoff, Temperature, Rainfall Runoff, Temperature, Rainfall Runoff, Temperature, Rainfall Runoff, Temperature, Rainfall

19 Temperatur i framtida

20 Nedbør

21 Avrenning

22 Kva skjer med vinteren? I mangel av gode isdata så rekna vi ut endringar i ulike variable som beskriver vinteren. Basert på målt temperatur for historisk og ein klimamodell for framtida. Utsleppscenario A1B Analyse av observasjonar Gebre & Alfredsen, Hydrology Research 2014

23 Vinter, Gebre & Alfredsen, Hydrology Research 2014

24 Vinter, Gebre & Alfredsen, Hydrology Research 2014

25 Vinterlengde Gebre & Alfredsen, Hydrology Research 2014

26 Mildver på vinteren Gebre & Alfredsen, Hydrology Research 2014

27 Oppsett for analyse Klimadata Tilsig/vassføring Regulering Innsjø/Magasin Evapotranspiration a) Precipitation Snow Zone Soil Zone Fast Response Tank Percolation Slow Response Tank Q Konsekvensar? Hydraulikk/temperatur

28 Modellkalibrering hydrologi

29 Tilsig til Alta kraftverk De Graaff, MSc NTNU/Wageningen 2019

30 Vassføring (m 3 /s) Maksimalvassføring Kista

31 Flom Lawrence, NVE rapport

32 Is og temperatur i magasinet Modifisert MyLake (Saloranta & Andersen, 200x), tilpassa bruk i magasin (Gebre et al. 2014)

33 Klimadata for energibalanse Gebre et al, Journal of Hydrology 2014

34 Kalibrering av modell NSE: Kalibrering 0.93 Verfisering 0.88 Gebre et al, Journal of Hydrology 2014

35 Snø og isdekke Gebre et al, Journal of Hydrology 2014

36 Endring i tilsig, is og snø Hadley model Echham model Gebre et al, Journal of Hydrology 2014

37 Vasstemperatur ut av magasin Gebre et al, Journal of Hydrology 2014

38 Akkumulerte frostdøgn (gr.c) Endring i frostdøgn Frostdøgn, medianverdi alle modellar, RCP AFDDHist AFDD41-70 AFDD71-00 NB! Gjennomsnitt heile feltet, kaldare enn Alta/Sautso

39 Oppsummert Det vert varmare og noko meir nedbør Ei lita auke i tilsig til Altaelva Lågare sommarvassføring Vinteren vert kortare, mindre is og snø Meir regn på vinteren Lite grunnlag for å seie noko eksakt om is på elver Mogleg med meir ustabil vinter Fleire perioder med mildver i løpet av vinteren Kan føre til endra isregime, mindre stabile tilhøve Varmare vatn på sommaren, men generelt lite data 40

40 41 Klimaprofil Finnmark

41 Vannføring og vanntemperatur før, i dag og fremtiden- det store bildet. Endring i flomstørrelser, vanntemperatur og habitattyper over tid. Flomfrekvensanalyse; hvor ofte, hvor store, og kan de påvirke sedimenttransport i Sautso? Skape endringer i elva? Vannføringsforhold og vanntemperatur under antatt gytetidspunkt, endret seg over tid? Vannføringsforhold gjennom fiskesesong, endret seg over tid? Vannføringsforhold under gyting vs vinterperioden, endret seg over tid? Fare for stranding av gyteområder? Vannføringsforhold og vanntemperatur under antatt klekketidspunkt og smoltutgang, endret seg over tid? Endring i isforhold? Kopling mot skjul i elva (informer Knut om skjulforhold fra 2018) Vannføringsendringer målt ved utløp kraftstasjon, og ev sammenlikning med naturlige variasjoner. Utfall, lavvannsperioder? Hva er de største reguleringseffektene mhp vannføring og vanntemperatur? Hva er de største klimatiske endringene vi kan erfare fremover? Lavvannsperioder, flommer, når/sesongvariasjoner (vanntemp + vannføring) 42

42 Kva manglar? Genrelt: Data og analyse av temperatur i vassdrag Målingar og grunnlag for modellering For å kunne seie meir: Overvaking av islegging Er kamera i drift? Faste utsnitt, kontrollpunkt i bilete Geometrien av strekninga som er av interesse Nokre tverrprofil ville gjere ting enklare Temperaturmåling i området der is vert danna Er SeaBird framleis operative? 43