Et modellsystem for å estimere oljeeksponering av torske-egg og larver - evaluering og applikasjoner Lien VS 1, Vikebø FB 1, Reed M 2, Rønningen P 2, Ådlandsvik B 1 Meier S 1 1 Havforskningsinstituttet 2 SINTEF Havet og kysten forskerseminar Oslo, 24.10.2012
Introduksjon Lofoten-Vesterålen-Barentshavet er et viktig oppvekstområde for kommersielt viktige fiskearter Vi trenger økt kunnskap om konsekvenser av eventuelle oljeutslipp i dette området for sameksistens mellom fiskeri og oljeutvinning I mangel på data er modellering det beste verktøyet vi har for å estimere effekt av overlapp mellom olje og gyteprodukter under ulike utslippsscenarier I følgende presentasjon fokuserer vi på drivkreftene som anvendes på oljedriftsmodell og individbasert egg- og larvemodell, samt kvantifisering av overlapp mellom gyteprodukter og olje ved 4 ulike oljeutslippsscenarier I tillegg kvantifiserer vi betydningen av geografisk posisjon til oljeutslippet og geografisk posisjon og tidspunkt for gyting
Modellsystem Oseanografi ROMS Biologi LADIM Eksponering OSCAR/Fates
Regional Ocean Modeling System (ROMS) 3-dimensjonal havsirkulasjonsmodell Topografifølgende s-koordinater i vertikalen (30 lag) 4 km oppløsning for de nordiske hav Drevet med ERA-Interim atmosfærisk re-analyse SODA mnds. midlede laterale randbetingelser Ferskvannsavrenning fra land 8 tidevannskomponenter (strøm + ssh) på randen Simuleringsperiode: 1989-2008 (Se Vikebø et al. (2010) for flere detaljer)
OSCAR / FATES Inneholder algoritmer for sprednings, adveksjon, medrivning, emulgering og volatilisering for å beregne transport og skjebne på overflaten I vannsøylen er horisontal og vertikal dispersjon av medrevne og oppløste hydrokarboner simulert med random walk -rutiner Partisjonering mellom partikkel-absorbert og oppløst tilstand er beregnet basert på linjær likevektsteori Forurensning på bunnen går ned i sedimentene og kan mikses tilbake i vannet Degradering i vann og sedimenter er representert ved første ordens avtagning/forfall
LADIM Lagrangsk partikkelsporingsmodell 1 Inneholder en individbasert modell (IBM) for å beregne dynamisk vertikal posisjonering av egg avhengig av tetthet og turbulens og døgnlig vertikal vandring av larver 2 Partikler (egg) slippes ut i faste mengder hvert døgn på de ulike gyteplassene 1 Ådlandsvik and Sundby 1994 2 Thygesen & Ådlandsvik, 2007
Hydrografi i Svinøysnittet Saltholdighet: Observasjoner: Modell: Drift ingen relaksering Temperatur:
Temperatur Modellert strøm i 20 m dyp, april 1990-2008 Kantstrøm (Atlanterhavsvann) Kompleks sirkulasjon rundt bankstrukturer - økt adveksjonstid! Kyststrøm Sætre et al. 2007 Vikebø et al., 2010
Strømstyrke på Atlanterhavsstrøm/kantstrøm, Svinøysnittet Observasjoner basert på hastighet i ett punkt (Orvik & Skagseth, 2002) Modelldata basert på modellpunkt med maksimum korrelasjon mot observasjoner Modellen fanger opp observerte hovedfluktuasjoner i strømstyrke (R = 0,69; p < 0,001) Modellert strømstyrke er en god proksi på modellert volumtransport (R = 0,71; p < 0,001)
Overlapp mellom observert og modellert fiskeyngel Torsk Sild År 2008 2009 2010 Torsk 73 (66) 73 (67) 69 (71) Sild 68 (64) 61 (63) 61 (61) Prosentvis overlapp mellom år (vektet med konsentrasjonen i parantes)
Studie: olje-eksponering av torske-egg og -larver 1 Fire utslippspunkter (alle utslipp varer 30 døgn fom. 1. april) Sju gyteområder (gytingen varer fra 1. mars til 1. mai) Tre klimatisk ulike år (basert på NAO-indeks om våren) Utslippsstart 1 Work in progress, vil bli sendt inn til ICES Journal of Marine Science proceedings med frist 2. november
Effekter I weathered oil er det meste av giftigheten forklart ved NPD er og PAH er (~60%; Neff et al. 2000). Kvantifisering av PAH er et godt estimat for giftigheten av oljesøl for tidlig stadier av fisk (Barron et al. 2004). FATES gir ppm i 400x400 m gitterceller ->kobling av FATES med IBM for torskeegg og larver muliggjør kvantifisering av individuell overlapp. Generelt har det vist seg at egg- og tidlig larvestadie også er sensitivt til lave verdier av PAH. Ødem, forsinket utvikling eller død kan inntreffe ved PAH~1-50μg/l (Carls et al. 2008) PAH ~ 1-2%; 1μg/l ~ 5-10ppm
Konsentrasjon (ppm) Overlapp mellom gyteprodukter og olje Midlere overlapp (ppm) mellom gyteprodukter og olje fra oljeutslipp på Haltenbanken (scenario 1) Verdiene viser maksimal konsentrasjon i vannsøylen i posisjonene til fiskelarvene -> potensiell overlapp Høy og langvarig overlapp mellom gyteprodukter og oljeutslipp fra Haltenbanken Dager etter utslippsstart
Overlapp mellom gyteprodukter og olje Gyteprodukter fra indre Haltenbanken Oljeutslipp fra scenario 1 (ytre Haltenbanken) Rød: gyteprodukter Blå: Olje Timing og posisjon er avgjørende for eksponering Gyteprodukter som fanges i bakevja får potensielt høy eksponering over lang tid Tidlig gytte egg/larver som kommer inn i Kyststrømmen tar motorveien nordover og får liten eksponering
Overlapp, alle utslippsscenarier 1 Haltenbanken 2 Nordland V Høy overlapp over lengre tidsrom (retensjon) Stor integrert effekt 3 Vesterålen 4 Vesterålen Høy overlapp over kort tidsrom Liten integrert effekt, men potensielt dødelig dose kan gi store konsekvenser NB! Forskjellig skala på y-akse!
Konsentrasjon Konsentrasjon Betydning av gytetidspunkt 1 Haltenbanken 2 Nordland V 3 Vesterålen 4 Vesterålen Stor variasjon i oljeeksponering avh. av gyteområde og gytetidspunkt relativt til utslippslokalitet og utslippsperiode Gyteområde Gyteområde
Videre arbeid Teste sensitivitet mhp. Antall partikler i FATES Ferdigstille foreløpig arbeid (innsendelse innen 2. november) Inkludere studie av sildeegg og -larver