Strømmodellering av Troms fylke

Eksempel

Strømmodellen er kjørt for Troms fylke for årene 2009 og 2010. Strømbildet langs kysten varierer både i styrke og retning over tid, og det kan derfor være vanskelig å illustrere alle trekk ved strømbildet i noen få figurer. I kartløsningen presenteres det derfor utvalg figurer som oppsummerer hovedtrekkene ved strømvariasjonen. Dette inkluderer både kart for store områder med statistiske verdier for strømstyrke, temperatur og saltholdighet, samt muligheten til å hente frem data fra individuelle posisjoner, og få resultater fra den valgte posisjonen presentert i større detalj i en egen rapport.

Resultatene som presenteres på kart på kan deles i tre hovedtyper:

Tidevannsanalyse

Strøm skapes av en rekke drivkrefter som for eksempel vind og ferskvannstilførsel. Styrken på disse er variabel og variasjonen uregelmessig og dette vil også reflekteres i strømmen. Det er vanskelig å avgjøre nøyaktige hvor stor betydningen av disse variable drivkreftene er. Tidevannsstrømmer er imidlertid et regelmessig fenomen og størrelsen på disse kan estimeres ved analyse av strømmens variabilitet. Tidevannet består av ulike komponenter og ettersom periodene til de ulike komponentene er kjente, kan man søke systematisk etter dem i måleserien og dermed estimere tidevannets bidrag til variabiliteten i det totale strømbildet. Denne metoden kalles harmonisk analyse og i dette tilfellet er analysen blitt gjort for 4 tidevannskonstituenter: M2 (12.42 timer), S2 (12 timer), N2 (12.66 timer) og K1 (23.93 timer). På kartsiden er resultatene er resultatene fra de ulike komponentene slått sammen og tegnet som et felles tidevannssignal (ellipse) både på kartet (Figur 4) og i lokalitetsrapportene (Figur 5).

1. Strømstyrkekart

Disse kartene viser strømstyrkestatistikk. Med strømstyrke menes her strømfart, det vil si strøm uavhengig av retning. Ulike farger markerer ulike strømstyrker.

2. Temperatur- og saltholdighetskart

I tillegg til strøm er man også ofte interessert i andre egenskaper ved vannet. De mest brukte er temperatur og saltholdighet. Begge disse variablene er inkludert i modelleringen og presenteres på kartsiden. Ulike farger markerer ulike temperaturer og saltholdigheter. 

For begge disse karttypene (1 og 2) kan man velge å få dataene presenter for følgende dyp: overflate, 5 m, 15 m 30 m, 50 m og bunn. I tillegg har man mulighet til å velge mellom flere statistiske parametere:

  • 50 prosentil (median)

Dette kan sees på som et mål på en typisk verdi. 50 % av tiden vil verdiene være lavere enn medianverdien og 50 % av tiden vil den være høyere enn medianverdien

  • 5 prosentil (lav)

Dette er et mål på hvor lave verdier man kan forvente.  5 % av tiden vil verdiene være lavere enn medianverdien og 95 % av tiden vil den være høyere enn medianverdien

  • 95 prosentil (høy)

Dette er et mål på hvor høye verdier man kan forvente.  95 % av tiden vil verdiene være lavere enn medianverdien og 5 % av tiden vil den være høyere enn medianverdien

Statistikken kan presenteres for ulike sesonger (vinter, vår, sommer og høst) eller for hele modelleringsperioden 2009 – 2010.

3. Middelstrømvektor (nettostrøm) er og variansellipser

Strømstyrkekartene (1) forteller ingenting om retningen på strømmen og hvordan denne varierer. De inkluderer heller ikke informasjon om størrelsen på tidevannsstrøm i forhold til strøm drevet av andre krefter som for eksempel vind. Middelstrømvektorer og variansellipser er en annen måte å fremstille data på som forsøker å illustrere andre trekk ved strømbildet enn strømstyrkekartene.

Middelstrømvektoren kalles ofte nettostrøm og har både en retning og en styrke. Denne vises som piler på kartet og kan enklest forklares gjennom noen eksempler. Dersom strømmen i et område for eksempel alltid er 10 cm/s mot nord, vil nettostrømmen være 10 cm/s mot nord. I kartet vil dette vises som en pil som peker mot nord i det aktuelle området. Dersom retningen alltid var mot nord, men styrken bare var 5 cm/s ville pilen bare være halvparten så lang som ved strøm på 10 cm/s. Dersom strømmen derimot skifter mellom like lange perioder med 10 cm/s strøm mot nord og 10 cm/s strøm mot sør, vil nettostrømmen være null.  Det vil da ikke være noen pil på kartet. Strøm i motsatte retninger kansellerer altså hverandre i beregningene av nettostrøm.  Generelt vil bildet på en reell lokalitet være mer komplisert enn i eksemplene over, men stor variasjon i retning, for eksempel skiftende tidevannsstrømmer, og dermed svak nettostrøm, er forholdsvis vanlig i norske fjorder.

For å tydeliggjøre variabiliteten vises det variansellipser sammen med middelstrømvektoren på kartet. En variansellipse forteller noe om graden av variabilitet og forholdet mellom middelstrømvektor og variansellipse for strøm, kan sammenlignes med forholdet mellom middelverdi (gjennomsnitt) og standardavvik for andre datasett (for eksempel temperatur). Dersom standardavviket er lite i forhold til middelverdien vil verdiene variere lite og ligge nært middelverdien. På samme måte, dersom en variansellipse er liten i forhold til middelstrømvektoren, vil strømmen på ulike tidspunkter avvike lite fra middelstrømvektoren. I andre tilfeller, for eksempel i områder med sterk strøm og sterkt skiftende strømretning, vil variansellipsen være stor i forhold til middelstrømvektoren, og middelstrømvektoren er da generelt ikke representativ for strømmen på et gitt tidspunkt.

Det er ikke bare størrelsen på ellipsen som forteller noe om strømbildet; formen og orienteringen er også viktig. Dersom ellipsen er nesten helt rund betyr dette at avviket fra middelstrømvektoren på et gitt tidspunkt kan være i hvilken som helst retning. På den andre siden, dersom en ellipse er smal viser orienteringen til ellipsen hvilke retninger avviket fra middelstrømvektoren sannsynligvis vil ha.

En annen måte å tenke på dette på er å se for seg at variansellipsen er plassert med sentrum i enden på middelstrømvektoren. Da vil området som dekkes av ellipsen være det området strømvektoren på et gitt tidspunkt mest sannsynlig vil holde seg innenfor.

På kartet er det mulighet for å vise variansellipser både for totalstrømmen og for den komponenten som skyldes tidevann (se faktaboks). Ved å sammenligne tidevannellipsen og totalstrømellipsen kan man få et inntrykk av hvor viktig tidevannsstrømmer er i et område. Dersom disse har forholdsvis lik form, orientering og størrelse, betyr dette at tidevannsstrømmer dominerer i området.

Rapporter fra individuelle posisjoner

I tillegg til presentasjon av verdier på kart er det mulig å få et bedre enda bedre bilde av variabiliteten på individuelle posisjoner gjennom strømrapporter. Etter å ha valgt ønsket posisjon gjennom klikk på kartet åpnes det et nytt vindu med flere figurer som illustrerer variabiliteten på valgt sted.

Kart

 

map

Figur 1

Strom Figur1

Figur 2

Strom Figur2

Figur 3

Strom Figur3

Figur 4

Strom Figur4

Figur 5

Strom Figur5