Perspektiv 17

Tidsskrift for Geografisk Information

Marts 2010

17

Perspektiv

GIS, geokommunikation og klimaforandringer

.dk

Geoforum

geoforum

Geoforum Perspektiv ISSN 1601-8796

Redaktion: Hans Skov-Petersen (ansvarshavende) Skov & Landskab, KU Rolighedsvej 23 1958 Frederiksberg C Tlf. 3533 1816 HSP@life.ku.dk Hans Rollf-Petersen Slagelse Kommune hans@slagelse.dk Hans Ravnkjær Larsen hansravnkjaer@gmail.com Ulla Kronborg Mazzoli Kort & Matrikelstyrelsen ukm@kms.dk Else Marie Ulvsgaard Selvstændig konsulent emu@ulvsgaard.dk Lasse Møller-Jensen Institut for Geografi og Geologi/KU lmj@geogr.ku.dk © Geoforum Danmark samt Forfatterne.

Ikke kommercielle udnyttelser er tilladt med tydelig kildeangivelse.

Leder - GIS, geokommunikation og klimaforandringer Hans Skov-Petersen MapMyClimate – Videnskab og borgerinddragelse Anders Christian Erichsen

3

5

Er du klar til fremtidens klima?

Steffen Svinth & Bodil Harder Flybåren termografisk kortlægning og varmetabskortlægning Peter Knudsen

18

Illustration af fremtidens arealanvendelse til energiafgrøder på landskabsskala i et GIS Ann-Sofie Richardt

24

Hydrologiske konsekvenser af historiske og fremtidige klimatiske ændringer i Vestjylland Ida B. Karlsson, Torben O. Sonnenborg og Karsten Høgh Jensen

32

Oversvømmelser – er vi parate?

Peter A. Klagenberg og Per Sørensen

40

Global klimaovervågning med GNSS Finn Bo Madsen, Shfaqat Abbas Khan og Jens Emil Nielsen

44

Pris, enkeltnummer: 100 kr.

Forsideillustration: Løgstør by ved en hændelse der, med den forventede udvikling frem til 2050, statistisk vil forekomme én gang hver tusinde år. Se Artiklen af Peter A. Klagenberg og Per Sørensen side 40

Geoforum Perspektiv er tidsskrift for Geoforum Danmarks medlemmer Henvendelse om medlemskab mv. kan ske til: Geoforum Danmark Kalvebod Brygge 31, 1780 Kbh V Tlf. 3886 1075, Fax: 3886 0252, e-mail: geoforum@geoforum.dk www.geoforum.dk

No. 001

KLIMA-NEUTRAL TRYKSAG

Perspektiv nr. 17, 2010 Leder - GIS, geokommunikation og klimaforandringer Hans Skov-Petersen, Skov & Landskab, Københavns Universitet Skala: størrelse, kvalitet, mig og verden I den klassiske analoge kartografi har vi været vant til at tænke på skala som et udtryk for størrelsesforholdet mellem den virkelige verden og det udtryk, vi giver den på et kort. I den digitale tidsalder har vi efterhånden vænnet os til snarere at opfatte ’skala’ som en metafor for kvalitet. Jo større skala (jo mindre forhold mellem virkeligheden og repræsentationen), jo bedre kvalitet. Det gælder både detaljerigdommen (fx antallet af punkter langs en linje) og den rumlige nøjagtighed, som det har været muligt at indsamle data i.

Når jeg sidder og leger med Google Earth eller tilsvarende produkter, slår det mig, at skala også handler om, hvordan jeg ser mig selv som en del af Verden. Det handler ikke kun om Verdens forhold til Kortet. Det handler om mig som en del af den store Verden. Det jeg oplever i mit nærmiljø, oplever jeg i nogle sammenhænge som noget helt lokalt, mens jeg til andre tider opfatter det som et udtryk for noget globalt. På samme måde tænker folkehelten Gysse stort, når han ser vandet i havnen som en del af et globalt hele – som Verdenshavet (figur 1). Faderen indskrænker sig derimod til kun at opfatte dét, han konkret ser – nemlig Frederiksholms Kanal. De to har i denne situation forskellig skala i deres oplevelse af verden.

Jo mere man ved og jo bedre informationer, man har til rådighed, jo lettere er det på fornuftig vis at relatere det, man umiddelbart oplever, til en global virkelighed. Og jo mere globaliserede problemstillinger, man beskæftiger sig med, jo vigtigere er det, at man er i stand til – og har de nødvendige informationer til – at erkende problemets indhold og omfang. Hele vejen fra den lokale til den globale skala. Hvis man skal kunne ’tænke lokalt og handle globalt’ (for at bruge et godt gammelt slagord), har man brug værktøjer og medier, der er i stand til at håndtere og kommunikere virkeligheden på tværs af forskellige skalaer.

Figur 1: Gysse: ’Fa’er! Er det Verdenshavet?’ Faderen: ’Nei, lille Gysse, det er Frederiksholms Kanal’.

Kilde: http://www.ebbemunk.dk/fritz/fritz8.html

Klimaforandringer og GIS De fleste har efterhånden ladet sig overbevise om, at de globale klimaændringer, for en væsentlig del, kan lade sig forklare ud fra menneskers lokale handlinger (diskussionen i øvrigt udeladt i nærværende sammenhæng). Det er dét, vi går og gør i vores dagligdag i forbindelse med vores valg af transportmiddel, opvarmningsmåde og øvrige forbrugsmønster, der nu har fået en global konsekvens.

Hvis Gysse havde haft adgang til Google Earth, ville han ikke have haft så svært ved at overbevise sin far om sammenhængen mellem Frederiksholms Kanal og Verdenshavet.

Hvis vi fortsætter med at bruge GIS til dataindsamling, analyse og kommunikation i forbindelse med klimaforandringerne, har vi en mulighed for at fastholde hinanden i, at dét, vi går og kigger på lige rundt omkring os, står i meget nær forbindelse med den klode, vi forsøger at bevare som vores livsgrundlag.

Perspektiv nr. 17 Nærværende nummer af Perspektiv indeholder en række artikler, der alle på den ene

3

Perspektiv nr. 17, 2010

eller den anden måde beskæftiger sig med år sagerne til og konsekvenserne af klimaforandringerne. Vi bevæger os fra den helt lokale skala, hvor det er det enkelte menneske, der er i fokus, til den kontinentale målestok, hvor bjergenes og indlandsisens højde over havet ikke er så stabil, som man ellers kunne forestille sig.

Anders Erichsen fortæller i bladets første artikel om MapMyClimate, der bl.a. er udviklet af DHI. Systemet tager sit udgangspunkt i det enkelte menneskes adfærd og behov for derigennem at belyse konsekvenserne af adfærdsændringer for større områder – fx en hel by eller et land. Samtidig kan systemet tage udgangspunkt i ønskede mål – fx i form af nedsættelse af CO2–udledning – for at vise, hvad det på det personlige plan vil kræve for at indfri målsætningerne. I den anden artikel beskriver Steffen Svinth og Bodil Harder Klimatilpasningsportalen (www.klimatilpasning. dk), der giver det danske samfund mulighed for at foretage rettidig tilpasning til klimaændringer. Portalen giver adgang til en lang række data og kort om Danmarks mulige fremtid som konsekvens af ændringer i klimaet.

For at overvåge varmetabet fra boliger og erhvervsbygninger er registrering af varmetab vha. termografisk kortlægning en lovende mulighed. Peter Knudsen gennemgår i sin artikel, hvordan nye sensorer har forbedret

4

de hidtidige metoder væsentligt og hvordan de opnåede resultater anvendes. Én måde at imødegå klimaforandringer er i ved højere grad at overgå fra fossile brændstoffer til energiafgrøder. Ann-Sofie Richardt viser i sin artikel, hvordan GIS anvendes til visualisering af, hvordan landskabet kan udvikle sig, hvis landbruget i højere grad satser på energiafgrøder.

Hvis man vil vide noget om fremtiden, må man studere fortiden. Med det udgangspunkt tager bladets femte artikel af Ida Karlsson m.fl. fat på at belyse bl.a., hvor kraftige de fremtidige klimaændringer er (jf. klimamodeller) i forhold til de historiske ændringer.

Ved hjælp af de nye terrænmodeller og MikeFlood–modellen viser Peter Klagenberg og Per Sørensen, hvordan man kan vurdere følgerne af en accelererende havspejlsstigning og ændringer i stormmønsteret. Det har vist sig, at massebalancen i Grønlands indlandsis er en god indikator for globale klimaforandringer. I bladets sidste artikel gennemgår Finn Bo Madsen m.fl. hvordan geoteknologi anvendes til vurdering af ændringer af indlandsisen, for derigennem at bidrage med kvantificerede svar på spørgsmål vedr. effekterne af klimaforandringerne.

God læselyst!

Perspektiv nr. 17, 2010 MapMyClimate – Videnskab og borgerinddragelse Anders Christian Erichsen Tendensen til et stigende fokus på klimaændringer er blevet forstærket af ekstreme vejrforhold samt i forbindelse med klimatopmødet i 2009. Det har betydet en øget interesse i befolkningen. Der er dog stadig en stor videns- og kommunikationskløft mellem videnskabelige institutioner og lægmand.

Formålet med MapMyClimate (mapmyclimate.dk) er at skabe forståelse for, hvordan klimaet påvirkes og for konsekvenserne af klimaændringerne, samt at illustrere, hvad man som borger, kommune eller virksomhed kan gøre for at forebygge yderligere klimaændringer.

Konceptet er baseret på detaljerede visualiseringer og interaktive redskaber, og udgangspunktet er en virtuel model, hvor man kan bevæge sig fra det ene sted til det andet. Det er en kommunikationsplatform, hvor brugerne kan kombinere scenarier, se effekter af egne handlinger, indgå i diskussioner samt dele erfaringer.

Kommunikations – og videnskløft De senere år har der været et øget fokus på klimaændringer. Det er blevet intensiveret, dels som følge af ekstreme vejrforhold og dels i forbindelse med omtalen af og forberedelserne til klimatopmødet i København i december 2009. Klimaændringerne er blevet en del af hverdagen for mange, men hvordan forholder den brede del af befolkningen sig til det? På hvilke områder vil man gøre en aktiv indsats? Og ved man, hvad man kan gøre?

Med udgangspunkt i en kortmodel (2D/3D) af Danmark forsøger vi med projektet MapMyClimate at skabe et virtuelt rum, hvor klimaændringerne visualiseres ved hjælp af forskellige miljøscenarier. Kernen er formidlingen af scenarierne, visualiseret gennem kort og en række interaktive redskaber, hvor brugerne kan afprøve klimascenarier.

Projektet inddrager klimaeffektberegninger fra de deltagende vidensinstitutioner og visua-

Figur 1. Eksempler fra en bymodel, som er tænkt ind i MapMyClimate. Data leveret af BlomInfo.

5

Perspektiv nr. 17, 2010

liserer beregningerne sådan, at den enkelte borger kan se konsekvenserne i sin egen by eller bydel.

Kommunikation, visualisering og formidling Med udgangspunkt i en 2D/3D beskrivelse af Danmark er det formålet: • at arbejde målrettet med kommunikationsfremmende udvikling af et virtuelt rum gennem borgerinddragelse.

• at skabe et forum, hvor befolkningen kan få information om klimaændringernes betydning for dem selv og deres nærmiljø gennem principper om genkendelighed og nærhed.

• at skabe en platform til visualisering af konsekvenserne af forskellige adfærdsændringer inden for områder som trafik, luft & vand.

• at skabe en lettilgængelig platform, som kan bruges til formidling og dialog med den brede befolkning om spørgsmål relateret til miljø og sundhed.

Teknologien som hjørnesten Vidensinstitutionerne (DHI, DMU & DTU) i projektet er klassiske teknologiske institutioner med teknologien i fokus. Samfundet ændrer sig hele tiden, og de teknologiske løsninger er i dag blevet så komplekse, at man er nødt til at inddrage mange andre aspekter end teknologien. I stedet for at sætte teknologien i centrum er den kun én blandt flere hjørnesten i MapMyClimate, se figur 2.

6

Værdi: Bruger- og videnskabsdreven innovation Holdningsbearbejdelse Oplysning Demokratisering Borgerinddragelse

Teknologi: Klima effekter Klima scenarier Trafik og miljøtiltag Løsninger Økonomi

MapMyClimate er udviklet med basis i miljø- og sundhedsemner, men med henblik på at andre interessenter også kan visualisere klimarelaterede tiltag.

MapMyClimate er finansieret af Forsknings- og Innovationsstyrelsen under ’de åbne midler’ samt via medfinansiering fra de deltagende partnere, som er DHI, DMU, DTU (CTT), BlomInfo, Minard Design, Morten Kvist, Mandag Morgen, Microsoft og Københavns kommune.

Forretning og management

Naturvidenskabelig forskning og innovation

Kommunikationsplatformen for MapMyClimate

Mennesker: Kommunikation Formidling Brugerdreven innovation Holdninger

Social og kognitiv videnskab

Borger behov: Forståelse/Deltagelse Indflydelse Udfordring Personspecifik info Let adgang/gratis

Økonomi og marked

Figur 2. Skematisk beskrivelse af, hvordan kommunikationsplatformen MapMyClimate tænkes som en del af naturvidenskaben, social og kognitiv videnskab, forretning, samt økonomi og marked.

Innovative aspekter MapMyClimate skal være fundamentet i en fortsat innovativ udvikling, hvor brugernes behov for viden og indflydelse er en medvirkende faktor for fokus på effekter og løsninger. Det er nyt, at videnskabelige teknologiske institutioner og virksomheder med fokus på holdninger og formidling, samt globale spillere med fokus på værdier og marked samarbejder.

Derudover falder nyskabelsen inden for flere andre kategorier. Det gælder dels mangfoldiggørelse og dialog. Formidlingen af videnskab til lægmand og formidling af brugernes interesser er en integreret del af projektprocessen.

Det gælder også formidlingskanalerne. Fra et videnskabeligt synspunkt er det helt nye veje til et væsentligt større publikum - veje, der benyttes uden at det videnskabelige budskab forringes.

Det har været en kompleks opgave at løfte, men det er lykkedes især på grund af det tværfaglige samarbejde, hvor der fra de deltagende partnere har været fokus på platformen og anerkendelse af og respekt for hinanden på tværs af fagligheder.

Perspektiv nr. 17, 2010

Eksisterende indsatser og nye samspil DHI forsker løbende i klimaændringernes påvirkning af vandkredsløbet og vandmiljøet, og har derfor erfaring omkring vandrelaterede problemstillinger i Danmark. Til projektet har DHI leveret datamateriale omkring iltsvind, vandtemperatur, oversvømmelseskort og algeudbredelse.

Sideløbende arbejder DMU med klima- og emissionsændringer for fremtidens luftkvalitet både globalt og lokalt. DMU undersøger også koblingen mellem luftforurening og sundhedsog helbredelseseffekter i byer. DMU har leveret datamateriale omkring ozon, partikelforurening og nitrat i forhold til forskellige trafikudviklinger.

CTT på DTU arbejder bl.a. med modeller for, hvordan den samfundsmæssige udvikling påvirker trafikmængder og –mønstre, hvilket i større byer har en væsentlig indflydelse på miljøet. CTT har i dag modeller til vurdering af infrastrukturmæssige og samfundsøkonomiske prognosers indflydelse på trafikmængde og – bevægelse. CTT har leveret data til MapMyClimate omkring trafiktæthed og -trængsel.

Blom Gruppen, med BlomInfo som det danske selskab, har etableret relevant datagrundlag til at opstille virtuelle byer over store dele af Europa. Mere end 900 byer i 23 lande, herunder en detaljeret bymodel af København, er indeholdt i en billeddatabase, som kan bruges til at producere bymodeller. Via samarbejdet med Minard Design og Morten Kvist er opstået en unik mulighed for at få samlet, fortolket og præsenteret videnskabelige data på en helt ny måde.

Microsoft Danmark arbejder meget med MSN, men er også engageret i 3D verdner som Virtual Earth (Bing Maps) og PhotoSynth. Microsoft bidrager med viden og indsigt i virtuelle verdner og brugerdrevet interaktion og har, sammen med Huset Mandag Morgen’s innovationsmiljø skabt et forum til formidling af videnskabelige resultater.

Under normale omstændigheder er Københavns Kommune kunde hos vidensinstitutionerne, men

i forbindelse med MapMyClimate har kommunen været en aktiv spiller fra idé generering til slutprodukt. Kommunen er meget engageret i spørgsmål relateret til miljø i byen og har udarbejdet en seriøs og vidtrækkende klimaplan.

Endelig er inkluderet data fra DMI’s klimacenter omkring lufttemperatur og nedbør. Disse data stammer fra projektet Prudence (http:// prudence.dmi.dk).

Samarbejdet har styrket innovationen hos de forskellige aktører og har dermed bidraget til at fremme den fortsatte forskning og udvikling inden for klima, miljø og sundhed.

Desuden har det styrket kommunikationen af den viden, der genereres. ”Det Klimavenlige Danmark” Et vigtigt element i MapMyClimate er visualiseringen af klimaeffekter ud fra borgerens handlinger og levevis. Derfor har det været en klar styrkelse, at MapMyClimate samarbejder med et andet klimaprojekt, nemlig ’Det Klimavenlige Danmark’.

Idéen med ’Det Klimavenlige Danmark’ er at formidle klimaproblematikken på en ny måde for at ramme målgrupper, som ikke allerede er motiverede for energi- og klimavenlige adfærdsændringer.

Samarbejdet og integrationen med MapMyClimate udgør således det ene ben i projektet. Det andet var lagt an på DR’s mange klimaudsendelser i tv og på radio i uge 40-43 i 2009 samt under klimatopmødet.

Formålet med ”Det klimavenlige Danmark” er: • at øge danskernes forståelse af, hvilke dagligdagselementer, der betyder noget i CO2regnskabet.

• at motivere danskerne til at leve mere klimavenligt.

• at generere ny viden om, hvilke virkemidler, der er brugbare overfor bestemte målgrupper, når det handler om energi- og klimavenlige adfærdsændringer.

7

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 3. Hovedelementerne i MapMyClimate.

Projektet er støttet af ELFORSK, som er Dansk Energis program for forskning og udvikling i effektiv energianvendelse, og deltagerne er Teknologisk Institut, Lokalenergi, Statens Byggeforskningsinstitut, Danmarks Radio, DHI og Kommunikations- og livsstilskonsulent Christine Feldthaus.

IT løsningen MapMyClimate løsningen er bygget op omkring en Internet platform. Platformen er generisk og kan udbygges til at håndtere en lang række klima- og miljødata. På nuværende tidspunkt er MapMyClimate bygget op om en række centrale elementer, se figur 3: 1. Et klimabarometer 2. En række interaktive sider omkring levevis og CO2-reduktioner 3. En klimaeffekt kolonne Klimabarometer Klimabarometret, som ses til venstre på Figur 3 under ”scenarier”, er helt centralt. Her kan brugeren hele tiden se, hvordan klimaet vil ændre sig ud fra en række antagelser om

8

udledningen af drivhusgasser. Placeringen på barometret er beregnet som den forventede fremtidige globale temperaturstigning baseret på beregninger fra International Panel of Climate Change (IPCC).

Som det fremgår af figur 4, er der meget stor grad af linearitet mellem de akkumulerede emissioner af drivhusgasser og klimaeffekterne, når der tages udgangspunkt i IPCC’s arbejde. MapMyClimate tager udgangspunkt i de antagelser.

Det skal dog understreges at der naturligvis er stor usikkerhed omkring IPCC’s antagelser. Den endelige sammenhæng mellem forbrug og klimaeffekter er til stadig diskussion. IPCC’s fremsigelser må dog stadigvæk siges at være de ’officielle’ og mest gennemarbejde fremsigelser, der er til rådighed på nuværende tidspunkt, hvorfor vi har valgt at benytte dem i MapMyClimate.

Interaktiv tilgang til levevis og CO2reduktioner Ideen er at få brugeren til at eksperimentere med sin egen levevis for derigennem at opnå

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 4: Illustration af sammenhængen mellem de estimerede akkumulerede emissioner af drivhusgasser over de kommende 100 år i GtC (Gigaton kulstof) og CO2 i ppm (parts per million) i atmosfæren (venstre figur), og global temperaturstigning i Celsius (højre figur) (IPCC, 2000).

forståelse for, hvilke elementer, der påvirker klimaet. På figur 3 er vist ’Lyntesten’, som er inkluderet for at kunne danne sig et hurtigt overblik, men det er også muligt at tage en detaljeret test og få et mere uddybende billede af den enkeltes forbrug set i forhold til f.eks. vandstandsstigning.

Så snart brugeren ændrer på sine indstillinger, kan resultatet aflæses som et ændret klima-

scenarie, dvs. at Mit klimascenarie skifter position, se figur 3. Derudover ændres resultatet i ’mit CO2-udslip’ i effektkolonnen. Dermed kan brugeren fornemme hvilke tiltag der er effektive, og hvor der eventuelt skal sættes ind.

Tilsvarende er det muligt at gennemføre en CO2-slankekur, se figur 5.

Her er ideen, at brugeren sætter sig et klimamål. På figur 5 er målet sat til at være tæt på

Figur 5. Illustration af hovedelementet i CO2-slankekuren.

9

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 6. Eksempel på datavisning. Her er nedbøren vist, som estimeret ud fra EU’s 2 °C scenarie. Originaldata stammer fra DMI (http://prudence.dmi.dk/).

EU’s mål på 2°C. Brugeren kan så se, hvad der skal til, for at nå de politisk fastsatte mål, og får efterfølgende en række spareråd.

En klimaeffekt kolonne Som det ses på figur 3, er der også en effektkolonne. Her er der mulighed for at sammenholde den måde man lever på med de effekter, som forventes. Effekterne er dynamiske og er på nuværende tidspunkt nedbør, sommer temperatur og vandstandsstigning. I lighed med ’Mit klimascenarie’ ændres effekterne øjeblikkeligt, når der ændres ved indstillingerne i ’Lyntesten’ eller i den ’detaljerede test’.

Derudover er det muligt at se effekterne som data på Danmarkskortet, og dermed hvad det betyder, hvor den enkelte bor, se figur 6.

Mit område Det gennemgående fokus i MapMyClimate er brugeren samt en beskrivelse af, hvad vedkommende kan gøre og betydningen af de valg, denne tager i dagligdagen. Et andet vig-

10

tigt element er dog at kunne illustrere betydningen af enkelte projekter eller klimaplaner.

Hvad vil det f.eks. betyde, hvis vi alle lever i en bydel, som den CO2-neutrale bydel på Amager Fælled, som Københavns Kommune skitserer som en del af deres klimaplan, se figur 7. MapMyClimate er altså også tænkt som et værktøj for kommuner og virksomheder i formidlingen af tiltag, der arbejdes med lokalt og regionalt. På den måde kan kommunen gøre arbejdet med klimatilpasning mere relevant og forståeligt for den enkelte borger.

Forskellig tilgang med fælles fokus Arbejdet med MapMyClimate har været en lang og spændende proces, hvor de enkelte partnere i projektet har været stillet overfor flere udfordringer. Fra starten har der været mange forskellige arbejdsmetoder og – tilgange, men der har hele tiden hersket stor respekt omkring de enkeltes arbejdsområder. Uden den accept af hinanden var det ikke lykkedes.

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 7. Eksempel på hvordan MapMyClimate kan bruges til at fortælle historien om et klimaprojekt, her Amager Fælled bykvarter. Som en del af historien er projektet vist på det bagvedliggende kort.

Det har været nødvendigt at holde fokus på den fælles platform og være indstillet på at se på egne arbejdsområder med andre briller.

Det har været udfordrende, og det er langt hen ad vejen lykkedes.

Et område, der kunne være blevet prioriteret højere er en løbende bruger evaluering af de løsninger, vi har arbejdet med. Tidligt i idéfasen benyttede vi os af fokusgruppe interviews. Det gav meget nyttig information og betød, at der var områder, der blev opprioriteret og idéer, der blev vendt og ændret.

Desværre var der ikke tid og midler til løbende at holde den proces ved lige, hvilket ville have været værdifuldt. På nuværende tidspunkt indsamler vi de kommentarer vi får fra forskellige brugere, og forhåbentligt kan de danne grundlag for opdateringer i næste fase.

I dag er MapMyClimate udelukkende på dansk.

Nærheden har hele tiden været vigtig for projektet, og derfor må det nødvendigvis være på dansk. Der er imidlertid planer om at lave andre versioner, og i øjeblikket er der planer om en engelsk version, men også franske og spanske versioner er i spil. Så arbejdet med MapMyClimate fortsætter, og planen er at formidle flere klima- og miljøhistorier på dansk, men forhåbentlig med tiden også på andre sprog.

Referencer IPCC, 2000. Emissions Scenarios. Summary for Policymakers. A Special Report of IPCC Working Group III. http://prudence.dmi.dk/. (Sidst besøgt juni 2009)

Om forfatterne Anders Christian Erichsen, MSc., Senior Ingeniør DHI Vand, Miljø, Sundhed, Agern Allé 5, 2970 Hørsholm, aer@dhigroup.com

11

Perspektiv nr. 17, 2010 Er du klar til fremtidens klima?

Steffen Svinth & Bodil Harder Det er i mange tilfælde en god ide allerede nu at tage højde for det fremtidige klima i langsigtede beslutninger. Men hvilket klima kan vi forvente i Danmark? Og hvilken tilpasning er relevant? For at give det danske samfund mulighed for at foretage en rettidig tilpasning til klimaændringerne – såvel ad hoc som planlagt – er det vigtigt, at der er lettilgængelige oplysninger til rådighed om de forventede klimaændringer. Klimatilpasningsportalen er det sted hvor der er adgang til disse klima-geodata, via portalens kortkomponent.

I Danmark betyder klimaforandringerne mildere vintre, varmere somre, øget nedbør, højere vandstand, mere vind og mere ekstremt vejr, se Figur 1. Vi fik en forsmag på fremtidens klima i 2007, hvor sommeren blev en af de mest regnfulde nogensinde. Voldsomme skybrud satte kældre under vand, og vandet oversvømmede og ødelagde veje og jernbaneskinner.

Det tvang mange til at begynde at forberede sig. Folk, der fik deres hus eller kælder oversvømmet. Landmænd, der ikke længere kunne dyrke lavtliggende områder. Kommuner, hvis kloaksystemer blev overbelastet.

Regeringens klimatilpasningsstrategi fra marts 2008 lægger op til, at vi allerede nu skal tage højde for de fremtidige klimaændringer, når vi træffer langsigtede beslutninger. “Vi” er både myndigheder, virksomheder og privatpersoner.

Dette er ambitiøst. Klimaforandringer er for de fleste stadig noget meget abstrakt, og det kan være svært i en konkret situation at overskue, hvilke klimaforandringer, man skal tage høje for og hvordan. Det gør det ikke nemmere, at der stadig er usikkerhed om, hvad konsekvenserne af klimaændringerne vil blive, og hvor hurtigt de vil slå igennem.

Regeringens klimatilpasnings-strategi tager udgangspunkt i, at klimatilpasning er en langsigtet proces, og at opgaven er fælles. Vi må lære at tage beslutninger på det grundlag, som findes. Herfra kan vi gradvist blive klogere.

Kloakker kan have en levetid på op til 100 år, så når der skal investeres i nye rør er det

12

• Øget nedbør, vi får mere regn, og den vil fordele sig anderledes over året. Der vil komme op til 40 % mere regn om vinteren, men mindre om sommeren. Til gengæld vil den regn, der falder om sommeren, være kraftigere.

• Mildere vintre, vintrene vil blive mildere og fugtigere. Vintertemperaturen ventes at stige 2-3 °C. Det betyder bl.a., at planternes vækstsæson bliver 1-2 måneder længere.

• Varmere somre. Sommertemperaturen vil stige op til 3 °C. • Højere vandstand, havniveauet forventes at stige mellem 15 og 75 cm, og stormfloder ved Vestkysten kan blive mellem 45 og 105 cm højere.

• Mere vind, middelvindhastigheden vil stige 1-4 %, og den maksimale stormstyrke øges 1-10 %.

Figur 1. Danmarks klima om 60-90 år. De globale klimaændringer betyder også ændringer i det danske klima.

fornuftigt, at indtænke klimaforandringerne allerede nu. Det vil kunne gøre beslutningerne mere robuste, og senere problemer eller udgifter vil kunne undgås.

I Odense måtte Vandselskabet købe 7 huse op og rive dem ned, fordi de lå for udsat for oversvømmelser i et fremtidigt klima. Klog af skade er Odense nu i fuld gang med langsigtede planer, hvor klimatilpasning tænkes ind i

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 2. Klimatilpasningsportalen, www.klimatilpasning.dk.

vandplanlægning, kloakering og naturpleje af områder langs Odense Å. Greve har efter store oversvømmelser vedtaget en langsigtet og prioriteret plan for klimatilpasning af vandsystemerne i 42 byområder. Gode eksempler på det, der skal til.

Flere og flere kommuner laver langsigtede planer for klima og klimatilpasning. Store infrastrukturprojekter som Metro, motorvejsbyggeri og kystsikring tager allerede nu højde for fremtidens klimaændringer. Også den danske forskningsverden sætter nu mere fokus på klima og klimatilpasning.

Vi er alle en del af den læreproces, der er nødvendig for at håndtere klimaforandringerne. Viden og erfaringer opbygges ikke ét sted, men af alle de aktører, der er involveret. Kommuner, stat, virksomheder, borgere og vidensinstitutioner. Dette er en af grundene til at man i Regeringens klimatilpasningsstrategi fra 2008, lagde op til at oprette et Videncenter for klimatilpasning, herunder en klimatilpasningsportal. Videncentret blev herefter oprettet i Energistyrelsen hvor portalen i samarbejde med en lang række parter er ved at blive udviklet.

13

Perspektiv nr. 17, 2010

Portalens opgaver samt udfordringer Målgruppen for portalen er borgere, kommuner og erhverv. Det giver visse udfordringer i forbindelse med formidlingen af data omkring de fremtidige klimaændringer og deres konsekvenser, da målgrupperne har meget forskellige forudsætninger hvad angår forståelse af data. Samtidig vil de handlemuligheder som portalen også formidler være vidt forskellige for en borger og en kommune. Et eksempel kunne være, at du som borger går ind på portalen og finder ud at nedbøren i dit lokalområde stiger med et gennemsnit på 20 %, samtidig får du at vide hvad du kan gøre som borger. Det kunne f.eks. være etablering af dræn og nedsivning, eller råd om at bruge den ekstra vandmængde til en berigelse af haven. Omvendt ville en kommunal sagsbehandler have brug for information omkring relevant lovgivning, dimensionering af kloakrør eller eksempler på hvad andre kommuner har gjort for at håndtere dette problem.

De ovenstående problemstillinger har vi forsøgt at adressere i forbindelse med udvikling af kortkomponenten af Klimatilpasningsportalen og derved skabe et beslutningsstøtteværktøj, hvor man kan få identificeret hvilke klimaudfordringer den enkelte målgruppe står overfor i fremtiden og samtidig pege på forskellige handlemuligheder.

En anden udfordring er at formidle hvordan for skellige klimadata skal fortolkes og hvordan de kan anvendes, i det der er væsentlige usikkerheder på mange data. Her handler det om at anskueliggøre for slutbrugerne hvad data kan bruges til, og i kommunikationen med slutbrugeren at anvende en terminologi der stemmer overens med data og kvaliteten af denne.

Hvad kan portalen så?

Klimatilpasningsportalen gik i sin nuværende version i luften den 19. januar 2008, se Figur 2.

Det var derfor et travlt halvt år frem mod denne dato, da selve teknikken skulle på plads, samt indholdet på portalen, som kommer fra

14

en lang række eksperter fra forskellige institutioner. Det er portalens ambition til enhver tid at stille det bedst mulige informationsgrundlag til rådighed for kommuner, virksomheder og borgere, så de kan overveje om - og i givet fald hvordan og hvornår - de skal tage højde for klimaændringerne.

Portalen giver adgang til detaljeret information om de fremtidige klimaændringer. Interaktive kort illustrerer, hvordan nedbør, vind og temperaturer forventes at forandre sig i forskellige områder i Danmark. Man kan finde information om konsekvenser for en lang række områder og erhverv i Danmark. Her er handlemuligheder, nye forskningsresultater og eksempler på, hvad andre har gjort.

Fremtidens klima på kort Kortkomponenten er udviklet på baggrund af den fællesoffentlige kortkomponent VisStedet/VisKort udviklet af Kort & Matrikelstyrelsen og IT- og Telestyrelsen. De interaktive klimakort giver dig mulighed for at zoome ind på dit eget lokalområde og se forventninger til fremtidens klima ved forskellige scenarier. Med få klik kan du hente en detaljeret rapport i pdf-format ned på din computer. Rapporten præsenterer den eksisterende viden om de forventede klimaændringer.

Denne information kan bruges som udgangspunkt for nærmere analyser af klimaændringernes betydning for området.

Kortene viser modelberegninger af klimaudviklingen i dette århundrede, se eksempel Figur 3.

Du kan vælge, om du vil se temperatur, nedbør, grundvand, vind eller andre klimaparametre. Modelberegningerne tager udgangspunkt i FN’s klimapanels scenarier: A2, B2 og A1B samt det europæiske 2 °C scenarie EU2C. Hvert scenarie beregner klimaudviklingen ud fra en række antagelser bl.a. om den fremtidige CO2-udledning. A2 forudsætter den højeste CO2-udledning, EU2C den laveste.

På klimakortene kan du vælge hvilket klimascenarium du vil ligge til grund for dine

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 3. Et eksempel på et klimakort. Ændring i gennemsnitlig døgnnedbør for november i 2071-2100 ved klimascenarie A2.

undersøgelser. For perioden frem til 2050 findes dog kun data for A1B-scenariet. Da fremtidsscenarier altid er forbundet med usikkerhed, anbefales det, at man benytter flere forskellige scenarier for at belyse spændvidden af de mulige klimaændringer. Til dette formål er der også udviklet en grafkomponent, så flere scenarier kan sammenlignes direkte.

Danmarks Meteorologiske Institut (DMI) og

de Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland (GEUS) har foretaget beregningerne, der ligger til grund for klimadataene.

Kortkomponenten bliver også brugt til simpel navigation på portalen, som vist på Figur 4, hvor den geografiske fordeling, af de cases der er på portalen, er vist.

15

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 4. Eksempel fra portalen hvor de cases der indgår vises via kortkomponenten.

Det videre arbejde Videncenter for klimatilpasning er i løbende dialog med de forskellige målgrupper, for at udvikle portalen mod deres behov. I foråret havde et bruger- og interessentseminar stor tilslutning. Der vil blive afholdt flere seminarer i fremtiden, men indtil da er kommentarer, ideer og forslag til portalen meget velkomne og modtages på klimatilpasning@ens.dk.

Portalen er under udvikling og vil løbende blive forbedret med flere værktøjer, viden,

16

cases og nyheder. Der arbejdes blandt andet med en boligguide, der skal hjælpe den enkelte borger til at sikre sig mod oftere forekommende vejr- og klimaekstremer.

Starten af 2010 vil også byde på flere tiltag med hensyn til kortkomponenten. Den første nye funktionalitet vi vil byde på, er interaktion mellem de data der vises i kortkomponenten og det indhold der er på portalen, herunder viden, cases og nyheder. Det vil sige at man som bruger bliver præsenteret for de

Perspektiv nr. 17, 2010

handlemuligheder der er beskrevet på portalen, alt efter hvilket datasæt man ser på.

Næste tiltag vil være et kystværktøj, som vil kunne bruges når man står overfor at skulle analysere et områdes sårbarhed overfor havspejlsstigninger og stormfloder, i det det første skridt i sådan en situation ville være at få overblik over hvilke forhold der gælder for et givent område og hvilke data der er til rådighed. Dette er formålet med dette værktøj.

Endvidere bliver der arbejdet på at udstille de data der vises på portalen via webservices, så f.eks. en kommunal planlægger ville kunne se data i sit eget system, og arbejde videre med dem her. Netop derfor har vi arbejdet meget med metadata, da det er vigtigt at de

begrænsninger der måtte være på data, og viden omkring hvordan de kan og bør bruges, kommer med til slutbrugeren.

Endvidere forventer vi at sammensætte nogle forskellige fokusgrupper, i forhold til kortkomponenten, så denne målrettes til slutbrugernes behov.

Kildehenvisninger www.klimatilpasning.dk. Sidst besøgt december 2009.

Regeringens klimatilpasningsstrategi. http://klimatilpasning.dk/da-DK/Info/Publikationer/2008Danske/ Documents/klimatilpasningsstrategi_03032008.pdf.

Forfatteroplysning: Steffen Svinth, cand. Scient, AC-specialist, Videncenter for Klimatilpasning, Energistyrelsen, Amaliegade 44, 1256 København K, email: stv@ens.dk Bodil Harder, Specialkonsulent, Videncenter for Klimatilpasning, Energistyrelsen, Amaliegade 44, 1256 København K, email: bha@ens.dk

17

Perspektiv nr. 17, 2010 Flybåren termografisk kortlægning og varmetabskortlægning Peter Knudsen Flybåren termografisk kortlægning har eksisteret i hen ved halvtreds år. Teknologi og metode har udviklet sig siden de første militære og forskningsbaserede systemer, og den politiske fokus på, at minimere CO2 emissionen har fremmet interessen for værktøjet. COWI har på baggrund af udviklingen i teknologi og marked valgt at tilbyde denne service. Artiklen giver et indblik i historikken omkring termografisk kortlægning samt den grundlæggende teoretiske forståelse. Teknologien omkring de nyere sensorer uddybes ligesom anvendelser, metoder og perspektiver beskrives.

Termografisk kortlægning har på det seneste fået en større udbredelse i Danmark. Kendskabet til teknik og metoder og deres anvendelighed er generelt begrænset. Artiklen belyser vigtige forhold omkring termografisk kortlægning og sigter hermed på at udbrede kendskabet.

de fysiske lovmæssigheder der er gældende.

Almindeligvis drejer kortlægning sig om, at registrere højde, bredde og længde af objekter på terræn. Termografisk kortlægning drejer sig om måling af temperaturer for objekter på terræn, samt kende deres geografiske position.

Semantisk består begrebet “flybåren termografisk kortlægning” af fem ord - fly, båren, termo, grafisk og kortlægning. Det drejer sig dermed i sagens natur om måling af temperaturer fra fly således, at de indsamlede temperaturdata kan fremstilles grafisk og anvendes til kortlægning. I den forstand forudsætter termografisk kortlægning naturligvis, at der sammen med temperaturmålingerne indsamles data der muliggør, at temperaturdata kan georefereres.

Termografisk kortlægning i et historisk perspektiv Militæret har anvendt luftbårne termografiske sensorer siden 1950’erne. Sensorerne var i udgangspunktet ikke lavet til kortlægning og teknikken var kompliceret med skanningsmekanismer og krav om køling til et bestemt temperaturinterval. Sensorerne skulle anvendes til eftersøgning af objekter af militær interesse. I den henseende var sensorerne perfekte, da de gav mulighed for tilretning og justering af det bølgelængde område hvor der skulle indsamles data. Sensorerne var store, tunge, meget dyre og avancerede og var ikke lavet til kortlægningsformål.

Flybåren termografisk kortlægning er en data indsamlingsmetode der i den efterfølgende processering kan anvendes til flere formål, f.eks.

• Varmetabskortlægning af fjernvarmenetværk • Varmetabskortlægning af bygninger • Kortlægning og analyse af fænomenet Urban Heat Islands • Kortlægning af miljø og naturforhold, hvor temperaturforskelle gør sig gældende Metoderne til data indsamling og efterfølgende processering og kortlægninger er i udgangspunktet ikke så forskellige fra de metoder der anvendes i forhold til andre typer data indsamlet fra satellit eller fly. En afgørende forskel er dog karakteren af data samt

18

For ca. 10 år siden blev der udviklet en ny type sensorer, der ikke krævede køling og som kostede betydeligt mindre. Sensorerne var meget mindre, lettere og billigere, hvilket åbnede op for et decideret massemarked for termografiske sensorer til terrestrisk dataindsamling. Samtidig gav udviklingen mulighed for at lave systemer til flybåren termografisk kortlægning på en mere effektiv måde end hidtil set.

Løbende er der sket forbedringer på flere centrale områder omkring muligheder for at måle i de optimale spektrale områder samt omkring integration af positioneringssystemer.

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 1. Figuren viser et enkelt termografisk billede i en pixelopløsning på 25 cm på terræn fra et byområde i Århus.

Data er indsamlet til testformål og er derfor ikke indsamlet under helt optimale forhold, hvilket giver sig til udtryk som lettere diffus opvarmning af partier på sydøst siden af husene. På billedet ses en række etagebygninger med udluftningsanlæg på taget. Ved udluftningsanlæggene ses en opvarmning, hvor den varme luft kommer ud. Mellem bygningerne ses et antal større kolde rektangulære flader. Der er her tale om overdækkede cykelskure uden opvarmning og et tagmateriale med en lav emissivitetskoefficient. På terræn tæt på bygningerne ses en række lidt mindre og meget varme områder. Der er her tale om lyskasser, hvorfra der formentlig kommer udluftning fra kælderen. Copyright COWI A/S.

De kommercielle termografiske sensorsystemer der benyttes til kortlægning har gennemløbet en udvikling indenfor: • Køling / ikke køling • Spektralt måleområde • Grad af integration af positioneringssystemer De optimale systemer til flybåren termografisk kortlægning kræver ikke køling og måler i det spektrale område, hvor jorden udsender hovedparten af den langbølgede strå-

ling (varme). Derudover er systemerne baseret på gyro ophængt montering, L1/L2 DGPS og et navigationssystem til præcis måling af flyets hældning, krængning og rul.

(Kilde: Kremer 2009) Termografisk kortlægning hos COWI COWI har arbejdet med termografisk kortlægning i fire år. De første opgaver for fire år siden blev løst med et lejet system med et mindre optimalt spektralt område og en ringere grad af integration af kvalitets positioneringssystemer. Formålet var udelukkende at

19

Perspektiv nr. 17, 2010

se på varmetab ifm. drift af fjernvarmenetværk. Aktuelt har COWI, sammen med firmaet IGI der integrerer sensor systemer, udviklet et nyt system til termografisk måling. Med dette system har COWI afprøvet og arbejdet med de anvendelsesområder der er nævnt i indledningen.

Teorien bag Termografisk kortlægning er baseret på infrarød termisk måling. Princippet bag infrarød termisk måling er, at ethvert objekt med en temperatur over det absolutte nul udstråler elektromagnetisk stråling. Først måles og bestemmes den udgående langbølgede elektromagnetiske stråling, hvorefter denne kan omregnes til temperatur. Særligt tre forhold bør observeres i relation til udførelsen af målingen: • Valg af det spektrale område hvor målingerne skal ske • Dataindsamlingen bør ske under termisk stabile forhold samt målrettet og optimeret ift. formålet • Forskellige materialer har forskellige emissivitetskoefficienter, dvs. evne til at udsende langbølget stråling. Dette har alene betydning såfremt man ønsker at bestemme en absolut temperatur eller i de tilfælde hvor emissitivetsforskelle mellem objekter er i en sådan størrelsesorden at reelle temperaturforskelle udviskes, hvorved den relative temperaturforskel ikke længere kan observeres.

• Optageretning - på skrå eller lodret Måleområde Når der skal måles temperaturer for objekter på terræn, såsom for eksempel bygninger og fjernvarmenetværk, bør der måles indenfor det bølgelængdeinterval hvor Jorden har sin maksimale langbølgede udstråling.

Af figur 2 fremgår det tydeligt, at det optimale måleområde er i bølgelængde området omkring 10-14 μm. Endvidere er den atmosfæriske transmission (den langbølgede strålings evne til at trænge gennem atmosfæren) bedst i måleområdet 8-14 μm. Der findes systemer

20

Figur 2. Figuren viser energiudstrålingen som funktion af bølgelængde for solen og jorden. Kilde: Lillesand, Kiefer og Chipman, 2004.

der måler i området omkring 3-5 μm, fordi det rent teknisk er nemmere at måle her, ligesom at det er et foretrukket område ifm. sensorer udviklet til militære formål. Sensorsystemet fra IGI opererer i bølgelængdeområdet 7.5 - 14 μm.

Rammer for dataindsamlingen Måling af temperaturer ved hjælp af infrarød termisk måleudstyr påvirkes af omgivelserne. Påvirkningerne skal naturligvis søges minimeret. Derfor skal data indsamles under forhold, hvor der er minimal vindpåvirkning og påvirkning fra atmosfæren.

Videre er det vigtigt at etablere størst mulig kontrast mellem det eller de fænomener man vil identificere i forhold til omgivelserne. Ved varmetabskortlægning ønsker man den størst mulige temperaturdifferens mellem omgivelserne og varmen der siver ud.

Afhængig af formålet med dataindsamlingen vil der blive stillet forskellige krav til optageforhold, herunder tidspunkt og lufttemperatur.

Optimalt set bør • vindhastigheden være mindre end 3 m/s • atmosfæren skal være tør og klar • Solens opvarmning af den eksponerede overflade minimeret eller helst elimineret • temperaturen ved varmetabskortlægning bør være mindre end 2 °C. Indsamling af termografiske data til varmetabskortlægning i Nordeuropa foregår om natten gennem vinterperioden når der ikke er sne og fugt og når vinden er ringe. Muligheden

Perspektiv nr. 17, 2010

for indsamlingen af data under optimale forhold er dermed begrænsede. I nogle tilfælde arbejder man når det er koldere end 4 °C for at opnå flere operationelle dage.

Emissivitetskoefficient Objekter har forskellig evne til at udstråle elek tromagnetisk stråling. Forskellen kan udtrykkes ved en emissivitetskoefficient, hvor et absolut sort legeme har emissivitetskoefficienten 1. Forskelle i emissivitet er bl.a. afhængig af materialestruktur, oxidering, overfladestruktur, optagevinkel o.a.

I visse anvendelsessituationer kan det være hensigtsmæssigt at tage højde for forskellene. Særligt ved varmetabskortlægning af bygninger bør det overvejes at tage højde for forskellene, og i særlig grad hvis der er en uensartet materialesammensætning i den bygningsmasse der observeres.

I forbindelse med temperaturmålinger med det infrarøde termografiske måleudstyr kan emissivitetskoefficienten ikke bestemmes. Hvis der skal tages højde for forskel i emissivitetskoefficient skal der foretages en sideløbende dataindsamling om materialetyperne. Indsamling af data om materialetype kan for eksempel ske ved automatisk tolkning af almindelige farveflyfoto og ved at anvende Bygnings- og Bolig Registerets informationer om tagmateriale.

Data om materialetyper skal anvendes i processeringen af de indsamlede data fra det infrarøde termiske måleudstyr. Der er ikke linearitet i relationen mellem temperatur og emissivitiet, hvorfor data om materialetype skal anvendes i den første del af processeringen ved bestemmelsen af strålingen.

Optageretning - på skrå eller lodret Idéen om skrå termografisk optagelse og evt. teksturering af en 3D bymodel er interessant.

Forudsætning for, at der skabes reel værdi er, at kvaliteten er tilpas god. På nuværende tidspunkt er der en række forhold omkring kvaliteten af skrå termografisk dataindsamling, som bør tages med i vurderingen af mulighederne med skrå optagelse.

Opløsningen på skrå termografisk måling er på ingen måde sammenlignelig med almindelig pankromatisk skråfoto optagelse. Hvis opløseligheden f.eks. er 50 cm på det termografiske datasæt, så har COWIs normale pankromatiske skråfoto en opløsning der er100 gange så god. Ved vurdering af hvorvidt en opløsning er tilstrækkelig, skal det vurderes hvilke fænomener der skal kunne iagttages på billederne.

Hvis formålet med at optage på skrå er at kunne se forskellene omkring varmeudslippet fra de enkelte dele af facaden, vinduer, døre og mure, så bør opløsningen være nede omkring 25 cm for at de enkelte bygningsdele kan adskilles.

Hvis formålet med at optage på skrå er at kunne se forskellene mellem tag og facade på et mere overordnet plan så tilfører den skrå optagelse ikke mere information end der kan ses ud af den lodret orienterede indsamling.

Tilt i et lodret billede giver som bekendt indblik til facaden.

Udover forholdene omkring opløsning bør det indgå i vurderingen, at metoden til håndtering af forskellene i emissivitetskoefficient i skrå optagelser er for kompleks til faktisk produktion på nuværende tidspunkt.

Skrå optagelser er forholdsmæssigt dyrere da der skal flyves flere gange over det samme område afhængigt af hvor mange sensorer der er monteret i flyet. På sigt kan det forventes at teknik og metode omkring skrå optagelse og processering vil blive forbedret.

Anvendelser og eksempler De første opgaver COWI løste med flybåren termografisk kortlægning havde til formål at kortlægge varmetabet fra fjernvarmenetværk. Kortlægningen gav en klassificering af netværket. Formålet var at hjælpe fjernvarmeselskaberne med at optimere på renoveringen af netværket. På den måde fik fjernvarmeselskaberne en mere effektiv renovering.

21

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 3. Figuren illustrerer to mulige resultater i forbindelse med termografisk kortlægning. De termografiske billeder kan mosaikeres sammen til et sammenhængende billede og der kan fremstilles en kortlægning af varmetabet på bygningsniveau. Copyright COWI A/S.

COWI har også løst og løser opgaver, hvor varmetabet i bygninger skal kortlægges.

Kortlægningen anvendes i indsatsen for at nedbringe CO2 emissionen. Særligt kommunerne er interesseret i metoden i forbindelse med deres klimaindsatser. Emissivitetskoefficienten kan variere fra bygning til bygning og i nogle tilfælde kan det give meget misvisende resultater, hvis ikke temperaturen er bestemt på baggrund af de korrekte emissiviteter. Relativt vil f.eks. et ståltag uden indregning af emissivitetskoefficienter fremtræde koldere end et tegltag uanset at de reelt har den samme temperatur.

Den største opgave COWI har løst drejer sig om termografisk kortlægning af et ikke dansk byområde på mere end 600 km2. Disse blev kortlagt i en opløsning på 50 cm. Formålet var primært at identificere den såkaldte

22

Urban Heat Island effekt, og sekundært at identificere defekte eller ineffektive køleanlæg på bygninger. Hensigten fra klientens side var at forbedre levevilkårene for byens indbyggere. COWI leverer i forlængelse af kortlægningen en ingeniørteknisk rapport, der peger på hvilke bygningsmæssige, energitekniske og byplanmæssige tiltag der kan implementeres for at imødegå den uønskede effekt.

De omtalte projekter kan relateres til klimaforandringer og mulige besparelser på energi samt miljøforhold. Erfaringerne viser at mange brugere efterspørger en samlet løsning og ikke blot en enkeltstående kortlægning. Værdien for brugeren af termisk information er først til stede når kortlægningen knyttes sammen med rådgivning på klima, byggeri, energi o.a.

Perspektiv nr. 17, 2010

Perspektiver Termografisk kortlægning er velafprøvet og har været kendt i flere år. Metoderne indenfor varmetabskortlægning af bygninger og fjernvarmenetværk samt kortlægning af Urban Heat Islands er kendte og flere store opgaver er løst med gode resultater til følge. Ved systematisk at indsamle temperaturdata fra et fly opstår der helt nye og værdifulde muligheder. Denne artikel har fokuseret på de nye muligheder for aktivt at gøre noget for at:

Referencer Kremer, Jens (2009): Optimized Data Acquisition with the IGI DigiTHERM Thermal Camera System, Abstract Photogrammtrische Woche Lillesand, Kiefer og Chipman, 2004, Remote sensing and image interpretation, Wiley

• Reducere CO2 emissionen og energiforbrug fra og ved opvarmning af huse og transmission og distribution af fjernvarme • Optimere levevilkårene for indbyggerne i verdens bysamfund Perspektiverne for anvendelse er langt fra udtømte. Der kan fremover forventes en videre udvikling indenfor forskellige anvendelsesområder. COWI udforsker mulighederne på tværs af afdelingerne for kortlægning, energi, byggeri, klima, miljø og natur.

Om forfatteren Peter Knudsen, landinspektør, projektleder afdelingen for kort og geodata, e-mail: pkn@cowi.dk, tlf.: 45972838, COWI A/S, Parallelvej 2, DK-2800 Kongens Lyngby

23

Perspektiv nr. 17, 2010 Illustration af fremtidens arealanvendelse til energiafgrøder på landskabsskala i et GIS Ann-Sofie Richardt Denne artikel beskriver hvordan GIS er blevet anvendt i et speciale på Geografi til at illustrere resultater af scenarier af dansk landbrugs arealanvendelse på landskabsskala. Fire scenarier, der repræsenterer forskellige samfundsudviklinger frem til 2030, udforsker hver især hvordan knaphed på fossile brændsler og bestræbelser på at reducere drivhusgasudledninger til atmosfæren, påvirker landbrugets arealanvendelse til produktion af energiafgrøder.

Væsentlige økonomiske og politiske forhold taler for at fremtidens landbrugsmæssige arealanvendelse ikke alene vil være knyttet til udviklingen i markedet for fødevarer men også til udviklingen i energi- og transportsektoren. Stigende priser på fossile brændsler, hensyn til national forsyningssikkerhed og bekymringer for de stadigt tydeligere effekter af menneskeskabte klimaforandringer har medført en øget interesse for at anvende biomasse fra landbruget i energiforsyningen som CO2-neutral energikilde.

En helt central problematik, der knytter sig til udnyttelsen af biobrændsler i transportog kraftvarmesektoren er behovet for areal (Kløverpris, 2008). Scenarierne der præsenteres i denne artikel adresserer arealanvendelse til produktion af energipil til kraftvarmesektoren og produktion af rapsfrø til biodieselindustrien. Begge produktioner beslaglægger landbrugsareal som kunne alternative have været anvendet i foder og fødevareproduktionen eller som naturarealer.

Scenarierne Fire scenarier er udviklet for Danmarks energi- og landbrugssektor i 2030 med afsæt i FN’s internationale scenarieprojekt ’Millenium ecosystem assessment’ (2003). De tænkte samfundsudviklinger er struktureret omkring to overordnede drivkræfter; samfundets tilgang til klima-, natur- og miljøproblematikker og graden af globalisering som vist i figur 1. Scenarierne forudsætter at produktionen af biodiesel og træflis fra energipil som følge af høje priser på fossile brændsler og CO2 kvoter vil være økonomisk konkurrencedygtige energikilder.

24

Drivkræfter Inden for denne ramme er fire politisk og markedsbetingede drivkræfter kvantificeret; husdyrproduktionens størrelse, egenproduktion / import af foder, energiforbrugets størrelse og sammensætning i el-produktionen og i vejtransportsektoren, samt formen og omfanget af klima-, miljø- og naturforvaltning. Kvantificeringen af scenarierne er vist i tabel 1. Da målsætningen med scenarierne var at illustrere mulige udviklinger på landskabsskala i et GIS, blev drivkræfterne valgt ud fra en antagelse om, at de både ville have væsentlig indflydelse på arealanvendelsesændringer og medføre en rumlig variation på landskabsskala.

Det nationale energiforbrug og udformningen af energisystemet styrer fordelingen mellem for skellige vedvarende energikilder og dermed arealanvendelse til energiafgrøder. I elproduktionen har fordelingen mellem vindproduceret el og biomasse betydning, mens fordelingen mellem el-drevne biler og biler med forbrændingsmotor er afgørende i vejtransportsektoren.

Husdyrproduktionens størrelse påvirker arealanvendelsen dels gennem behov for areal til foder og dels gennem behovet for tilstrækkeligt areal til at udbringning af husdyrgødning.

Endelig vil økonomisk støtte til energipil og raps som nationale tiltag til CO2-reduktion være betinget af produktionens forenelighed med andre hensyn i forvaltningen af natur, miljø og landskab og den økonomiske værdisætning af disse.

Data Foruden de politisk og markedsbetingede drivkræf ter, indebærer en rumlig undersøgelse

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 1. Samfundsudviklinger struktureret omkring to overordnede drivkræfter; samfundets tilgang til klima-, naturog miljøproblematikker og graden af globalisering.

en række variable der er stedfæstet i det konkrete område for undersøgelsen; biofysiske forhold, forvaltningsmæssige områdeudpegninger samt agronomiske variable i form af bedriftstyper og tilhørende husdyrbesætninger. Udgangspunktet for den rumligt eksplicitte illustration af scenarierne var et sæt eksisterende rumligt stedfæstede data om bedriftstyper og tilhørende marker for sognene Gadbjerg og Givskud (Kristensen, 1995).

Relevante områdeudpegninger fra Danmarks Arealinformation repræsenterede politiske na-

tur-, miljø- og landskabshensyn. Jordbundsforhold blev repræsenteret ved digitaliserede kort af ’Den danske jordklassificering’ og ’lavbundsområder’ begge fra Danmarks Jordbrugsforskning.

Kategoriseringer Der skelnes mellem fire typer af jordbundsforhold. Jordbundstyperne afspejler dels det dyrkningsmæssige potentiale og dels miljømæssige hensyn i form af mulighederne for kulstof lagring og reduktion af drivhusgasudled-

25

Perspektiv nr. 17, 2010

Tabel 1. Kvantificerede scenarier

Scenarie

Globalt reaktivt

Regionalt reaktivt

Globalt proaktivt

Nationalt proaktivt

Råolipris

120 $/td.

105 $/td.

90 $/td.

105 $/td.

CO2-kvotepris

150 kr./t

300 kr./t

500 kr./t

325 kr./t

76,7 %

76,3 %

84,6 %

95 %

125.000 ha

100.000 ha

75.000 ha

209.000 ha

26 %

18 %

41 %

38 %

import

250.000 ha

Op til 250.000 ha

4 – 500.000 ha

Årlig produktion af slagtesvin mio.

35

10

17,3

4,2

Mio. DE i øvrige animalske produktion

1,5

1,25

0,75

0,60

Import af foder

Ja

Inden for EU

Ja

Nej

Andel importeret Kraftfoder

65 %

25 %

50 %

-

Andel importeret Grovfoder

30 %

-

20 %

-

Andel af vedvarende energi i elproduktion Arealbehov til flerårig energipil Andel af flydende biobrændstoffer i vejtransportsektor Arealbehov til biobrændstof råvarer

ninger ved udtagning af lavbundsarealer og reduceret kvælstofudvaskning fra lavbundsarealer og sandjorder. Agronomisk skelnes der mellem tre bedriftstyper. Planteavlsbedrifter er relativt frit stillet til at anvende arealet til de afgrøder der giver det højeste afkast. Svinebedrifter og kvægbedrifter er bundet af at skulle sikre foder enten gennem egen produktion eller gennem import. Svinebedrifterne har ikke de samme muligheder som kvægbedrifterne for at regulere andelen af grovfoder i fodersammensætningen. Kvægbedrifterne har desuden mulighed for ekstensiv arealanvendelse gennem afgræsning i kombination med naturpleje.

Bedrifternes mulige arealanvendelser er opdelt i syv klasser.

• Raps repræsenterer raps behovet for biodiesel i scenarierne med beskyttede markeder,

26

dog begrænset af at afgrøden højst bør udgøre 10 % i sædskiftet. De globalt orienterede scenarier importerer biodiesel, men landbruget vil reagere på en øget global efterspørgsel på råvarerne til produktionen.

• Energipil repræsenterer behovet for biomasse til kraftvarme produktion. Det forudsættes, at behovet for biomasse opkøbes og dækkes nationalt.

• Salgsafgrøder dyrkes med henblik på at opnå et tilfredsstillende økonomisk afkast.

• Grovfoder -andelen afspejler priserne på kraftfoder i kvægbruget.

• Kraftfoder repræsenterer foderproduktionen til svinebedrifterne og delvist til kvægbruget.

• Vedvarende græs reflekterer graden af ekstensivering i kvægbruget.

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 2. Eksempler på tematiserede markpolygoner.

• Brak repræsenterer arealer det ikke økonomisk kan svare sig at opdyrke.

Arealanvendelserne raps og energipil et tættest knyttet til udviklingen i energisektoren, men også arealanvendelsen til kraftfoder er påvirket gennem af udbuddet af biprodukter fra biobrændstofproduktionen. Arealanvendelserne brak, vedvarende græs, energipil og økologisk dyrket raps kan desuden repræsentere målsætninger på natur, miljø og klimaområdet så som beskyttelse af vandmiljø og CO2 reduktion.

Med udgangspunkt i de nævnte data og kategoriseringer var udfordringen at operationalisere forhold der tilsammen udgør beslutningsgrundlaget for landbrugerens valg af arealanvendelse i et GIS uden at udvikle en egentlig

økonomisk model. Løsningen blev at udtrykke kombinationen af scenariets markedsforhold og jordens dyrkningsmæssige potentiale som bedriftstypespecifikke værdier mellem 1 og 4. Værdien 1 repræsenterer den økonomisk mindst attraktive arealanvendelsesmulighed og 4 den mest attraktive.

Konceptuelle antagelser Konceptuelt er den resulterende arealanvendelse til energiafgrøder desuden påvirket af to grundlæggende antagelser. Dels om landbrugsarealet betragtes som konstant eller som dynamisk, og dels af om produktionen af bioenergiafgrøder betragtes som en integreret del af landbrugsproduktionen eller som en produktion der foregår parallelt hertil på landbrugsmæssigt marginale jorder. I nærværende artikel er det forudsat at

27

Perspektiv nr. 17, 2010

1. landbrugsarealet er konstant.

2. produktionen af afgrøder til energiformål er en integreret del af landbrugsproduktionen.

Den første antagelse er operationaliseret ved at naturarealer og skov ikke kan konverteres til landbrugsmæssig arealanvendelse, mens den anden antagelse medfører at arealanvendelsesklasserne energipil og raps er konkurrerende til de øvrige klasser. Konkurrencen er operationaliseret ved, at den resulterende arealanvendelse er den mulighed der opnår den højeste værdi.

Markpolygoner som konstant rumlig struktur En datamodel kan beskrives som en repræsentation af den geografiske virkelighed i en praktisk og digitaliseret form (Longley et al. 2005).

Den form data repræsenteres i påvirker både modellens resultater og anvendelsesmuligheder. I et vektorbaseret GIS resulterer overlayoperationer mellem lag der repræsenterer forskellige værdier, ofte i et output af en mængde mindre polygoner. Som selvstændige objekter, kan disse polygoner være svære at genkende i virkelighedens landskab. Dette er især tilfældet hvis et eller flere af overlay-operationernes lag repræsenterer planlægningsmæssige interesser eller andre værdier der ikke er synlige i landskabet.

Da landbrugerens beslutninger på bedriftsniveau er centrale for illustrationen af scenarierne, må det rumlige output afspejle de enheder i landskabet landbrugeren opererer med.

Derfor er ’markpolygonerne’ valgt som en konstant struktur gennem operationaliseringen af scenariernes konsekvenser. Metoden til at bevare markpolygonerne var at knytte alle øvrige rumlige variable til markpolygontemaets attributtabel. For hvert rumligt tema blev der oprettet et nyt felt i attributtabellen. Tema for tema blev markpolygoner, der lå inden for den variable i temaet, udvalgt og fik tilføjet temaets værdi i attributtabellen.

De resulterende kort er illustreret i figur 2, side 27.

28

Den overordnede fremgangsmåde for operationaliseringen kan inddeles i 5 trin; 1. Tilknytning af biofysiske og planlægningsmæssige variable til markpolygoner 2. Fremstilling af scenariespecifikke bedriftstemaer, ved aggregering af markpolygoner, tilføjelse af bedriftsspecifikke data og endelig tilpasning af husdyrholdets størrelse til scenarierne 3. Fremstilling af scenariespecifikke marktemaer ved tilknytning af værdier der repræsenterer attraktiviteten af forskellige arealanvendelsesmuligheder til de sammenføjede mark- og bedriftstemaer.

4. Regulering af værdier i forhold til natur, miljø og landskabshensyn.

5. Automatiseret udvælgelse af resulterende arealanvendelse på markerne.

Biofysiske og planlægningsmæssige variable Seks rumlige variable blev knyttet til markpolygontemaets attributtabel. To repræsenterer biofysiske variable (jordbundsforhold og hydrologi), mens de øvrige fire repræsenterer henholdsvis planlægningsmæssige beskyttelsesinteresser (landskabsværdier og natur) og områdeudpegninger til målretning af økonomisk støtte (SFL-områder og skovrejsningsområder).

To af disse blev fremstillet ved en sammensætning af flere oprindelige temalag; ’landskabsværdier’ og ’natur’.’Landskabsværdier’ repræsenterer hensyn som kan være i konflikt med arealanvendelse til energipil på grund af afgrødens højde. Temaerne kirkeomgivelser, kulturmiljøer og værdifulde landskaber blev samlet i et enkelt lag og grænserne mellem de oprindelige polygoner opløst.

Temalaget ’Natur’ repræsenterer hensyn som er i konflikt med arealanvendelse til energipil, rasp og andre afgrøder, fordi der findes eksisterende naturområder eller fordi området er udpeget til etablering af ny natur. Temalaget blev fremstillet af de oprindelige lag beskyt-

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 3. Screenprint af marktemaets attributtabel med arealanvendelsesværdier til hvert markpolygon.

tede naturtyper, fredede arealer, særlig værdifuld natur, ny natur og økologiske forbindelser.

Operationalisering af scenariernes husdyrhold For at operationalisere scenariernes husdyrproduktion blev der fremstillet et bedriftstema ved aggregering af markpolygoner på bedrifter via en bedriftsnøgle. Data om bedriftstypen og bedrifternes besætning (dyreenheder) i 1995 blev tilføjet attributtabellen.

Der blev oprettet fire kopier af bedriftstemaet, et for hvert scenarie. Herefter blev antallet af dyreenheder på hver bedrift reguleret i forhold til scenariets animalske produktion og belægningsgrad (antal dyreenheder per ha), som minimum bragt i overensstemmelse med nuværende harmonireglers krav til areal.

I det globale proaktive scenarie var det forudsat at svineproduktionen foregik på jordløse brug i tilknytning til biogasanlæg. Her blev alle svinebedrifter ændret til ’planteavl’. I det proaktive selvforsyningsscenarie blev antallet af bedrifter bevaret, mens besætningerne blev kraftigt reduceret. I det reaktive og protektionistiske EU scenarium finder produktionen af svin sted på store højteknologiske

bedrifter. De mindste svinebedrifter blev ændret til planteavl, mens kvægbedrifterne blev reguleret til en belægningsgrad svarende til selvforsyning. I det reaktive globaliserede scenarie øges svineproduktionen med faktor 1,5 og den øvrige animalske produktion med 1,2. Halvdelen af produktionen af slagtesvin foregår dog på jordløse brug. De arealmæssigt største svinebedrifter blev bevaret mens resten blev ændret til planteavl.

Fremstilling af scenariespecifikke marktemaer De scenariespecifikke bedriftstemaer blev sammenføjet med kopier af marktemaet, således at der til hver enkelt markpolygon nu også var knyttet oplysninger om bedriftstypen. Derpå blev der i attributtabellen oprettet et felt for hver arealanvendelseskategori. I disse felter blev værdierne 1 -4 (der var et udtryk for den økonomiske attraktivitet) tilføjet. Desuden blev der oprettet felter til at repræsentere scenariets forbud mod eller tilskud til energipil og raps. Arealanvendelseskategorierne energipil og raps blev reguleret for de markpolygoner, hvor var forbud eller tilskud. Ved forbud blev værdien ændret til 0. Ved tilskud blev værdien multipliceret med enten 1.2, 1.4 eller 1.6 alt efter scenariets vilje til at hæve det økonomi-

29

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 4. Resulterende arealanvendelse under de fire scenarier for 책r 2030

30

Perspektiv nr. 17, 2010

ske incitament. Desuden blev muligheden for brak i vådområder og vedvarende græs i vådområder og på lavbundsarealer forhøjet i de proaktive scenarier.

Automatiseret udvælgelse af resulterende arealanvendelse Sidste trin i operationaliseringen foregik ved hjælp af et applikationsprogram til GIS. Markpolygontemaerne fik hver tilføjet to resultatfelter. Gennem en iterativ proces fandt og tilføjede programmet arealanvendelsen med den højeste værdi som resultat 1. Da flere arealanvendelser kunne opnå samme værdi blev disse tilføjet som resultat 2. Endelig blev resultat 1 ændret til ’natur’ hvis der var tale om et naturareal. Den automatiserede proces kunne ikke tage højde for øvre og nedre grænser for en arealanvendelses mulighed. Tilsvarende kunne den ikke tage højde for det forhold, at selv specialiserede bedrifter i nogen grad søger at diversificere arealanvendelsen. En manuel efterbehandling ud fra en række pejlemærker var derfor nødvendig. Den resulterende arealanvendelse i illustreret i figur 4.

Resultaterne af den rumlige illustration hviler alene på værdierne for ’økonomisk attraktiv arealanvendelse’ og reguleringen af disse, der repræsenterde scenariernes indsats på klima, miljø og naturområdet gennem økonomisk støtte til landbruget. Som plausible illustrationer af arealanvendelsen i 2030 står og falder illustrationen altså med kvaliten af den bagvedliggende analyse af landbrugs- og energisektor.

fordeling af arealressourcer til henholdsvis fødevarer, foder, energiproduktion og natur.

Fra et geografisk synspunkt er det ikke alene vigtigt foretage vurderinger af ressourcebasen for fremtidig udnyttelse af biomasse i transport og energisektoren, det er også vigtigt at vurdere, hvilke steder der vil blive påvirket af at en sådan udnyttelse, og hvordan eventuelle ændringer vil tage form. Illustreret i et GIS kan scenarier anskueliggøre forskellige problemstillinger der følger med arealanvendelse til energiafgrøder og således knytte diskussionerne til landskabets rolle i økologiske, miljømæssige, sociale og kulturelle sammenhænge.

Referencer: Kløverpris, J., Wenzel, H., Banse, M., Canals, L. M., Reenberg, A. (2008): Global Land Use Implications of Biofuels: State-of-the-Art, Coference and Workshop on Modelling Global Land Use Implications in the Environmental Assessment of Biofuels. Land Use and Biofuels. Int J LCA 13(3) 178-183 (2008).

Kristensen, S. P. (1995) har stillet bedrifts og markdata fra Gadbjerg Givskud området til rådighed for GIS-illustationen. Data blev indsamlet i 1995 i forbindelse med forskningsprojekt.

Longley, P. A., Goodchild, M. F., Maguire, D. J. and Rhind, D. W. (2005): Geographic Information Systems and Science 2nd Edition. John Wiley & Sons, Ltd. England Millennium Ecosystem Assessment (2003): Systems and Human Well-being: A Framework for Assessment. Island Press 2003.

Substitution af fossile brændsler med biomasse rejser vigtige etiske diskussioner om

Ann-Sofie Richardt Ann-Sofie Richardt, nyuddannet cand. scient i geografi og geoinformatik, email: annsofie.richardt@gmail.com

31

Perspektiv nr. 17, 2010 Hydrologiske konsekvenser af historiske og fremtidige klimatiske ændringer i Vestjylland Ida B. Karlsson, Torben O. Sonnenborg og Karsten Høgh Jensen Der hersker stadig stor uenighed om, i hvilket omfang Jordens klima og dermed nedbør og temperatur vil ændre sig i fremtiden og med hvilken effekt. For at kunne vurdere indflydelsen af klimaændringerne er det relevant at undersøge de historiske klimaforandringer og hvilken indvirkning de har haft.

I denne artikel fokuseres på et område i Vestjylland, der består af oplandet til Skjern Å. Ved at analysere nedbørs- og temperaturændringer gennem de sidste godt 150 år belyses: 1.

Hvor kraftige er de fremtidige klimaændringer, der forudsiges af klimamodellerne, i forhold til de historiske klimaændringer? 2. Hvilken effekt de historiske ændringer har haft, og dermed hvilken effekt der kan forventes i fremtiden? 3. I hvilken grad er der sket tilpasning til de historiske forandringer?

En af de største debatemner i dag er klimaændringer og deres indflydelse på menneskets levevilkår. Flere klimamodeller er udviklet for at forudsige, hvordan det fremtidige CO2-indhold i atmosfæren påvirker klimaet. Ændringer i temperatur- og nedbørsregimet er her specielt interessante, fordi disse to komponenter har afgørende indflydelse på det hydrologiske kredsløb, og dikterer forudsætninger for levevilkår, drikkevandsressourcer og landskab. For at kunne vurdere i hvilken grad disse fremtidige klimaforudsigelser giver anledning til bekymring, er det nødvendigt at sætte scenarierne i perspektiv i forhold til tidligere klimaændringer. Det giver information om, hvordan ændringer er kommet til udtryk i det hydrologiske system, f.eks. i Skjern Å’s vandføring, ligesom det giver information om, hvor kraftige de forventede klimaændringer er i forhold til tidligere, f.eks. hvor meget temperaturen er steget i de sidste 100 år i forhold til, hvad der forudsiges for de næste 100.

Her belyses den historiske klimaudvikling gennem de sidste ca. 150 år på basis af resultater fra et undersøgelsesområde omkring Skjern Å i Vestjylland med et areal på 1055 km2 (Larsen et al., 2003; Ovesen et al., 2000). Skjern Å er Danmarks vandrigeste åsystem med en længde på 96 km og en middelvandføring på ca. 15 m3/sek ved Alergårde målestation. I undersøgelsesområdet er der flere klimastationer, hvor der

32

er indsamlet data om nedbør og temperatur tilbage i tiden. Området ved Skjern Å er valgt, fordi der her er oprettet et hydrologisk undersøgelsesområde i forbindelse med HOBE-projektet (www.hobecenter.dk) til undersøgelse af det hydrologiske kredsløb på stor målestok.

Den historiske klimaudvikling kan derefter kobles med fremtidige klimascenariers tempe ratur- og nedbørsudvikling. Til den fremtidige klimaudvikling er der i denne artikel valgt primært at fokusere på tre forskellige klimascenarier: A1B, A2 og B2. A2 scenariet har forøgelse af CO2 på 500 ppm fra år 2000 til år 2100. B2 scenariet har lavere CO2 forøgelse med 250 ppm over samme årrække. Disse to repræsenterer dermed henholdsvis en kraftig og en moderat CO2-udledning i fremtiden (Sonnenborg et al., 2007). A1B-scenariet er et klimascenarium med mellemhøje CO2-værdier, og som ligger mellem de kendte A2 og B2 scenarier. Der er anvendt resultater fra den danske klimamodel HIRHAM for A2 og B2 scenarierne, mens der for A1B-scenariet benyttes resultater fra den hollandske klimamodel RACMO. Ved kombination af historiske og fremtidige klimadata kan fremtidige ændringers effekt på det hydrologiske kredsløb vurderes ud fra det hydrologiske respons på de historiske klima ændringer.

Perspektiv nr. 17, 2010

Datasættet Temperatur er målt ved hjælp af et termometer opstillet i en ventileret afskærmning i to meters højde over jorden (Cappelen & Jørgensen, 2008). Der er anvendt resultater fra tre temperaturmålestationer, se figur 1 (den nordligste nedbørsstation har også fungeret som en temperaturmålestation). Her ses, hvordan temperaturstationerne ligger et godt stykke udenfor oplandet til Skjern Å.

Det antages, at stationerne er repræsentative på trods af afstanden. For disse stationer er der månedlige temperaturdata tilgængelig tilbage fra 1873.

Nedbørsstationerne i området er opsat af Danmarks Meteorologiske Institut (Cappelen & Jørgensen, 2008), der påbegyndte indsamling af nedbørsdata i 1863. Der er udvalgt tinedbørsstationer, der har månedlige nedbørsværdier, som strækker tilbage til år 1863, hvilket giver en kontinuerlig observationsperiode for månedsnedbør på knap 146 år. Stationernes placering kan ses på figur 1. Bemærk, at ikke alle stationerne ligger inden for oplandet til Skjern Å. Nedbørsmålinger er forstyrret af vind, fordampning, adhesion og regnfordeling omkring måleren. Dette resulterer i, at der registreres mindre nedbør, end der reelt er faldet. Derfor er en korrektion af nedbørsdata nødvendig. I denne undersøgelse er der begrænset viden om lætyperne for stationerne pga. de meget gamle tidsserier. Det er derfor antaget, at lætype B, der karakteriserer en moderat god lækategori med en årlig korrektion på 21 %, er repræsentativ for de udvalgte stationer. Der er en vis usikkerhed på denne antagelse, som ud over lækategori også inkluderer, at andelen af fast nedbør (sne og slud) antages at være konstant over observationsperioden.

Resultater: Historiske og fremtidige klimadata Udviklingen i årlig gennemsnitstemperatur og årlig nedbør udregnet som gennemsnit for klimastationerne i Skjern Å’s opland ses på figur 2. Det ses her, at temperaturen har været svagt stigende i perioden. Der er sket en forøgelse i temperatur på 1,2°C på de godt

Figur 1. Kort over Skjern Å opland med angivelse af terrænhøjde, som går fra 170 m (rød) til havniveau (grøn), oplandgrænser, klimastationer og afstrømningsstation.

129 år, hvor hældningen af denne stigning er bestemt til 0,009°C pr. år. For den årlige nedbør i området ses også en stigende tendens svarende til 2,67 mm pr. år og en samlet forøgelse på 387 mm over hele undersøgelsesperioden. For at undersøge signifikansen af disse stigninger er der udført statistiske test på det historiske datamateriale. De klimatiske data er testet ved hjælp af et simpelt hypotesetest med et signifikansniveauet på 5%. Udviklingen i både nedbørs- og temperaturdata blev fundet til at være statistisk signifikante.

Det viser sig også, at nedbørsforøgelsen har en skæv fordeling over året, således at stigningen har været størst i vintermånederne, mens nedbøren er stort set uændret i sensommeren (figur 3). Analysen viser desuden, at stigningen i nedbør primært skyldes, at antallet af nedbørshændelser er forøget markant, mens der kun har været en ubetydelig stigning i intensiteten af de maksimale nedbørshændelser. Mht. temperatur er stigningen tilnærmelsesvis jævn over året.

33

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 2. Historisk udvikling i nedbør og temperatur for området omkring Skjern i Vestjylland.

Hvad kan have forårsaget denne nedbørsstigning? Man ved, at CO2-indholdet først for alvor er begyndt at stige efter 1950, dermed kan det ikke være CO2-ændringer i atmosfæren, der er den primære årsag. Klimamodellerne er bl.a. drevet af CO2-koncentrationerne i atmosfæren og kan derfor ikke simulere den nedbørsforøgelse, der er registreret i historisk tid, på basis af CO2-udviklingen. Seidenkrantz et al. (2009) har anført, at den opvarmning, der er sket i Danmark gennem de sidste 100-150 år, kan tilskrives en naturlig ændring i klimaet til dels forårsaget af ændringer i havstrømme. Det har betydet, at klimaet har været præget af stærke vestenvinde, som har ført varm luft til Danmark specielt om vinteren.

I de fremtidige klimascenarier forudsiges der ligeledes en forøgelse af nedbør og temperatur. Simuleringsresultatet fra de tre klimascenarier kan ses i tabel 1. Her ses, at A1Bscenariet forudsiger en nedbørsforøgelse på

34

0,99 mm/år, svarende til en forøgelse på 99 mm på 100 år. Det betyder, at der ifølge dette scenarium vil forekomme betydelig mindre nedbørsforøgelse i fremtiden, end hvad der er observeret i de foregående 100 år. Modsat forudsiger klimamodellen en større forøgelse i temperatur nemlig 0,023 °C pr. år, hvilket er en over dobbelt så stor stigning sammenlignet med de historiske data. Klimamodellerne viser også en sæsonvariation i nedbørsforøgelse med en kraftig stigning i vinternedbør og en formindsket eller uændret nedbør om sommeren, se figur 3.

A1B-scenariet er, som tidligere nævnt et scenarium med mellemhøje CO2-emissioner, og repræsenterer dermed en model, der ligger mellem de radikale fremtidssyn og de mere neddæmpende klimaforudsigelser. I tabellen kan der derfor også ses en sammenligning af nedbør- og temperaturstigning for to andre klimascenarier; A2 og B2 med henholdsvis kraftig og moderat CO2-forøgelse. Her ses

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 3. Månedlig ændring i nedbør for klimascenarierne A2 og B2 samt for historisk data.

Tabel 1. Historisk og fremtidig stigning i nedbør og temperatur over 100 år

Historisk datasæt Klimascenarium A1B (Mellem CO2-indhold) A2 (Højt CO2-indhold) B2 (Moderat CO2-indhold) den samme tendens som for A1B scenariet.

Ingen af forudsigelserne giver nedbørsforøgelser, der er ligeså kraftige, som der er obser veret i den historiske periode. Derimod viser begge scenarier betydeligt højere temperaturstigninger end for den historiske periode.

Diskussion: Hydrologiske konsekvenser Udviklingen i temperatur og nedbør over de sidste 100 år forventes at have påvirket områdets åsystem og udvikling. Sammenhængen mellem historiske ændringer i klima og det hydrologiske respons kan benyttes til at

Nedbørsdata 266 mm 99 mm 117 mm 155 mm

Temperaturdata 0,9 °C 2,3 °C 2,9 °C 2,1 °C

perspektivere de fremtidige klimaændringers indvirkning på området. Ændringer i vandløbsforhold kan registreres ved at analysere afstrømningen, der måles ved en hydrometrisk målestation. Afstrømningsdataet blev oprindeligt indsamlet af Hedeselskabet, der begyndte deres registreringer allerede i 1918 (DMU, 2003). For Skjern Å blev målestationen Alergårde igangsat i 1920 og der måles stadigvæk ved stationen. Placeringen af denne målestation kan ses på figur 1. På figur 4 øverst ses at den gennemsnitlige afstrømning er forøget med 133 mm over 100 år.

35

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 4. Nedbør og afstrømning fra Alergårde målestation; den røde pil markerer forskellen der skyldes fordampningen. Nederst – Det samme plot men kun for vintermånederne oktober, november, december, januar, februar og marts.

Som det ses af figur 4 er afstrømningen steget markant siden 1920. Denne stigning kan korreleres til forøgelsen i nedbør, da en stigning i nedbør vil medfører en kraftigere afstrømning. Det ses også af figuren, at stigningen i vandløbsafstrømning (1.3 mm/år) kun er halvt så stor som stigningen i nedbør (2.7 mm/år). Den resterende del af nedbørsstigningen må enten fordampe eller strømme via grundvandet ud af oplandet.

Stigningen i nedbør og afstrømning sker samtidig med en forøgelse i temperatur, der kan have ført til en forøgelse i fordampning, som formindsker afstrømningen. Afstrømningen vil også være mindre efter påbegyndelsen af kunstig vanding i 1970’erne. Desuden kan

36

stigningen i nedbør samt i antallet af nedbørshændelser, som nedbørsanalysen påviste, resultere i en forøget fordampning, dels pga. øget vandtilgængelighed, dels pga. forøget interceptionstab (fordampning direkte fra overfladen). Der er desuden sket en markant ændring af arealanvendelsen i Vestjylland gennem de sidste 100 år. Heden er blevet opdyrket, og der er anlagt nåleskovsplantager, som yderligere kan have påvirket både transpiration og evaporation. Fordampningsforøgelsen er sandsynligvis årsagen til, at afstanden mellem afstrømningskurven og nedbørskurven på figur 4 øverst bliver større over tiden, simpelthen fordi fordampningen gradvist er øget og afstrømningen dermed ikke forøges med samme hastighed som nedbøren.

Perspektiv nr. 17, 2010

Hvis denne slutning er korrekt vil afstanden mellem de to kurve ikke være forøget, hvis der udelukkende plottes vinterdata. Det skyldes, at vintermånederne har meget beskeden fordampning pga. lav temperatur. Derudover er både afstrømning og nedbør betydelig større om vinteren end om sommeren og et eventuelt forøget fordampningssignal vil dermed være dæmpet. På figur 4 nederst ses et sådant plot. Afstanden mellem de to grafer, eller forskellen mellem deres hældning, er reduceret betydeligt i forhold til plottet med helårsværdier. Det indikerer, at en del af nedbørsforøgelsen er blevet opvejet af en stigende fordampning bl.a. på grund af temperaturforøgelse. Den resterende forskel kan skyldes en forøgelse i den ellers svage vinterfordampning eller at andre faktorer har spillet ind på afstrømningssignalet. I Skjern Å oplandet er der i observationsperioden foretaget ændringer på mange områder såsom vandindvinding, kloakering, dræning, vandløbsudretning eller –uddybning, som kan have påvirket det hydrologiske respons.

Det er nødvendigt at opstille en hydrologisk model for den historiske periode for at kunne forklare, hvilke af disse ændringer der har haft størst effekt.

De fremtidige klimasimuleringer peger på, at udviklingen vil gå mod endnu større temperaturforøgelser, men knap så høje nedbørstigninger som i de tidligere 100 år. Baseret på den historiske udvikling vurderes den generelle stigning i nedbør at komme til udtryk som forøget vandføring i Skjern Å, hvilket også er bekræftet af hydrologiske beregninger (Sonnenborg et al., 2007), med stigende fare for oversvømmelser af omkringliggende marker i lavtliggende områder. Åen vil desuden nederodere i højere grad og fordybe åløbet, samt forøge sedimenttransporten ud i Ringkøbing Fjord, hvilket vil kunne ændre levevilkårene for dyr ved udløbet. Temperaturstigningen vil medføre forøget fordampning og ændre planternes vilkår. Vandføringen vil sandsynligvis ikke stige i samme grad, som der er observeret de sidste 100 år, da nedbørsforøgelsen formodes at være mindre mens fordampningen drevet af forøget temperatur

Figur 5. Simulering af ændringen i grundvandsstand for klimascenarier B2 (Venstre) og klimascenarier A2 (Højre) (Sonnenborg et al., 2007).

vil være højere. Eller sagt med andre ord, et plot som det i figur 4 (øverst) vil vise en endnu større afstand mellem nedbør og afstrømning, da afstrømningen ikke vil stige i samme grad pga. den forhøjede fordampning.

Forskellen i vinter- og sommerafstrømning bliver endnu mere udtalt i fremtiden, da fordampningen forøges kraftigt om sommeren og nedbøren forhøjes om vinteren. De store sæsonudsving i afstrømning kan øge risikoen for udtørring af mindre vandløb om sommeren, og denne udtørring har stor indflydelse på økosystemerne. Udtørringen vil også influere på mængden af grundvandsindvinding, der kan tillades, da oppumpningen bliver nødt til at tage hensyn til forholdene i søer og vandløb. Omvendt vil det også kunne øge risikoen for oversvømmelser i ådalene, når den kraftigere vinternedbør skal afstrømme.

Udover påvirkningen af vandløbsafstrømningen og fordampningen vil klimaændringerne også kunne påvirke grundvandsdannelsen.

Det ville derfor være relevant at undersøge indvirkningen på grundvandet ud fra historiske observationer af grundvandsstanden i boringer i området. Desværre er de tilgængelige målinger af grundvandsstanden vanskelige at anvende til dette formål. For det før-

37

Perspektiv nr. 17, 2010

ste findes der ingen kontinuerte tidsserier fra samme boringer, der går mere end 30-40 år tilbage i tiden. Desuden er grundvandspejlingerne ofte påvirket af andre faktorer end de klimatiske, f.eks. grundvandsindvinding.

Desuden varierer grundvandsstanden med årstiden og ændringer på få meter vil derfor være svære at registrere. De tilgængelige grundvandsstandsdata kan dermed ikke give noget entydig billede af en generel historisk udvikling for grundvandsspejlet. Men det må for ventes, at en vis del af nedbørsstigningen resulterer i en forøget grundvandsstand. En stigning af grundvandsspejlet kan alt andet lige medføre, at lavtliggende områder bliver vandlidende og at der opstår søer i lavninger i terrænet.

Den fremtidige ændring i grundvandsstand kan ses i figur 5, beregnet ved hjælp af den nationale vandressourcemodel, DK-modellen, med input fra klimascenarierne B2 og A2 (Sonnenborg et al., 2007). Her ses, at B2-scenariet oplever de største grundvandstigninger, som især forekommer i de nordlige og nordøstlige dele af området, der oplever stigninger op til 2-2,5 m. Den centrale og den sydlige del oplever mindre forøgelser i størrelsesordnen 0,25-1 m eller mindre. A2-scenariet har samme fordeling af grundvandsstigning dog i mindre mængde, og i dette scenarium findes der enkelte steder, især mod sydvest, et fald i grundvandsstand. Forskellen mellem de to scenarier skyldes, at A2-scenarier har større temperaturforøgelse end B2 og derfor oplever forøget fordampning, og at nedbørsforøgelsen er 38 mm højere på 100 år i B2 i forhold til A2-scenariet. Den fremtidige udtørring af mindre vandløb pga. temperaturforøgelsen vil dermed til en vis grad blive opvejet af en buffereffekt som følge af den forøgede grundvandsstand i vinterhalvåret, mens oversvømmelse vil være udbredt i flere områder end tidligere specielt i nord-nordøst, hvor grundvandsstigningen er størst. Den historiske grundvandsændring vil sandsynligvis have haft et respons tæt på B2-scenariets dog med endnu større grundvandsstigning, da temperaturforøgelsen har været meget mindre.

38

Konklusion Området omkring og ved Skjern Å har gennem de sidste 150 år været udsat for en række klimaforandringer, der har medført markante påvirkninger af de hydrologiske forhold. Nedbøren er forøget med 2,7 mm om året, hvilket har betydet, at vandføringen i Skjern Å er steget kraftigt og introduceret grundvandsstandsstigninger i oplandet. I samme periode er temperaturen desuden steget med 0,009 ºC/år, hvilket har medført en stigning i aktuel fordampning. Skjern Å oplandet har også ændret sig med tiden, f.eks. er arealanvendelsen gået fra hedeland til landbrug og skovområder. Desuden er vandløbene blevet udrettet og uddybet, og omfattende dræning er blevet gennemført. Disse tiltag er sandsynligvis blevet foretaget som reaktion på den forøgede nedbør, der har resulteret i en intensivering af problemer med høj vandstand i ådale og lavtliggende områder, hvor der har været ønske om at udnytte arealerne til landbrug. Det er imidlertid interessant, at tilpasningen er sket løbende, uden at der tilsyneladende har været en lokal bevidsthed om de klimatiske ændringer.

De ændringer, der forventes i fremtiden ligner de historiske ændringer. Nedbøren stiger om vinteren af samme størrelsesorden som set indenfor de sidste 150 år, mens der om sommeren forventes en reduktion, hvilket ikke har været set før. Dette forventes at resultere i stigende vandløbsafstrømning, stigende grundvandsstand, vandlidende lavtliggende områder samt større sæsonvariation for både vandløbsafstrømning og grundvandsstand. Sammen med relativt kraftige stigninger i temperatur kan det forventes, at der vil ske ændringer i økosystemet i Skjern Å området pga. problemer med vandlidende områder, udtørrings- og oversvømmelsesfare, sedimenttransport og forandret temperaturregime.

Dog har det vist sig, at de historiske ændringer, der for nedbør synes at være endnu større end i fremtidens scenarier, på trods af store hydrologiske effekter tilsyneladende er passeret udramatisk, og at mennesker løbende

Perspektiv nr. 17, 2010

har formået at tilpasse sig klimaændringerne i området og imødegået de øgede vandmængder med bl.a. forøget dræning. Spørgsmålet er om fremtidens ændringer kan passere ligeså ubemærket; vil man kunne tilpasse sig de kommende klimaændringer lige så gnidningsløst eller er det moderne menneske mindre villig til at rykke bebyggelse og følge med ændringerne?

Larsen, S.E., Kronvang, B. & Ovesen, N.B. 2003.

Udviklingen i vandafstrømningen og nedbøren i Danmark de seneste 85 år. Faglig rapport fra DMU 470, 1-12.

Referencer

Seidenkrantz, M-S, Kuijpers, A. & Schmith, T., 2009.

Når klimaet bryder mønstret – naturlige og menneskeskabte ændringer. Geologisk Nyt 5, 28- 32.

Cappelen, J. & Jørgensen, B. V. 2008. Dansk vejr siden 1874 – måned for måned med temperatur, nedbør og soltimer samt beskrivelser af vejret – with english translations. Technical Report 08-02, 1-10.

DMU 2003. Teknisk anvisning for gennemførsel og beregning af vingemålinger. Danmarks Miljøundersøgelser tekniske anvisninger, 1-14.

Kronvang, B., Andersen, H.E., Larsen, S.E. & Ovesen, N.B. 2006. Vil fremtidens klima føre til udtørrede bække, oversvømmende enge og stigende tab af næringsstoffer fra marker. ATV møde: Klimaændringers betydning for vandkredsløbet, 1-10.

Ovesen, N.B., Iversen, H.L., Larsen, S. E., Müller-Wohlfeil, D., Svendsen, L.M., Blicher,A. S. & Jensen, P.M. 2000. Afstrømningsforhold i danske vandløb. Faglig rapport fra DMU 340, 1-86.

Skov- og naturstyrelsen 2009. Skjern Å – Danmarks største naturgenopretning. Sidst besøgt den 1. juli 2009 nationalparker.skovognatur.dk/ Skjern/Omraadet/ Sonnenborg, T.O., Christensen, B.S.B. & Van Roosmalen, L. 2007. Klimaændringer - påvirkninger af grundvand og vandløb. GeologiskNyt 7, 16-19.

Thomsen, R. & Thøgersen, C. 1986. Klimasvingninger og konsekvenser for vandressourcens størrelse. Vandteknik 6, 199-208.

Om forfatterne Ida B. Karlsson, Geologistuderende, Institut for Geografi og Geologi, Københavns Universitet, idas_mail@yahoo.com Torben O. Sonnenborg, Seniorforsker, Hydrologisk Afdeling, GEUS, tso@geus.dk Karsten Høgh Jensen, Professor, Institut for Geografi og Geologi, Københavns Universitet, khj@geo.ku.dk

39

Perspektiv nr. 17, 2010 Oversvømmelser – er vi parate?

Den digitale terrænmodel, GIS og MikeFlood giver præcise oversvømmelsesscenarier

Peter A. Klagenberg og Per Sørensen Et af de steder, hvor klimaændringerne forudses at have størst effekt, er i kystområderne.

Påvirkningerne vil primært ske som følge af en accelererende havspejlsstigning og ændrede stormmønstre.

Fra EU kom i 2007 oversvømmelsesdirektivet (2007/60/EC) med fokus på vurdering og styring af oversvømmelsesrisici for EU-landenes vandløb og kyststrækninger. I Danmark er dette direktiv nu ved at blive implementeret som lovforslag om oversvømmelser og ifølge den, skal der bl.a. udarbejdes følgende (deadline i parentes): • Foreløbig vurdering af oversvømmelsesrisikoen (dec. 2011) • Kort over risikoen for oversvømmelse (dec. 2013) • Risikostyringsplaner (dec. 2015) For at kunne producere disse planer og dokumenter, skal der laves beregninger af mulige oversvømmelsesscenarier. I Danmark har Kystdirektoratet (KDI) lavet eksempler på sådanne scenarier samt en manual for, hvordan man udarbejder samfundsøkonomiske analyser til beslutning om, hvorvidt der er økonomisk fordel i at sikre en kyststrækning mod oversvømmelse.

Denne artikel vil i korte træk beskrive, hvordan de modellerede oversvømmelsesscenarier er frembragt og vise hvordan disse scenarier kan bruges til risikovurdering m.v.

Metode En oversvømmelsesberegning vil altid være en vekselvirkning mellem vandstand og topografi. For at få så realistiske oversvømmelsesscenarier som muligt er det væsentligt, at de enkelte delelementer er præcist beregnet.

Disse delelementer vil blive beskrevet her: Den lokale havspejlsstigning for en lokalitet er sammensat af IPCC-havspejlsudviklingen i 2007 for en uændret global samfundsmodel

40

(A2), de lokale bidrag fra isostatiske landbevægelser og den lokale eksponering for øget vindstuvning. Denne havspejlsstigning kobles med KDI lokale højvandsstatistikker og tillægges bidraget fra den forøgede lokale stormintensitet.

Den beregnede lokale klimarelaterede højvandsstatistik beskriver, hvilken vandstand man kan forvente at få som middeltidshændelse (MT) i fremtiden. En 100 års MT i år 2050 er således en vandstand i cm, der statistisk vil forekomme én gang hvert 100. år i året 2050 med den tilskrevne klimapåvirkning.

Som ved terningekast kan en sådan vandstand forekomme f.eks. to år efter hinanden, selvom der statistisk burde være 100 år imellem.

Den dynamiske modellering er tidsdefineret, og da en oversvømmelse vil være lokalt bestemt ud fra det vanddækkede områdes topografi, beregnes en standardstorms resulterende vandstandsudvikling for lokaliteten på baggrund af de fem højeste målte vandstandsforløb. Denne standard beskriver vandstandsudviklingen i ca. et døgn før og ef ter maksimumsvandstanden, der defineres af den ovenstående lokale højvandsstatistik. Herved er standardvandstandsforløbet for de mulige middeltidshændelser i fremtiden defineret.

Der er to overordnede muligheder for fejlberegning ved oversvømmelsesberegninger med udgangspunkt i terrænmodellen. For det første vil en statisk oversvømmelsesberegning af maksimalhøjden for en middeltidsvandstand vise den teoretiske maksimal-vandstand og derved også medtage de lavereliggende områder, der ikke har forbindelse med vandet fra oversvømmelsen. Hvis man ikke med-

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 1. Løgstør by med en 1000 års hændelse i år 2050 – inden maksimal oversvømmelse

regner vandudbredelsestiden og modstanden i den topografi, som vandet skal løbe henover og især udenom, f.eks. huse, vil beregningerne vise for store oversvømmelsesområder og derved for højt et skadesniveau.

For det andet er der mulighed for, at især menneskeskabte foranstaltninger såsom havdiger, veje osv. ikke kommer med i den efterfølgende maskedannelse i den interpolerede terrænmodel. Diger vil kun have den rigtige højde af toppunktet, hvor et gridpunkt tilfældigvis rammer den øverste del af diget, der ofte ikke er mere end en meter bred. Herved fremstår diget savtakket, så oversvømmelsen sker for hurtigt, og hvor vandudbredelsen er for stor med ovennævnte konsekvenser.

Kystdirektoratet har benyttet MikeFlood-programpakken fra Dansk Hydraulisk Institut

(DHI) til at beregne oversvømmelses-scenarier, da man med en sådan dynamisk numerisk hydraulisk modellering får realistiske vand-udbredelsesforløb, dybder, strømhastigheder og andre vigtige parametre. Derudover er der mulighed for at tilpasse den digitale terrænmodel med havdiger med helt vandrette maksimalhøjder, åer med realistisk strømføring, rørføringspassager uden bagløbsventil, veje, huse m.v. ved hjælp af fleksible triangulære samt kvadratiske grids. I områder med store havdige-anlæg som ved Ribe, er det ofte mere opstuvning af ferskvand fra Ribe å, når sluserne er lukkede, der forårsager oversvømmelse end egentligt digebrud. En anden vigtig faktor er muligheden for at medregne f.eks. vind- og bølgepåvirkning, så der er mulighed for at modellere f.eks. 1999-orkanen, for derved at kunne beregne dynamiske digebrudshastigheder til tilsvarende digebrudsmodelleringer.

41

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 2. Løgstør by med risiko-opgørelse for hver 100 m gridnet - mørke farver har højst værdi

Resultater Oversvømmelses-truede områder er modelleret for 10 – 1.000.000 års MT i år 2008, 2050 og 2100 for dels at vise effekterne af den accelererede klimapåvirkning og dels at beregne ændringerne i skadesopgørelserne ved ændring af topografien med udbygning af højvandssikring, forlængelse af diger, placering af pumpestationer m.v.

Et eksempel på en fremtidig oversvømmelseshændelse kan ses på Figur 1, hvor Løgstør by er vist med en 1000 års middeltidshændelse i år 2050. Dele af højvandsbeskyt telsen er endnu intakt, mens vandet dels er kommet fra højre side af billedet og dels er strømmet over de lavest beliggende dele af højvandsbeskyttelsen.

Da modelleringen er dynamisk, kan man se vand-udbredelsen i tidsskridt og derved tilret-

42

telægge evakueringsruter, placering af sandsække m.v. Ligeledes kan man for hvert tidsskridt måle f.eks. strømhastigheder, -retninger og dybder for vilkårlige punkter.

Den maksimale vand-udbredelse er som i virkeligheden ofte forsinket i forhold til maksimal-vandstanden og returløbet på faldende vandstand efterlader søer i de lavest beliggende områder af den oversvømmede del af topografien.

Analyse Den efterfølgende analyse af oversvømmelsesdata involverer store datamængder, da skaderne skal opdeles i dybdeafhængige og ikke-dybdeafhængige skadestyper pr. matrikel, hus og område. Geografiske informations systemer (GIS) indgår her som et vigtigt værktøj til at sammenkøre de geokodede

Perspektiv nr. 17, 2010

OIS-data, BBR-registre m.v. med oversvømmelsens maksimale dybde og varighed for at prisfastsætte skaderne. Videre kan der beregnes risiko-analyser og cost/benefit-analyser for i højere grad at have et velfunderet beslutningsgrundlag til enten at ville forstærke kystbeskyttelsen eller alternativt at lade området udlægge til oversvømmelsestruet naturområde.

På Figur 2 er risikoen opgjort i kr. pr. år pr.

10.000 m², og viser at Løgstør bykerne indeholder relativt store værdier og samtidig er lavt beliggende. Risikoen er netop defineret som summen af en række bidrag, der hver især er produktet af konsekvens i form af oversvømmelses-skader og tilhørende sandsynlighed af oversvømmelse, bestemt ved højvandsstatistik.

Konklusion Det er muligt at beregne oversvømmelsesscenarier, oversvømmelsesskader og risikokort ved hjælp af den digitale terrænmodel, GIS og MikeFlood ud fra en række lokalt relaterede data. Et af de vigtigste succeskriterier har været, at beregningerne skulle være så præcise som muligt, så der har løbende været kvalitetsstyring af forløbet, virkeligheden

er dog altid vanskelig at sammenligne med modellerne, især når oversvømmelser ofte forekommer i vindhastigheder, der ikke er gunstige for real-time flyfotografering.

Fremtiden ved kysten Når model-topografien er etableret ligger usikkerheden primært på forudsigelserne af de klimatiske parametre som havspejlsstigning og stormaktivitet. Justeringer i sandsynligheden for oversvømmelse kan i fremtiden få konsekvenser for, hvordan vi vil håndtere vores planlægning af kystnære områder, så vi er helt parate til oversvømmelser.

Samfundets gevinst Udover den kommunale og statslige planlægning af oversvømmelsestruede kystnære områder, kan denne beregningsmåde benyttes til f.eks. stormflodsberedskabet og politiets arbejde, så evakueringsruter, mobile pumpestationer m.v. optimeres til den givne oversvømmelsessituation.

Læs mere på: http://www.kyst.dk/sw25511. asp, hvor der er praktiske værktøjer til oversvømmelses beregninger i forbindelse med samfundsøkonomisk analyse og oversvømmelsesdirektivet.

Om forfatterne Peter Klagenberg (pak@kyst.dk) og Per Sørensen (pso@kyst.dk) er henholdsvis kysttekniker og kystteknisk chef i Kystdirektoratet, hvor de arbejder med kystrelaterede problemstillinger i ind- og udland.

43

Perspektiv nr. 17, 2010 Global klimaovervågning med GNSS Finn Bo Madsen, Shfaqat Abbas Khan og Jens Emil Nielsen Hvornår bliver de folkerige floddeltaer i Asien ubeboelige, hvornår forsvinder Maldiverne eller sommerhuset på Danmarks Vestkyst. Verdenshavene stiger i takt med at ismasserne ved polerne smelter og ledes ud i oceanerne. Et centralt spørgsmål for hele verdenssamfundet er: hvor hurtigt sker det og hvornår skal der skrides ind? Massebalancen af Grønlands indlandsis er en særdeles god indikator for globale klimaforandringer. Vi viser at man ved hjælp af GNSS1 kan følge klimaforandringerne, og bidrage med kvantitative svar.

Dette er blot nogle få, men særdeles konkrete spørgsmål der følger i kølvandet på de globale klimaforandringer der pågår i dette årti. Politikere og planlæggere har behov for løbende at blive opdateret om klimaforandringer for at kunne være på forkant med såvel politiske beslutninger som logistiske og tekniske foranstaltninger. Forskere fra mange lande og discipliner arbejder på højtryk for at beskrive processerne og svare på helt konkrete spørgsmål. De geofysiske videnskaber bidrager bl.a. med svar på hvor meget verdenshavene stiger.

Grønlands indlandsis udmærker sig som medie for studier af klimaforandringer, ved at være så tilpas stor at ændringer i massebalancen vil have en global indikation. Set i forhold til Antarktis er Grønland velafgrænset hvad ismasserne angår, lettere tilgængelig logistisk og nemmere at arbejde i.

Projektet kaldes ”Greenland GPS Network” (GNET) og den grundlæggende ide er at måle jordskorpens højdeændringer ved hjælp af meget præcise beregninger af data fra GNSS stationer der er fastgjort til solidt fjeld.

Jordskorpen reagerer på Indlandsisens masse ved en elastisk sammenpresning. Hvis der for svinder masse vil jordskorpen hæve sig som en umiddelbar respons, og ved at måle højdeændringer med GNSS over flere år, vil det være muligt at bestemme om der sker en net to afsmeltning. Herudover er der en effekt hvor der under istidsmaksimum flyder masser bort fra belastningen fra iskapperne i en meget langsom viskos proces. Ved belastningens ophør vil den omvendte proces ske til-

44

svarende langsomt. Denne viskose effekt er indeholdt i højdebestemmelsen og skal ’trækkes fra’ for at bestemme den elastiske effekt der er udtryk for igangværende klimaforandringer. Effekten bestemmes ved gentagne absolutte tyngdemålinger, som DTU Space har påbegyndt i 2009.

Ideen om højpræcisions GNSS til klimaovervågning ved måling af jordskorpens deformation har eksisteret i bl.a. DTU Space i flere år, og etablering af GNSS stationer har uden held været søgt finansieret via danske forskningsmidler. Initiativtager til GNET er Dr. Michael Bevis fra Ohio State University, der som Principal Investigator har modtaget en bevilling på godt 3 mio. US Dollar til opbygning af et netværk af permanente GNSS stationer i Grønland. DTU Space medvirker med data fra eksisterende permanente GNSS stationer i Grønland, med egen forskning, planlægning, logistik og deltagelse i feltarbejder.

Etablering af de permanente GNSS stationer i GNET er sket over 3 år siden 2007. I det følgende beskrives den tekniske opbygning af de permanente stationer, logistik og feltarbejde i forbindelse med etableringen. Dernæst beskrives feltarbejdet med de absolutte tyngdemålinger. Endelig beskrives nogle af de foreløbige resultater af GNSS beregningerne, og der sammenlignes med resultater opnået med GRACE satellitterne.

Opbygning af GNET Der er bygget i alt 46 nye permanente GNSS stationer der omkranser hele Grønland. Herudover indgår 10 allerede eksisterende stationer ligeledes i netværket.

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 1. Stationer i GNET (Bevis, 2009) Stationernes placering er planlagt med baggrund i de større gletschere og isstrømme, og er ofte placeret parvist med en station tæt på isranden og en på yderkysten. En afgørende lokaliseringsfaktor er at monumentet skal fastgøres til solidt fast fjeld.

45

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 2. Permanent station ved Jewell Fjord i Nansen Land, Nordgrønland (C) Max Rasmussen

Teknisk opbygning En permanent station består af et monument, GNSS antenne, GNSS modtager, strømforsyning og datakommunikation. De fle ste stationer er oprettet som autonome stationer, dvs. uden for byer og bygder, og har derfor egen strømforsyning og satellitbase ret datakommunikation via Iridium.

Strømforsyningen består her af en batteribank der oplades med solcellepaneler og vindturbiner. Strømforbruget er på omkring 5 Watt og kapaciteten på batteribanken er dimensioneret på baggrund af længden af mør keperioden. Stationerne er derfor forsynet med en batteribank på 1200, 1800 eller 2400 Amperetimer varierende fra Syd- til Nordgrønland.

Logistik En station med 24 stk. 100 Ah batterier vejer ca. 1000 kg hvilket stiller store krav til transport fra USA eller Danmark til Grønland. I 2008 er ca. 8 tons materiel fløjet ind fra Thule Airbase til Station Nord med assistance fra Flyvevåbnets Hercules C-130 transportmaskiner. De 16.000 liter brændstof der blev brugt i sommeren 2008 er ligeledes fløjet ind med Hercules C-130.

På billedet i figur 2 ses monumentet med antenne, rammen med solceller samt kasser med batterier, GNSS modtager og Iridiumkommunikation.

Helikopteren bruger 600 liter brændstof pr time. Hvis afstandene er større end de ca.

350 km fra hovedbasen må der udlægges brændstofdepoter.

46

Til udbringning af stationer i felten er benyttet en helikopter af typen AS332C Super Puma, der er chartret hos Air Greenland og opereret af Airlift fra Norge. Denne helikoptertype har en nyttelast på ca. 1400 kg, og har samtidig en rækkevidde på næsten 700 km uden optankning.

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 4. Super Puma helikopteren på Station Nord

I figur 5 er vist de stationer der blev etableret med base fra Station Nord i 2008. De fjerneste stationer ligger her ca 475 km fra Station Nord. Der er herfor udlagt brændstofdepoter ved Kap Harald Molkte og ved Centrum Sø. Disse steder findes primitive landingsbaner for Twin Otter fastvingede fly, der kan udlægge depoter på op til 1200 liter brændstof af gangen. Med indkøb, emballage, transport til Grønland og udlægning i depot med Twin Otter, koster en liter brændstof i visse tilfælde op til 1000 kr.

Absolutte tyngdemålinger Ud over den elastiske effekt fra umiddelbar be- eller aflastning fra ismasser, undergår jordskorpen deformationer der skyldes langtidspåvirkninger fra Jordens seneste istid.

Disse deformationer sker med en konstant hastighed, og skyldes at belastning over meget lang tid vil resultere i at masser i undergrunden flyder bort fra belastningen i en lang-

(C) Finn Bo Madsen

som viskos proces. Når de enorme iskapper forsvinder vil denne masseflytning ske med omvendt fortegn og medføre en landhævning hvor iskapperne har haft sin største udstrækning. Tilsvarende vil der ske en nedsynkning i randområder til de tidligere iskapper. Dette fænomen kendes fra Skandinavien, hvor der fortsat sker landhævning på op mod 10 milimeter om året som en viskos reaktion på ismassernes påvirkning under sidste istid selvom ismasserne er borte forlængst.

Fænomenet kaldes også Glacial Isostatic Adjustment (GIA) og kan medføre såvel landhævning som nedsynkning. Dette GIA signal er indeholdt i den geometriske deformation målt med GNSS, og skal bestemmes for at isolere den elastiske deformation der kan henføres til nuværende klimaforanderinger.

Tilflydning af masser i undergrunden bestemmes med absolutte tyngdemålinger ved GNSS stationerne gentaget med nogle års

47

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 5. GNSS stationer ( ) og depoter ( ) omkring Station Nord

mellemrum. Når det vides hvor stor en del af den hævning eller sænkning der måles skyldes is-afsmeltningen i dag, kan det bruges til at sige noget om hvor stor masseændringen af isen er, hvilket igen har betydning for havniveauændringer.

Instrumentet til tyngdemålingerne kaldes A10 og er udviklet af Micro-g i USA. Det er et instrumentet der kan måle tyngdeaccelerationen med en nøjagtighed på 10-7 m/ sec2. Dette sker ved at der foretages et stort antal frit-fald eksperimenter. Frit-falds

48

© Kort & Matrikelstyrelsen

eksperimenterne foretages i et vakuumkammer, hvilket betyder at der ikke vil være luftmodstand til at påvirke det frie fald, så kun tyngdekraften er på arbejde her. Med laser måles det hvor langt og hvor hurtigt testlegemet falder og derved kan tyngdeaccelerationen bestemmes. I forbindelse med en måling udføres som minimum 600 frit-falds eksperimenter og det høje antal sikrer en høj nøjagtighed på målingen. Selve målingen kan gøres på ca. 25 minutter, forberedelse til målingen, opstillingen og nedpakning af instrumentet gør at én måling typisk

Perspektiv nr. 17, 2010

tager omkring 45 minutter. Instrumentet er meget følsomt og der må f.eks. stilles telt op for at skærme mod selv små vindpåvirkninger.

Det absolutte gravimeter 2 er anskaffet af DTU Space i sommeren 2008. I 2009 er der blevet målt ved 11 GNSS stationer på Grønland, derudover er der målt på 14 andre punkter.

Som tidligere nævnt er meningen at disse skal genmåles med nogle få års mellemrum.

Nye punkter skal også måles i de kommende år, for at sikre en god dækning af landet. Der vil blive fokuseret på områder hvor vi de største højdeændringer.

På figur 6 ses antennen til GNSS stationen på monumentet i baggrunden, men de to gule ”tønder” er selve tyngdeinstrumentet. Elektronikken der styre instrumentet ses til venstre i billedet. Dette er ikke en normal måling i felten. Normalt vil selve instrumentet være gemt i et telt.

Beregning af GNSS data De GNSS beregninger der præsenteres her er foretaget med programmet GIPSY (Zumberge, 1997). GIPSY udmærker sig ved at alle væsentlige fysiske påvirkninger er modelleret. Der er i hovedtræk benyttet følgende karak teristika ved beregningerne: Tidsspecifikke: • Præcise satellitbaner • Urkorrektioner til satellitter • Jordrotationsparametre Versionerede statiske: • Antennefasecenter offsets for satellitter og modtagere • Jordens tyngdefelt og andre planeters positioner i solsystemet Disse oplysninger findes på internationale datacentre enten som parametre der er tidsspecifikt beregnet af internationale analysecentre og typisk publiceres i daglige tabeller, eller som versionerede tabuleringer der opdateres ved f.eks. nye satellitter eller antennetyper.

Figur 6. Tyngdemåling ved Thule GNSS station (C) Jens Emil Nielsen.

For hver station der beregnes koordinater til indgives: pseudorange –og fasedata via Rinexformatet der indeholder metadata som: • • • •

modtager fabrikat, type og firmware antenne fabrikat, type og referencehøjde antenne radome, fabrikat og type apriori stationskoordinater

oceanbelastning af jordskorpen i stationen (ocean loading) Ocean loading parametre (amplitude og faseforsinkelse) findes på baggrund af apriori stationskoordinater og beregnes på hjemmesiden (http://www.oso.chalmers.se/~loading/).

Selve beregningen foregår efter en strategi der kaldes GIPSY OASIS 5.0 Precise Point Positioning (PPP). Af navnet fremgår at stationernes koordinater beregnes enkeltvis på baggrund af satellitkonstellationen og de benyttede karakteristika og modeller. Modsætningen er en netværksstrategi hvor punkterne beregnes differentielt. Den differentielle beregning udmærker sig ved delvis at eliminere fejl der kan antages at virke ens i nabostationer. Til gengæld er stationernes koordinater korrelerede således at fejl eller dårlige målinger i en station vil påvirke ikke blot nabopunkter men i princippet hele netværket. PPP modellen udmærker sig ved at stationer ikke er korrelerede, men stiller større

49

Perspektiv nr. 17, 2010

krav til modellering idet fejlbidrag ikke elimineres ved princippet i den differentielle teknik.

Resultater fra GNSS beregning I det følgende præsenteres GNSS resultater fra 2 testområder hvor permanente GNSS stationer var etableret nogle år inden GNET blev iværksat. Tidsserier for hvordan jordskorpen deformerer i polare egne viser årlige variationer der bedst bestemmes på adskillige års data.

Testområde Diskobugt Sermeq Kujalleq er en af de mest produktive gletschere i Grønland og munder ud ved Ilulissat i Diskobugten. Talrige forskningsprojekter har overvåget aktiviten af denne gletscher gennem et par årtier. I 2005 blev etableret GNSS stationer i Qeqertarsuaq, Ilulissat og Aasiaat. I 2007 blev tillige etableret en permanent GNSS station (Kangia) tæt ved gletscheren.

Afsmeltning og afstødning (ablation) af is fra denne gletscher har bl.a. været kortlagt fra flybårne laser missioner hvor området overflyves med laseraltimetre (Jouhgin, 2008). Ved anvendelse af kinematisk GNSS bestemmes positionen af laserinstrumentet i flyet med få centimeters nøjagtighed. Sammen med måling af højden fra flyet til gletscheroverfladen dannes en terrænmodel. Målingerne gentages med få års mellemrum og ved differens dannes modeller for hvor stort volumen is der forsvinder per år.

Figur 7. Testområder

Data fra GNSS stationer er beregnet efter PPP modellen som beskrevet ovenfor. Flere års daglige løsninger sammensættes i tidsserier og analyseres. Højdekomponenter i løsningerne er korrigeret for GIA effekt ved hjælp af en foreløbig model: ICE-5G ( Peltier, 2004). Der løses for årlige perioder, disse elimineres og en årlig trend findes på baggrund af hele tidsserien.

ponent samt den filtrerede løsning der klart viser et helårligt signal. Der akkumuleres masse i løbet af vinteren som trykker jordskorpen ned. Om sommeren forsvinder mere masse end den forudgående vinters akkumulerede, og der sker således en netto-afsmeltning (idet der er korrigeret for GIA effekt). I kolonne 2 vises tidsserien hvor de årlige periodiske signaler er fjernet. Kolonne 3 viser spredningen på tidsserien. Der regnes først data fra et helt år. Dernæst tilføjes sucessivt 1 måneds ekstra data og kurven viser så spredningen på tidsserien. Af kurven ses at der skal være næsten 2 års data før tidsserien er stabil.

Analyserne er præsenteret i figur 9. I første kolonne vises den beregnede højdekom-

Testområdet ved Diskobugten er et ’proof of concept’: Ablationsmodellen omsættes til is-

Figur 8 (b) viser en model for ablation per år i udtyndingsområdet for Sermeq Kujalleq (Khan et. al., 2010)

50

Perspektiv nr. 17, 2010

(a)

Figur 8. Placering af GNSS stationer (tv) og model for ablation i udtyndingsområdet (th) © Kort & Matrikelstyrelsen (tv) (Khan S.A., 2010) (th)

mængder der omsættes til massetab. Aktuelt er massetabet fra ablationsmodellen beregnet til ca. 23 kubikkilometer is per år. Ved at benytte parametre der beskriver jordskorpens elasticitet, kan man beregne jordskorpens deformation som funktion af afstanden fra området for massetabet.

Valideringen foregår ved at beregne deformationen i GNSS stationernes lokationer ud fra ablationsmodellen. Denne beregnede deformation stammer fra den flybårne radarmåling og er derfor en uafhængig kontrol. Resultatet af sammenligningen fremgår af tabel 1.

Vi mener at årsagen til forskelle mellem ablationsmodel og GNSS beregnede deformationer skyldes at den foreløbige GIA model ikke er god nok. GIA modellen bygger primært på antagelser om udbredelsen af gletschere under Jordens sidste istid og nedisningsperiodicitet.

Den fremgangsmåde vi ønsker at benytte med absolutte tyngdemålinger i GNSS stationerne, vil give et mere præcist resultat i omregningen mellem jordskorpedeformation og ismængder.

Testområde Thule Resultater fra satellitmissionen GRACE (Gravity Recovery and Climate Experiment) har vist at massetabet har bredt sig fra sydøstgrønland, op langs vestkysten frem til Thule og videre nordpå. GRACE er en tandem satellitmission. To identiske satellitter flyver i samme bane ca. 500 km over jordens overflade og måler kontinuert afstanden mellem satellitterne med en nøjagtighed på 1/100 mm. Afstanden mellem satellitterne er ca. 220 km. Den basale ide er at når den forreste satellit overflyver områder med større densitet end den bagerste, vil der ske en opbremsning som følge at en større gravitation. Forskelle i gravitation observeres som en deformation af afstanden mellem satellitterne. Når det samme område overflyves vil selv små forskelle i gravitation kunne registreres. Mange forskningsprojekter har vist at GRACE kan benyttes til at kortlægge f.eks. grundvandstand og således også ændringer i ismasser over Grønland. (http://www-app2. gfz-potsdam.de/pb1/op/grace/) Figur 10 viser massetab i Grønland bestemt med GRACE. Der ses et kraftigt massetab i syd-øst Grønland. I denne sammenhæng

Tabel 1. Sammenligning mellem ablationsmodel og GNSS

Lokation Ablationsmodel GNSS beregnet

Højdeændring i mm/år Kangia Ilulissat 17.1 3.8 16.4 4.9

Qeqertarsuaq 1.3 1.9

Aasiaat 1.5 0.9

51

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 9. Tidsserier fra Diskobugten (Khan S.A., 2010)

er det tendensen til stigende massetab op langs Grønlands vestkyst der fokuseres på.

Hensigten med testområdet fra Thule er at undersøge om opløsningen i GNSS tidsserien er tilstrækkelig god til at erkende en acceleration i højdekomponenten.

Tidsserien for Thule i figur 11 viser at højdedeformationen er steget fra ca 2 til 10 mm/år fra 2002 til 2009. GNSS baserede tidsserier har altså en opløsning og en nøjagtighed der

52

er tilstrækkelig til detektereing af små ikkelineære deformationsprocesser.

Kurven der viser højdekomponentens middel års variation viser 2 perioder: en helårlig hvor masse ophobes om vinteren ag afsmelter om sommeren. Den halvårlige periode med hævning af jordskorpen om sommeren tilskriver vi udsving i såkaldt atmosfærisk loading af jordskorpen.

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 10. Massetab i Grønland bestemt med GRACE (Wahr J., 2009)

53

Perspektiv nr. 17, 2010

Figur 11. Tidsserie fra Thule (Bevis, M., 2009)

Konklusion Vi har demonstreret at GNSS kan benyttes som værktøj til bestemmelse af massetab og dermed indirekte globale klimaforandringer med Grønlands Indlandsis som medie. Deformationer af jordskorpen kan med pålidelighed omsættes til massetab af de vandresourcer der er opmagasineret i Indlandsisens randområder. Vi har demonstreret at langs tidsserier med GNSS resultater, har en opløsning og en nøjagtighed der er tilstrækkelig til at GNSS kan benyttes som indikator for at forandringer er initieret til nye områder.

Mens vi venter på at tidsserierne for de mange nye stationer vokser sig pålidelige, er der ud-

54

fordringer med at etablere absolutte tyngdemålinger i GNSS stationerne. Absolutte tyngdemålinger er sammen med GNSS til at beskrive højdeændringer geometrisk, den mest præcise metode til at bestemme pålidelige Glacial Isostatic Adjustment modeller. Disse modeller vil være af stor værdi for andre cryosfærerelaterede forskningsværktøjer som f.eks. GRACE. Omvendt vil satellitbaserede missioner som GRACE være nødvendig som supplement til over vågning af forandringer midt inde på Indlandsisen, hvor en masseændring ikke vil kunne ses som respons i GNSS stationer på klippegrund ude på kysten mange hundrede kilometer borte.

Perspektiv nr. 17, 2010

Ud over GNSS og andre satellitbaserede overvågningsværktøjer til at overvåge globale klimaforandringer, er det oplagt at foretage vandstandsobservationer. DTU Space driver tre tidevandsstationer i Grønland der er knyttet til permanente GNSS stationer, og forventer at inddrage data herfra i forskningen fremover.

Referencer

and GRACE, Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 32, 111-149, 2004 Wahr, J. Personlig kommunikation, 2009 Zumberge, J.F., M.B. Heflin, D.C. Jefferson, M.M. Watkins, F.H. Webb, Precise Point Positioning for the efficient and robust analysis of GPS data from large networks. Journal of Geophysical Research, 120,5005-5017, 1997.

Bevis, M., Personlig kommunikation, 2009 http://www.oso.chalmers.se/~loading/ Joughin, I., I.M. Howat, M. Fahnestock, B. Smith, W. Krabill, R.B. Alley, H.Stern, M. Truffer, Continued evolution of Jakobshavn Isbrae following its rapid speedup, Journal of Geophysical Research, 113,

http://www-app2.gfz-potsdam.de/pb1/op/grace/

Fodnoter 1

Khan S.A, L. Liu, J. Wahr, I. Howat, I. Joughin, GPS measurements of crustal uplift near Jakobshavn Isbræ due to glacial ice mass loss, under peer review 2010

GNSS: Global Navigation Satellite System, er en fællesbetegnelse for GPS, Galileo, GLONASS m.v.

2

Instrument til måling af den absolutte tyngdeacceleration (m/s2)

Peltier, W.R., Global glacial isostasy and the surface of the ice-age Earth: the ICE-5G (VM2) model

Om forfatteren Finn Bo Madsen, Landinspektør, Sektionsleder, DTU Space, Juliane Maries Vej 30, 2100 København Ø, E-mail: bm@space.dtu.dk Shfaqat Abbas Khan, Ph. D., Seniorforsker, DTU Space, Juliane Maries Vej 30, 2100 København Ø, E-mail: abbas@space.dtu.dk Jens Emil Nielsen, Cand. Scient., Videnskabelig Assistent, DTU Space, Juliane Maries Vej 30, 2100 København Ø, E-mail: jemni@space.dtu.dk

55

Termografisk Perspektiv nr. 17, 2010kortlægning

Termografisk kortlægning fra luften er en metode til at analysere og visualisere f.eks. bygningers varme og -energitab. Ved hjælp af specielt kameraudstyr er det muligt fra luften at identificere f.eks. bygninger og fjernvarmerør, der udstråler for meget varme.

COWI kortlægger varmetab fra luften Varmetab fra f.eks. bygninger og fjernvarmenetværk kortlægges præcist og effektivt ved hjælp af professionelt udstyr til termografisk måling fra luften.

Det termografiske kamerasystem er tilknyttet avanceret GPS, der gør at varmetabet kortlægges med stor præcision. Områder, med store varmetab, udpeges i detaljer ned til 20 cm’s pixelstørrelse.

COWI har en dyb faglig viden inden for bl.a. byggeri, fjernvarme og økonomiske samfundsanalyser og med den viden udfører COWI tolkninger og analyser, der sikrer, at beslutninger om renovering kan optimeres.

Kongens Lyngby Parallelvej 2 2800 Kongens Lyngby Tlf. 45 97 22 11 Fax 45 97 22 12

56

Odense Odensevej 95 5260 Odense S Tlf. 63 11 49 00 Fax 63 11 49 49

Silkeborg Papirfabrikken 28 8600 Silkeborg Tlf. 87 22 57 00 Fax 87 22 57 01

Aalborg Thulebakken 34 9000 Aalborg Tlf. 99 36 77 00 Fax 99 36 77 01

www.cowi.dk/varmekort