Muligheten for å måle vannføringen i en elv er essensiell for alt arbeid med flom og beregning av flommens omfang. Her måler student Magnus Skudal Tjøm ved Norges miljø og biovitenskapelige universitet vannføringen ved hjelp av et akustisk instrument som benytter seg av dopplereffekten. (Foto: Håkon Sparre, NMBU)
Hydrologiske modeller og avrenning:
Hydrologiske modeller er en samlebetegnelse på matematiske modeller som simulerer vannets kretsløp på jordoverflaten.
Avrenningsmodeller og hydrologiske modeller brukes om hverandre, men en modell kan variere. En avrenningsmodell brukes som regel for å simulere forholdet mellom nedbør og vannføring i et vassdrag. Spesielle anvendelser av avrenningsmodeller er for varslig av flomvannføring eller lavvannsføring i forbindelse med tørke.
Hydrologene – de som holder styr på hvor mye vann som finnes på hvilket sted til hvilken tid – har kanskje ikke vært så synlige i klimadebatten.
Men det er disse menneskene som kan fortelle oss hvordan det står til med nedbørsfeltene rundt oss, det vil si hvor mye som går inn og ut av vannkontoen vår, og som sjekker om det er balanse i vannregnskapet og hvor neste flom kan ventes.
Forskere ved NMBU har gjennom testing av hydrologiske modeller funnet at dagens klimamodeller i for liten grad tar hensyn til vannets kretsløp, noe som til syvende og sist kan føre til at politikerne risikerer å sette i verk feil tiltak.
Tre ulike klimasoner
Forskerne, med Fasil Ejigu Eregno, i spissen har gjennom observasjoner av vannets kretsløp i tre ulike klimasoner, koblet beregninger av vannbalansen opp mot dagens klimamodeller.
Det har gjort det mulig å se nærmere på hvilke endringer vi kan vente oss når det gjelder både flom og fordampning og mengden markvann og grunnvann. Forskningen har tatt utgangspunkt i Elverum og Hummelvoll i Norge, i Ddessa og Dembi i Etiopia og i Dongjiang og Shuntian i Kina.
Det er ifølge forskerne to ting som viser seg å være dårlig ivaretatt i dagens klimamodeller:
1. Usikkerheten rundt nedbøren og mengden som kommer. Det er ofte feil i nedbørsdata fra meterologene, og hvordan forskerne skal korrigere dette er ikke godt nok forstått.
2. Fordampning fra bakken og opptak av vann i biomasse som planter og trær er ikke godt nok representert i beregningene. Forskerne forstår dette på mikroskalanivå, men utfordringene starter når dette skal inn i klimamodellene.
Fant hull i modellene
Forskerene gjennomførte en teoretisk studie hvor to hydrologiske modeller ble benyttet og testet. I neste omgang ble data fra klimamodellene brukt for å simulere endringer i vannbalansen.
Forskerene fant tydelige svakheter ved de hydrologiske modellene og at de ikke tar godt nok høyde for hvordan ulike hydrologiske prosesser er koblet sammen.
Basert på ulike modeller kan identisk endring i klima få forskjellige utslag i form av flom og tørke.
Bekem Berati ror rundt i hagen sin i Trysil for å ta en nærmere kikk på bilen han ikke klarte å flytte fra vannmassene. I mai i år steg vannet kraftig i Trysilelva og forårsaket flom og store oversvømmelser i Trysil og Nybergsund. (Foto: Heiko Junge, NTB scanpix)
Det er derfor ikke helt enkelt å si hva som blir konsekvensene for mennesker eller dyr langs de ulike vassdragene.
– Vi ser at beregningene gir helt forskjellig avrenning til vassdragene avhengig av klimasone og temperatur. Hvis forskere skal jobbe med hydrologiske klimasenarioer, må en bruke flere modeller. Det holder ikke bare med én modell, forklarer førsteamanuensis Nils-Otto Kitterød ved NMBU.
– Dette er et uttrykk for at de hydrologiske modellene per i dag ikke er avanserte nok. Det kan gi store feil når en skal beregne eksempelvis størrelse på flom, sier han.
Annonse
Kan gi bedre varsel og beslutninger
Det er håp om at ny kunnskap om vannets kretsløp kan føre til bedre flomvarsel og at det med tiden blir utviklet klimamodeller som ivaretar forskjellene i de ulike klimasonene.
– I dag har vi ikke gode nok mekanismer til å fange alle variabler, sier Kitterød.
En av utfordringene i dagens klimamodeller er at de ikke har gode nok mekanismer til å fange opp riktig avrenning. Det gjør at klimamodellene spriker. Konsekvensen er at forskerne heller ikke klarer å beregne godt nok hvordan vannet som damper opp i atmosfæren spres og skaper utfordringer andre steder.
– I ytterste konsekvens kan det føre til at politikere risikerer å sette i gang tiltak som ikke virker. I tiden framover viser disse nye resultatene at det er svært viktig at en bruker mer ressurser på forskning som har med vannbalansen å gjøre, sier Kitterød.
– Først da kan vi som forskere gjøre beregninger når det gjelder vannressursene i et gitt geografisk område. Blir det mer eller mindre vann tilgjengelig, og hvordan blir fordelingen av vannet i løpet av året? Her spiller usikkerheten i beregningene en like stor rolle som det vi anser som mest sannsynlig, sier han.
Referanse:
Eregno, Fasil E. m.fl.: Modeling hydrological impacts of climate change in different climatic zones i International Journal of Climate Change Strategies and Management, Vol. 5 Iss: 3, pp.344 - 365, 2013 Sammendrag
