Doktorgrad på tyngdefelt og havnivå

  • Bildet viser MDT for perioden 1996-2000 i den norske kystsonen, slik den er gitt av den numeriske havmodellen OFES.
    Foto
    OFES Norway

I sitt doktorgradsarbeid har Vegard Ophaug fra Asker studert nye observasjoner og modeller som kan forbedre vår forståelse av tyngdefeltet, havnivå og havdynamikk i den norske kystsonen.

Doktorgrad på tyngdefelt og havnivå

Havstrømmer i kystsonen er svært viktige for miljø- og klimarelaterte studier. Havstrømmene i Norskehavet opprettholder vårt relativt milde klima, og påvirker transport av næringsstoffer, sjøisproduksjon i Barentshavet og rundt Svalbard, on- og offshoreaktiviteter, økosystemprosesser og havnivåendringer.

I oseanografien beregnes havstrømmer med numeriske modeller som er drevet av målinger av saltinnhold og temperatur, samt meteorologiske data.

Det har de senere årene vært en rask utvikling av geodetiske måleteknikker som kan supplere oseanografiske resultater. I doktoravhandlingen har Ophaug undersøkt innvirkningen nye geodetiske måleteknikker og modeller har hatt på tyngdefelt, havnivå og havdynamikk i den norske kystsonen.

 

Hva er geodetiske observasjoner?
Geodesi omfatter observasjon av jorda, inkludert tyngdefeltet, og danner grunnlaget for all posisjonsbestemmelse, kartlegging og overvåking av det tidsvarierende jordsystemet. Geodetiske observasjoner inneholder informasjon om havnivå og havstrømmer.

To geodetiske observasjonsteknikker er satellittaltimetri (observasjon av havnivå med satellitt) og vannstandsmålere, som begge observerer havoverflatens høyde – førstnevnte med global dekning, men med utfordringer nær kysten, og sistnevnte nær kysten, men kun tilgjengelig i bestemte punkter.

Geoiden er en nivåflate i jordas tyngdefelt og den teoretiske høyden på havet hvis man trekker fra tidevann, havstrømmer og bølger. Om havet var upåvirket av ytre krefter ville havoverflaten vært i hydrostatisk likevekt og parallell med geoiden. Dermed gir forskjellen mellom geoiden og den faktiske havoverflaten en geodetisk tilnærming til å bestemme havstrømmer.

Med to uavhengige metoder for å bestemme samme størrelse får vi tryggere estimater og økt tiltro til oseanografiske og geodetiske datasett.

Forbedret målemetode
Tidevannet er komplekst langs kysten, og globale tidevannsmodeller passer ikke nødvendigvis å bruke langs Norskehavet. Videre er det vanskelig å sikre at observasjoner fra land, kyst og åpent hav er sammenlignbare. Bare noen få spesielt utviklede kystprodukter basert på satellittaltimetri finnes, og hittil er ingen av disse undersøkt langs norskekysten.

Det er flere utfordringer knyttet til undersøkelser av havdynamikk i kystsonen. Både satellittaltimetri og numeriske havmodeller viser store uregelmessigheter i kystsonen. Havnivåobservasjoner fra satellitt forstyrres av landmassene, og vannstandsmålerne er utsatt for landhevning.

Den norske geoiden er blitt betraktelig forbedret gjennom gravimetrisatellitter. Forskjellige målinger stemmer overens på centimeter-nivå, i samsvar med lignende studier i andre kystområder. Nye altimetrisatellitter gir observasjoner av havoverflaten i kystnære områder som tidligere ikke var mulig å observere med denne teknikken.

 

Published 29. mars 2017 - 14:49 - Updated 23. mai 2017 - 19:09