Kalibrering och utvärdering av Kustzonsmodellen

Här följer en generell beskrivning av det arbete som utförs av SMHI när Kustzonsmodellen kalibreras och utvärderas mot mätdata.

Kalibrering av Kustzonsmodellen

Kustzonsmodellen är uppsatt i kopplade vattenförekomster längs hela svenska kusten. För att kunna beskriva tillståndet i dessa vattenförekomster så bra som möjligt är vattenutbyte och omblandning två viktiga faktorer. 

Storleken på vattenutbytet mellan vattenförekomster drivs av deras täthetsskillnad och styrs av sundens tvärsnittsareor och maxdjup. 

Den vertikala blandningen kan ställas in per vattenförekomst genom att öka/minska effekten från vindstressen. Dessutom kan djupvattenblandningen kalibreras vilket påverkar egenskaperna hos bottenvattnet.

Dessa justeringar av vattenutbyte och vertikal blandning görs genom jämförelser mellan modell och mätdata. Jämförelser baseras på den mätdata som finns tillgänglig i Svenskt HavsARKiv (SHARK).

Utsjön har en stor påverkan

Tillståndet i Kustzonsmodellens kustvattenförekomster påverkas av en mängd olika faktorer. Längst in sker en tillrinning från land och längst ut sker ett vattenutbyte med utsjön. Begreppet utsjön syftar alltså i det här fallet på den del av havet som ligger utanför de kustvattenförekomster som modelleras. Många vattenförekomster är kraftigt påverkade av utsjövatten vilket gör beskrivningen av utbytet mellan kustranden och utsjön i modellen extra viktigt. Storleken på detta utbyte kalibreras.

Egenskaperna på det utsjövatten som går in i modellsystemet beskrivs av den oceanografiska återanalysmodellen NEMO vilken har kopplats till den biogeokemiska modellen SCOBI. För de kustvattenförekomster som gränsar till utsjön hämtas filer från återanalysmodellen vilka sedan används för att ta fram Kustzonsmodellens utsjödrivning. Mer information om NEMO-modellen finns via länken www.nemo-ocean.eu/ (på engelska).

Metod för modellutvärdering

Modellosäkerhet kännetecknar spridningen av modellberäknade värden i jämförelse med observerade värden. Detta innefattar dels själva modellens osäkerhet, dels osäkerheter hos indata och drivdata till modellen, och dessutom osäkerhet hos mätdata. Utvärderingen som beskrivs här ger endast en uppskattning av den totala osäkerheten.

Osäkerheten definieras som spridningsintervallet kring mätvärdet. Den genomsnittliga avvikelsen i procent används för att beskriva skillnaden mellan modellberäknat värde och uppmätt värde. Den genomsnittliga avvikelsen definieras som:

Genomsnittlig avvikelse i vattenwebb
Formeln för beräkning av genomsnittlig avvikelse i Vattenwebb.


Genomsnittliga koncentrationer beräknas från enskilda beräknade och uppmätta koncentrationsvärden, för de dagar då det finns mätvärden.

Utvärdering av modellresultatet redovisas på sidan Utvärdera Kustzonsmodellen och en guide till sidan finns i artikeln Utvärdera modellresultat för saltvatten.

Rapporteringsgräns för mätdata

För vissa parametrar finns det en begränsning i hur låga koncentrationer som går att mäta med vissa mätinstrument. Detta innebär att koncentrationen kan vara lägre än det värde som registreras av mätinstrumentet. SMHI har valt att inkludera denna data i Utvärdera Kustzonsmodellen, eftersom utvärderingen i vissa vattenförekomster annars skulle baseras på enstaka spikar i mätdata. Detta kan emellertid få som följd att modelldata ser ut att ligga för lågt trots att det inte är säkert att så är fallet. Särskilt tydligt är detta för parametern ”Salthalt vid yta” i våra nordliga kustvattenförekomster, där rapporteringsgränsen i de flesta fall är 2 PSU.

Bilden visar modelldata och mätdata i en kustvattenförekomst med låg salthalt i ytan.
Exempel på modelldata (röd linje) och mätdata (blåa punkter) i en kustvattenförekomst där rapporteringsgränsen för aktuella mätinstrument varit 2 PSU. Förstora Bild