Modeller og modellering

Modeller er en forenkling av virkeligheten som brukes for å beskrive tilstander og egenskaper som det er vanskelig eller umulig å måle direkte. Det finnes flere typer modeller, men ved Havforskningsinstituttet er modeller i stor grad synonymt med simuleringsmodeller. Det betyr at man beskriver prosesser ved hjelp av matematiske ligninger som man så benytter kraftige datamaskiner for å løse.

Bruksområdene for modellering er mange, og spenner fra en ren beskrivelse av havstrømmene og hvor varmt vannet er til modeller som ser på spredning av smittestoffer fra oppdrettsanlegg og modeller som beskriver vekselvirkninger mellom havmiljøet, plankton og fisk.

I tillegg til en ren tilstandsbeskrivelse, gir modeller oss dessuten muligheten til å studere effekter av blant annet forvaltningsstrategier, forurensing og klimaendringer på fiskebestander eller andre økosystemkomponenter, og i mange tilfeller er modeller den eneste praktiske måten å sammenstille og kvantifisere forskjellige typer informasjon og prosesser på. Det er en utstrakt bruk av modeller i forbindelse med den rådgivningen som blir utført ved Havforskningsinstituttet.

Havforskningsinstituttet benytter mange ulike modeller for å bedre vår forståelse og kvantifisering av prosessene i havområdene. Grovt sett kan vi dele de modellene vi benytter inn i fem ulike kategorier:

  1. Sirkulasjonsmodeller. Dette er grunnlaget for det meste av det vi driver med av modellering. En sirkulasjonsmodell ligner på en værvarslingsmodell for havet, og benyttes til å beregne variasjoner i strøm, salt, temperatur, vannstand og is.
  2. Spredningsmodeller. Havet er transportveien for mange ulike ting som for eksempel forurensing, olje, fiskelarver og lakselus. En spredningsmodell benytter resultatene fra en sirkulasjonsmodell til å beregne hvordan ulike stoffer eller organismer sprer seg fra en kilde. Dette inkluderer både hvor et stoff ender opp og hvor fort det sprer seg.
  3. Økosystemmodeller. En økosystemmodell brukes for å beskrive større eller mindre deler av økosystemene og vekselvirkninger mellom disse. En slik modell kan inkludere en eller flere typer næringssalt, plankton, fisk og sjøpattedyr. På samme måte som for spredningsmodeller benyttes en sirkulasjonsmodell for å beskrive det fysiske miljøet, og en økosystemmodell inneholder også ofte en egen spredningsmodell.
  4. Klimamodeller. For å beregne fremtidig klima brukes sirkulasjonsmodeller for hav og atmosfære. Klimamodeller tar hensyn til koblinger mellom disse inkludert egne beregninger for utstrekning og tykkelse på snø og is (på land og i havet), vegetasjon på land og karbonsyklus.
  5. Bestandsmodeller. 
C:\Users\a22905\Pictures\Figurer\NorKyst800 strom.png

Sirkulasjonsmodeller

Havmodeller brukes til å beskrive de fysiske variablene som temperatur, saltholdighet, strøm og vannstand i rom og tid. Slike modeller er basert på grunnleggende fysiske lover for bl.a. bevaring av masse, bevegelse og energi.

C:\Users\a22905\Pictures\Figurer\Ferdige figurer\Spredning_lakselus.png

Spredningsmodellering

En viktig arbeidsoppgave ved Havforskningsinstituttet er å forklare spredning og fordeling av en rekke biologiske og kjemiske stoffer i havet. Til dette er det hensiktsmessig å bruke spredningsmodeller. Vi kan i prinsippet benytte spredningsmodeller for alt som driver med strømmene.

C:\Users\a22905\Pictures\Figurer\ecosystem_illustration.jpg

Økosystemmodeller

En økosystemmodell brukes for å beskrive større eller mindre deler av økosystemene og vekselvirkninger mellom disse. En slik modell kan inkludere en eller flere typer næringssalt, plankton, fisk og sjøpattedyr. 

isfjell.jpg

Klimamodeller

Klimamodellene beregner klimaet på basis av naturlovene og kjennskap til solstråling, jordens bevegelser, egenskapene til atmosfæren, havet og landjorden.