Tema: Modeller

  • Lakselusmodellen hele Norge.gif

    Slik haiket lakselusene med strømmene våren 2019, ifølge modellene våre. De grønne områdene viser der det var mest lus. Dette er et eksempel på en spredningsmodell.

    Fotograf: Anne Dagrun Sandvik / Havforskningsinstituttet
  • modeller - illustrasjon.png

    Dette er en sirkulasjonsmodell som viser strøm på 10 meters dyp. Fargeskalaen viser strømstyrken og de sorte isolinjene er dybdekoter.

Modeller er en forenkling av virkeligheten som brukes for å beskrive noe som er vanskelig eller umulig å måle direkte. Ved Havforskningsinstituttet er modeller viktige for å forstå havstrømmene, fiskebestander, havbruk, lakselus og økosystemer.

Sjekker du været på yr.no før du beveger deg utenfor døren? Da har du, som mange andre, brukt en modell. Værvarselet er et eksempel på resultater fra en numerisk modell, og slike modeller har vært i bruk i lang tid.

Modeller for hav, bestander og økosystem fungerer på samme måte som slike værmodeller. Ved hjelp av ligninger beskriver de hvordan ulike arter fungerer sammen, hvordan økosystemet kan påvirkes av fiskerier, eller hvordan havstrømmene endrer seg.

Hvordan brukes modeller ved HI?

Ved Havforskningsinstituttet er det utstrakt bruk av modeller i forskningen og rådgivningen vår. Bruksområdene for modellene er mange, og varierer 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 har vi modeller som ser på kombinerte effekter av fiskerier, klima og for eksempel forurensning. 

Et eksempel på en modell er lakselusmodellen. Der inngår kunnskap om lakselusas vekst og adferd, strøm, temperatur og saltholdighet i tillegg til opplysninger fra oppdretterne om hvor mye lus de har i anlegget sitt. Meteorologisk institutt er en viktig samarbeidspartner siden de leverer daglige modellresultater av strøm, saltholdighet og temperatur fra den landsdekkende strømmodellen NorKyst800.

Lakselusmodellen gir oss viktig kunnskap når HI skal levere informasjon til trafikklyssystemet. Smittepresset fra lakselus på vill laksefisk avgjør om oppdrettsanleggene i produksjonssonene landet er delt opp i får opprettholde, øke eller må minske produksjonen av laks.

Ved hjelp av lusemodellen klarer vi å overvåke smittepresset på hele kysten, og dette utgjør et nødvendig supplement til dataene om smittepress fra feltarbeid som bare dekker utvalgte stasjoner. Modellen fungerer nærmest som en værmelding for lakselus:

Trenger vi modeller?

Modeller spiller en stadig viktigere rolle i vår forståelse av økosystemet, alene og i samspill med observasjoner.

Observasjoner gir oss informasjon om naturen for en begrenset tid og i et begrenset rom. Variasjoner i tid og rom som ikke fanges opp av observasjonene blir derfor ikke beskrevet - det er her modellene kommer inn. Modellresultater vil beskrive naturen med større oppløsning i tid og rom, og dermed fylle inn med informasjon som observasjonene ikke dekker. Selv om vi simulerer naturen med modeller er det likevel viktig å gjennomføre så mange observasjoner som mulig, siden resultatene fra modeller og observasjoner utfyller hverandre og tilsammen gir oss en langt bedre beskrivelse av naturen og den variasjonen som finnes.

Observasjoner av det “virkelige” systemet er viktige byggesteiner for å lage modellene, men det er umulig å beskrive alt både i tid og rom basert på observasjoner alene. Modellene kan brukes for å forstå sammenhenger vi ikke ser i observasjonene, tallfeste ting som det er umulig å måle og etterprøve hypoteser.

Hvilke modeller bruker HI?

Grovt sett kan vi dele modellene vi bruker inn i fem kategorier:

  1. Sirkulasjonsmodeller danner grunnlaget for det meste av modelleringen vi driver med. En sirkulasjonsmodell er som en værvarslingsmodell for havet, og brukes til å beregne variasjoner i strøm, salt, temperatur, vannstand og is. Den brukes til å beskrive det fysiske miljøet.
  2. Spredningsmodeller bruker resultatene fra en sirkulasjonsmodell til å beregne hvordan ulike stoffer eller organismer sprer seg fra en kilde. Havet er transportvei for blant annet forurensing, olje, fiskelarver og lakselus. En spredningsmodell vil beregne hvor fort disse tingene sprer seg, hvordan de fortynnes og hvor de til slutt ender opp.
  3. Økosystemmodeller brukes for å beskrive større eller mindre deler av økosystemet, og hvordan disse delene påvirker hverandre. En økosystemmodell kan inkludere sjøpattedyr, fisk, plankton og ulike typer næringssalter. Økosystemmodeller inkluderer ofte sirkulasjonsmodeller.
  4. Klimamodeller beregner hvordan klimaet vil utvikle seg i fremtiden. Klimamodellene våre bruker sirkulasjonsmodeller for hav, is og atmosfære. I tillegg inkluderer vi modeller som beskriver andre vær-relevante fenomener, som fordampning over land, isbreer og karbonkretsløpet.
  5. Bestandsmodeller beregner hvordan fiskebestander vil utvikle seg i fremtiden. Data fra fiskeriene, tokt og feltarbeid om gytebestand og rekruttering brukes sammen med våre andre modeller til å beregne hvordan bestander vil se ut flere år frem i tid.

Kan vi stole på modellene?

I dag er alle modellene gode, og de blir stadig bedre etter hvert som de utvikles og valideres. Modeller for det fysiske miljøet er i dag svært presise, og på samme måte som værvarslingsmodellene, vil de gi tilnærmet riktig beskrivelse av forholdene i minst 7 av 10 ganger.

Ett eksempel på hvordan modellene utvikles er lakselusmodellen. Forskerne brukte ny kunnskap om hvordan lakselus oppfører seg i brakkvann til å gjøre modellen enda bedre. De så at modellen stemte godt med det de observerte, men den var ikke presis nok i områder med lav saltholdighet i vannet. Nye studier viste at lusene misliker lav saltholdighet mer enn det forskerne trodde på forhånd. Forskerne brukte denne nye kunnskapen til å endre lakesluslarvenes følsomhet for salt i modellen, og så at antall lus i modellen stemte nesten perfekt med det de hadde observert i de virkelige smoltburene.

På samme måte blir også de andre modellene kontinuerlig validert og utviklet.