Fjord to ocean connections

Når ein skal modellere utveksling av vassmassar mellom fjord og hav, skapar det vide spekteret av fysiske dimensjonar i topografien i dette området eit problem. Kysttopografien er ofte komplisert, spesielt langs norskekysten, der fjordar er knytta til havet gjennom trange sund som krev modellgrid med fin oppløysing. I dette prosjektet studerer vi korleis to ulike modelltypar taklar dette spekteret av skalaer. Vi ser på ein type modellar som brukar regulært grid i heile modellområdet, og ein annan med fleksibelt grid, noko som inneber at gridstorleiken er mindre i trange sund. Tidevatnet dominerer sirkulasjonen gjennom slike trange sund. I modellkjøringar med fullstendig realistisk miljøpådrag, vil variabel vind føre til stor variabilitet i det generelle sirkulasjonsfeltet i eit modellområde. Denne variabiliteten vil truleg oppføre seg likt i modelltypar med både regulære og fleksible grid, og vil gjere det vanskeleg å trekke ut skilnader som har si årsak i dei ulike gridtypane. Vi har vist slik vindpåverka variablitet i modellkjøringar med regulært grid frå elleve år (2002-2012), modellkjøringar som er gjort for eit område som dekkjer kystsona frå sør for Vestfjorden til nord for Andøya. Sirkulasjonsfelta frå desse kjøringane har blitt brukt til å simulere spreiing av raudåte-yngel. Vi viser foreløpige resultat frå eit arbeid som ser på kor realistisk utveksling av vatn på tvers av ein front på eggakanten numeriske modellar klarar å simulere. Vi presenterer også studier av kor viktig kvervlar er for slik utveksling, basert på observasjonar. Til slutt viser vi ei samanlikning mellom korleis ein to modelltypar med ustrukturert og strukturert grid simulerer straum gjennom eit trangt sund i ein fjord i nord-Troms, som er styrt av tidevatnet. Dette studiet viser også konsekvensar av dei ulike straumfelta på spreiing av partiklar som følgjer straumane.

The overall goal of the proposed project is to evaluate whether there is potential for significant improvement in numerical modelling of near-coastal ocean circulation and exchanges of water masses between fjords and the open ocean. The fundamental diffic ulty with modelling these exchange processes is the wide range of physical scales involved. Coastal topography is often complex, particularly along the coast of Norway with fjords connected to the open ocean via fjord openings and straits that can be much narrower than ocean models are able to resolve. The usual approach in model systems currently used in coastal management in Norway is to use so called nested modelling, where fine grid scale models are forced along open boundaries with model output from coarser grid scale models. An alternative method is now becoming increasingly in use in the modelling society; models with so called unstructured grid. The distance between the computed nodes in the model grid varies according to requirements for resolvin g either topographic features or important physical processes. Here we will compare the two approaches. State-of-the-art model systems representing the two approaches will be used for modelling the same coastal area; a part of the Lofoten-Vesterålen archi pelago. Model output of flow fields and water mass characteristics will be compared between the models and against observations, and there will be specific focus on possible implications from differences in flow field for the drift and spreading of biolog ical matter.