Kustzonsmodellen

Kustzonsmodellen, även kallad SCM (Swedish Coastal zone Model), är en del i SMHIs modellsystem för beräkning av vattenkvalitet inom svensk vattenförvaltning, men används även inom forskningsprojekt. Tillsammans med avrinningsmodellen S-HYPE beräknas underlag för karaktärisering och åtgärdsplaner för alla vattenförekomster i både sötvatten och kustvatten. Inom forskningen används modellen för att undersöka kustzonens funktion, t.ex. hur näringstillförsel från land förändras innan den når Östersjön.

Kustzonsmodellen

Kustzonsmodellen (Sahlberg, 2009), började utvecklas på SMHI 1994 i samarbete med Vattenvårdsförbundet för västra Hanöbukten. Den fysiska endimensionella PROBE modellen (Svensson, 1998) anpassades till pilotområdet Hanöbukten. Senare har PROBE-modellen kopplats samman med den biogeokemiska modellen SCOBI (Marmefelt et. al.,1999, Eilola et. al., 2009) som har utvecklats på SMHI.

Processer Kustzon
Översiktlig bild över processer som ingår Kustzonsmodellen. Bilden till vänster visar de fysiska processerna i PROBE och bilden till höger de biogeokemiska processerna i SCOBI. Förstora Bild

Kustzonsmodellen är indelad i vattenförekomster som antas vara horisontellt homogena med hög vertikal upplösning. Längs Sveriges kust är modellen applicerad för alla vattenförekomster i SVAR och när SVAR-indelningen ändras uppdateras även modelluppsättningen.

Modellen beräknar den vertikala variationen i varje vattenförekomst av ett flertal variabler bl.a. temperatur, salthalt, omsättningstid, syrgas, nitrat, ammonium, totalkväve, fosfat, totalfosfor och klorofyll (summan av SCOBIs tre växtplanktontyper kiselalger, dinoflagellater och kvävefixerande cyanobakterier). Dessutom beräknas transporten mellan vattenförekomster av alla dessa variabler.

Indata till kustzonsmodellen

Kustzonsmodellen drivs av väderdata, landtillrinning och tillståndet i havet utanför kustlinjen. Dessutom ingår atmosfärsdeposition av kväve och fosfor samt direktutsläpp i kusten från punktkällor, se tabell nedan.

Tabell 1. Indata till kustzonsmodellen
Typ Data Tidsupplösning Källa  
Geografisk information Hypsografer   SVAR (SMHI)  
Geografisk information Sundarea   SVAR (SMHI)  
Geografisk information Sunddjup   SVAR (SMHI)  
Väderdata Temperatur, vindhastighet, relativ fuktighet, molnighet Var tredje timme Databas SMHI, MESAN-modellen (SMHI)  
Landtillrinning Vattenföring, koncentration av kväve och fosfor Dygn S-HYPE modellen (SMHI)  
Övriga källor kväve och fosfor Punktkällor Varierande SMED  
Övriga källor kväve och fosfor Atmosfärs-deposition Månadsmedel MATCH-modellen (SMHI), Areskoug, (1993)  
Havsdata Profiler av alla modell-variabler Dygn Övervakningsdata assimilerad till 1D modell  

Användningsområden

Modellen används för att årligen producera modellunderlag till vattenweb och inom forskning och myndighetsuppdrag. T.ex. användes modellen inom BONUS COCOA projektet.

Under 2016 publicerades en forskningsstudie om näringretention i Stockholms skärgård (Almroth-Rosell et. al., 2016) som uppskattade att ungefär 65% av den fosfor och 72% av kvävet som når skärgården inte når öppna Östersjön.

Referenser

Almroth-Rosell, E., Edman, M., Eilola, K., Meier, H.M. and Sahlberg, J., (2016). Modelling nutrient retention in the coastal zone of an eutrophic sea. Biogeosciences, 13(20), 5753.

Eilola, K., Meier, M. and Almroth, E. (2009). On the dynamics of oxygen, phosphorus and cyanobacteria in the Baltic Sea; A model study. Journal of Marine Systems. 75, 163–184.

Marmefelt, E., Arheimer, B. and Langner, J. (1999). An integrated biogeochemical model system for the Baltic Sea. Hydrobiologia, 393, 45-56.

Sahlberg, J. (2009). The Coastal Zone Model. SMHI Oceanography No.98.

Svensson, U. (1998). PROBE Program for Boundary Layers in the Environment - System description and Manual. SMHI Reports Oceanography (RO) No. 24.