25 oktober 2002

Det matematiske iltsvind

DHI venter utålmodigt på at deres matematiske model over iltsvind i de danske farvande tages i brug i forbindelse med den nye vandmiljøplan. Den viser, at klimaet har meget stor betydning for iltsvindet.

Af Jan Dahlmann, Ingeniøren

Havde vejret i september i år været som for to år siden, så havde iltsvindet i år i de danske farvande været langt mindre. I hvert fald hvis man skal tro den modelberegning, som DHI - Institut for vand og miljø har foretaget for Ingeniøren.

Kortene taler vel nærmest for sig selv. Sådan besvarer divisionsdirektør i DHI Jacob Steen Møller Ingeniørens spørgsmål om, hvad han konkluderer på baggrund af DHI's beregninger over iltsvind og klima. De to DHI-kort her på siden viser størrelsen af vejrets indflydelse, klimafaktoren. Kortene demonstrerer samtidig det modelværktøj, som DHI har udviklet til at lave iltsvindsprognoser og -kort.

Hvis man vil vide noget om effekten i vandmiljøet af et indgreb over for for eksempel kvælstofudledningen fra landbruget, er modellen det p.t. bedst egnede værktøj, mener afdelingsleder i DHI's Økologiske Modelcenter, civ.ing. Karl Iver Dahl-Madsen. Problemet for ham og DHI er blot, at sådanne modeller hidtil ikke har været anvendt i forbindelse med vandmiljøplanerne. Begge planer er lavet delvist i blinde, uden at der er foretaget beregninger af planernes effekt på iltsvindet. Man har reguleret på udledningerne og håbet på det bedste - men resultatet er blevet problemer med uopfyldte forventninger og manglende økonomisk optimering, siger Dahl-Madsen. Han slår på, at DHI er et af statens ti godkendte teknologiske serviceinstitutter, og derfor må det være på tide, at rådgivningen til miljøforvaltningen også kommer fra dem, som tør anvende det, man allerede ved som grundlag for at tage de bedst mulige beslutninger på området. Sådan lyder i korthed DHI's budskab.

Ifølge Jacob Steen Møller har DHI forberedt sig grundigt på at kunne regne med på næste vandmiljøplan, den såkaldte VMP3. Vi har præsenteret vores opfattelse for de relevante aktører, og vi håber at blive indkaldt til en af de arbejdsgrupper, som miljøministeren har nedsat til at forberede VMP3, siger han.

At der ikke skulle være lavet effektberegninger af de to tidligere vandmiljøplaner, afvises dog kraftigt af Danmarks Miljøundersøgelser. Ved VMP1 og især ved VMP2 omfattede beslutningsgrundlaget for politikerne både de enkelte virkemidlers effekt i kg fjernet N og prisen på virkemidlerne. Det er en myte, at politikerne ikke kunne have valgt en økonomisk optimeret løsning. De havde beslutningsgrundlaget, og der blev foretaget en politisk beslutning. De økonomiske beregninger ved VMP2 blev lavet af det, der nu er Fødevareøkonomisk Institut. Det er i orden, at DHI ønsker at markedsføre sine produkter, men ikke på denne måde, siger DMU's direktør Henrik Sandbech.

Et spørgsmål om metode

Ifølge DHI drejer sagen sig om metode. Der har blandt nogle universitetsbiologer været en udtalt og påfaldende modvilje imod at anvende matematisk modellering. Modviljen er på retur, men den er fortsat udtalt, siger Karl Iver Dahl-Madsen, der står i spidsen for udviklingen af "iltudsigten". Hans analyse i forhold til at anvende matematiske modeller lyder således: Det er kompliceret at opgøre stoftilførsler og stoftransporter i havet, især når man iagttager, at de indre danske farvande reelt er en stor flodmunding, hvor alt varierer stærkt med tiden i tidsskalaer fra tidevandsperioder til klimatiske ændringer over hundreder og tusinder af år. Men det klassiske værktøj til at analysere et sådan system er matematiske modeller af hydrodynamik, transport og biologiske kemiske processer. Hvis et sådant værktøj havde været anvendt i forbindelse med de store nationale vandmiljøplaner, kunne det danske samfund ifølge Dahl-Madsen have fået meget mere miljø for pengene. Vi mener, at rådgivningen til miljøforvaltningen på miljøområdet har været domineret af "grundforskere", som i sagens natur har lagt vægt på det, man ikke ved - som jo altid er uendelig meget, men måske ikke uendelig vigtigt, siger Karl Iver Dahl-Madsen.

Stillet over for denne svada siger professor i økologi på fersk vandsbiologisklaboratorium på Københavns Universitet, Kaj Sand Jensen, som selv er uddannet marinbiolog. Ja ja, det har Karl Iver Dahl-Madsen sagt tusind gange før, men det passer ikke. Langt de fleste miljøbiologer synes, at simple erfaringsmodeller og også komplekse beregningsmodeller er fortrinlige værktøjer. Men det er også en sund skepsis over for komplekse modeller, når man ikke har testet deres faktiske evne til at forudsige virkelige hændelser ude i naturen. Han tilføjer, at der i højeste grad er brug for at udvikle regnemæssige modeller, der kobler afstrømningen af kvælstof fra land med primærproduktionen af alger, nedsynkningen af organisk stof til bundvandet og udviklingen af iltsvind.

Men det er DHI altså i gang med, og det er fortrinligt, at DHI har udført det arbejde, siger Kaj Sand Jensen.

På DHI besvarer chefingeniør Ian Sehested Hansen, Sand Jensens spørgsmål om modelpålidelighed: Modellerne er nu i stand til at regne tilbage i tiden og beskrive de observerede iltsvind. Vi kan med lige så stor sikkerhed beregne effekterne af indgreb over for næringsstofbelastningen. Modellen kan jo regne med alle mulige scenarier, så den er alt andet lige fortrinlig til at vurdere effekter af nye tiltag, siger han.

Allerede i 1988 lavede de daværende vandmiljøinstitutter (VKI og DHI og Isotopcentralen) en rapport om problemstillingen baseret bl.a. på en tolags massebalancemodel for de indre danske farvande. Rapporten konkluderede blandt andet: "En halvering af kvælstofudledningen fra Danmark vil få en meget beskeden virkning på iltkoncentrationen i bundvandet i Kattegat og Bælthavet." Ganske profetisk fik man ligeledes udtrykt, at Vandmiljø plan VMP1 højest ville kunne reducere N-udledningen fra landbruget med 20 procent og ikke som ønsket med 50 procent, siger Karl Iver Dahl-Madsen.

Modellens usikkerhed

Modellens pålidelighed er selvsagt et punkt til debat. Hvor stor er usikkerheden? Kan man modellere alt? Det forekommer os, at der i spørgsmålene ligger gemt en opfattelse af, at modellering er noget meget usikkert noget, og at målinger uden modeller er et meget bedre udgangspunkt for at tage beslutninger. Det er efter vores opfattelse helt forkert, når det gælder en kontant og rent naturvidenskabelig problemstilling som iltsvindet og dets årsager. Først skal man gøre sig klart, at alle mennesker anvender modeller af virkeligheden, når de tager beslutninger, siger Karl Iver Dahl-Madsen.

Et eksempel på en sådan misvisende model er ifølge DHI, når det ofte i debatten om iltsvindet fremhæves, at 80 procent af kvælstofbelastningen af de kystnære områder kommer fra landbruget. I den iagttagelse ligger implicit den helt forkerte "model", der siger at iltsvindet er direkte proportionalt med belastningen fra land. Det er ikke rigtigt. Forholdene i de kystnære områder afhænger i høj grad af baggrundskoncentrationerne af stof i havet. Forholdene varierer stærkt fra sted til sted og kan kun tydeliggøres gennem beregninger, mener han. Hertil kommer - ifølge Karl Iver Dahl-Madsen - at modeller, der kun befinder sig i folks hoveder, er svære at tjekke. En væsentlig fordel ved matematisk modellering er, at denne metode giver en tydelig og gennemsigtig fremstilling af problemstillingen, hvor både forudsætninger og ligninger kan tjekkes af fagfolk på området.

Ingen kommentarer: