Istillväxtsformler

En utvikning från Peters inlägg i följande tråd: http://www.utsidan.se/vb_forum/showthread.php?threadid=34953#post218713

Ispredikton och formlerna för istillväxt i Isboken baserar sig på rapporten ”Sjöisars beroende av väder och vind, snö och vatten” S Fremling, SMHI, RHO 12, 1977. Det är mycket lärorikt att laborera med dessa formler, men jag är något skeptisk till deras tillförlitlighet. Enligt min egen erfarenhet ger de ofta en överskattning av istillväxten. Vad jag kunnat utröna är de teoriskt härleda, men inte experimentellt belagda. Fremlings rapport är inte heller citerad i senare forskning om istillväxt, trots att det har forskats mycket om istillväxt de senaste åren. Tyvärr är modernare istillväxtsmodeller oftast inte uttryckta som enkla formler utan är som regel datorsimuleringar.

Jag misstänker att dagens modeller är tillräckigt bra för att förutsäga isläggning och bärig is med en felmarginal under 1 – 2 dygn, med måttligt noggranna väderprognoser. Här finns nog mycket att hämta om någon vill djupdyka i ämnet.

Fyra saker behövs:
1. En bra modell för istillväxt
2. Geografiska data för aktuella vatten (djup, vindfång etc.)
3. Historik för vattentemperatur, vattenrörelser, isläggning, snö etc.
4. Väderprognos (främst temperatur, utstrålning, vind och luftfuktighet)

Det mesta av detta finns troligen ganska lättåtkomligt idag. Det gäller bara att koppla ihop det.
[Ändrat av pby 2005-10-17 kl 21:04]

SMHI

Har SMHI modeller för detta annat än i makro-skala? Jag utgår från att vi söker efter ett verktyg med större precision än de vi har idag (titta ut, titta på väderleksprognoser och ringa kompisar). Nogrannheten idag är nog nere på åtminstonne +/- 3 dagar skulle jag tro.

Syftet med verktyget bör väl vara att inte missa första dagen det går att åka på Norra Vättern, Sommens stora fjärdar eller ut till Harstena, för att nämna några exempel i mitt åkområde.

Kanske är flygspaning en väl så effektiv metod? Den tar även hänsyn till lokala snöbyar till exempel.

Men det är klart jag har absolut inget emot en modell bara för modellens egen skull. Och det är klart att den ska verifieras mot empiriska data.

/Peter

Re: SMHI

Jag har inte djupdykt i detta än, men min känsla är att det finns mycket för oss skridskoåkare att hämta. Bl.a. har klimatforskningen intreserat sig mycket för is. Några referenser (jag kan nog hitta fler om jag letar):

- Leppäranta, M., 1983, A growth model for black ice, snow ice and snow thickness on subarctic basins, Nordic Hydrology
- Sahlberg, J., 1983, A hydrodynamical model for calculating the vertical temperature profile in lakes during cooling, Nordic Hydrology
- Launiainen, J. and Cheng, B., 1988, Modeling of ice thermodynamics in natural water bodies, Cold Regions Science and Technology
- Fang, X. et al., 1996, Simulation and observation of ice formation (freeze-over) in a lake, Cold Regions Science and Technology
- Stefan, H.G. and Fang, X., 1997, Simulated climate change effects on ice and snow covers on lakes in a temperated region, Cold Regions Science and Technology

Vad avses med "felmarginal inom 1-2 dagar" respektive "Noggrannheten idag är nog nere på åtminstone +/- 3 dagar".
Är det felmarginal för en "ögonblicksprognos", d v s att prognosmakaren säger "Nu är det is" eller är det en prognos på längre sikt, d v s "Om två veckor är det is"?

-Palle

Korttidsprognos

Jag menade nog på ganska kort tid, dvs kanske mindre än fem dagar. Med det som horisont är +- 3 dagar ju inte så bra...och viktigast av allt är att det inte slår -3 dagar!

Tänk om man på Söndagen säger att det går att åka på N Vättern på lördag, men verkligheten var onsdag. Då kan man ju vara helt säker på att det snöar på torsdag eller fredag. Inte sant?

Alltså kommer man inte bry sig om evt modell utan åka dit på onsdagen om man ser att det är risk för snö.

/Peter

Hur bra modellerna kan bli får nog framtiden visa. Resultat man får beror ju också på tillgång på prognosdata samt data att kalibrera modellen med (obsar). En modell som prickar rätt dag med mer än 50% rätt, vore mycket bra, men jag tro även lite sämre noggrannhet kan ha ett värde. Kan modellen signalera att en sjö är på gång, kommer det troligen att få fler personer åker ut och kollar isen. Dessutom skulle en sådan modell kanske hitta nya skridskosjöar åt oss, som vi inte kollar så ofta. Speciellt vid vädersituationer som rubbar den normala isläggningsordningen. En fördel med en modell är att det går att täcka stora områden.

Jag har t.ex. inte sett några obsar av åkbar is än, men jag är inte säker på att de inte finns någonstans i vårt land redan nu.

SMHI har en intressant modell för Västkusten. Se rapport 76 i Oceanografi: Eleonor Marmefelt, Håkan Olsson, Helma Lindow och Jonny Svensson Thalassos Computations (2004), Integrerat kustzonssystem för Bohusläns skärgård
http://www.smhi.se/sgn0106/if/biblioteket/rapporter_pdf/slutrapport_ocean_version 2_76.pdf (5 MB)

Den är inte gjord för att räkna istillväxt, men däremot temperaturer och salthalter, samt miljögifter. Skärgården bör ju vara mycket mer komplex än sjöar att modellera, så detta bådar gott. Det går kanske att komplettera den modellen för även ge bra isprognoser.

Några intressanta resultat från rapporten ovan är att salthalten om vintern ofta är under 25 PSU i ytvattnet, dvs. gränsen för att omvänd skiktning ska kunna ske.

Dimma eller klart

Vid högtrycksväder under höst och vinter bildas ofta svårprognostiserad dimma vilket helt kan ta bort istillväxten. Detta är sannolikt väldigt svårt att få in i en prediktor men täta observationer kan indikera var man borde söka is.

Tyvärr finns vad jag vet inte uppgifter om klart respektive dis/dimma med i vägverkts automatstationer men kanske kan man utläsa sådana saker genom att titta på förhållandet mellan temperatur i vägbanan och temperaturen i luften under natten.

En kommentar om åkbara isar nu i höst: I mitten av september kom en rapport om åkbar is på en liten sjö vid Abisko. http://www.utsidan.se/vb_forum/showthread.php?threadid=34664

Thure

pby; sa:

SMHI har en intressant modell för Västkusten. Se rapport 76 i Oceanografi

[...}

Några intressanta resultat från rapporten ovan är att salthalten om vintern ofta är under 25 PSU i ytvattnet, dvs. gränsen för att omvänd skiktning ska kunna ske.

Klicka för att se resterande...

Jag vet, det är en intressant rapport. Det är inte alltid dom träffar så bra när det gäller salthalt, tyvärr är det lite få observationer i förhållande till upplösningen i modellen för att jag skall förstå hur bra modellen är. Om inte annat så är rapporten en överskådlig sammanfattning av uppmätt salthalt i ytvatten. Det finns en del annat material i anslutning till denna som jag har tittat på. Får se om det blir en thinkice-artikel av det på sikt.

-Palle

Fel i isprediktorn

Isprediktorn räknar med att nuvarande istillväxthastighet gäller för hela den beräknade tiden.

Detta är fel och märks särskilt tydligt då man har tunna isar. En tunn is växer snabbare än en tjock is.

Antingen får man korrigera isprediktorn till att räkna en timme i taget och lägga ihop dessa värden eller så får man göra det manuellt för att korrigera.

Jag har vid några tillfällen funnit att med en korrigeringar för ändrad istjocklek och temperaturvariationer över ett dygn så fungerar det ganska bra.

/Fredrik

Vägverkstemperaturer samt mer om saltis

thureb; sa:

Tyvärr finns vad jag vet inte uppgifter om klart respektive dis/dimma med i vägverkts automatstationer men kanske kan man utläsa sådana saker genom att titta på förhållandet mellan temperatur i vägbanan och temperaturen i luften under natten.

Klicka för att se resterande...

Ofta kan man märka en kraftig utstrålning genom att temperaturen på vägen är lägre än i luften. Ibland kan skillnaden vara upp mot fem grader, vilket överensstämmer väl med min erfarenhet att isen kan hålla sig kall, trots upp till fem plusgrader i luften, vid god utstrålning och torr vind. Denna metod är dock inte helt tillförlitlig. Vid temperaturändringar släpar ofta vägtemperaturen efter temperaturen i luften, och stark sol kan värma upp vägen kraftigare än isen. Men lite hjälp kan man ha av temperaturskillnaden mellan väg och luft för att uppskatta utstrålningen.

Palle_Z; sa:

Jag vet, det är en intressant rapport. Det är inte alltid dom träffar så bra när det gäller salthalt, tyvärr är det lite få observationer i förhållande till upplösningen i modellen för att jag skall förstå hur bra modellen är. Om inte annat så är rapporten en överskådlig sammanfattning av uppmätt salthalt i ytvatten. Det finns en del annat material i anslutning till denna som jag har tittat på. Får se om det blir en thinkice-artikel av det på sikt.

Klicka för att se resterande...

Skriv gärna något - jag väntar med spännng

/ Johan

Re: Fel i isprediktorn

f.carlsson; sa:

Isprediktorn räknar med att nuvarande istillväxthastighet gäller för hela den beräknade tiden.

Detta är fel och märks särskilt tydligt då man har tunna isar. En tunn is växer snabbare än en tjock is.

Klicka för att se resterande...

Vill minnas att det finns lite mätningar redovisade i någon av SSSKs årsböcker från 50-talet som tvärtom visar på nästan identisk istillväxt räknat i mm per dygn oavsett totala istjockleken. (Istjocklekar på 1-5 cm.)

Kanske kan kolla upp det närmare hemma. Författaren (heter Erik Schmidt eller något liknande?) har skrivit en bok som heter "håller isen" som också finns recenserad i en av SSSKs årsböcker. Kanske skall du ha med den bland referenserna i din utförliga artikel http://www.sssk.se/kunnande/islara/situationis.htm#bocker Johan? Jag har aldrig läst boken själv men den bör finnas på bibliotek. Jag tror att Ulf Silvander har ett exemplar.

Thure
[Ändrat av thureb 2005-10-21 kl 08:43]

Re: Re: Fel i isprediktorn

thureb; sa:

... tvärtom visar på nästan identisk istillväxt räknat i mm per dygn oavsett totala istjockleken. (Istjocklekar på 1-5 cm.)

Klicka för att se resterande...

Även min erfarenhet säger att under fem centimeter spelar inte isjockleken någon större roll. Men mellan 5 oc 10 cm börjar det märkas. Vid en normal värmeavgång av 100 watt per kvadratmeter, blir temperaturskillnaden mellan isens under- och ovansida på 5 cm kärnis, c:a 2,5 C, vilket börjar bli märkbart.