Application of a hydrodynamical model on transport of larvae of polar cod in the Northern Barents Sea.

A nested version of the Princeton Ocean Model has been set up and evaluated for the Barents Sea. The model system consists of a model with 20 km resolution covering the whole Barents Sea together with a 4 km model for the Svalbardbanken area. Input data for the large model is taken from a gridded climatological dataset produced earlier by the Institute of Marine Research (IMR) and The Norwegian Meteorological Institute (DNMI). The 4 km model in turn is driven by the results from the larger model. Meteorological forcing for both models is taken from DNMI's Hindcast Archive. For evaluation of the model skill, the summer-auturnn 1985 and winter 1987-1988 periods have been simulated. The results from the summer simulation are compared to hydrographic measurements taken by MR under the Pro Mare program, while the winter results are compared to current measurements by Oceanor. The model reproduces the main features of the standard view of the surface circulation. The summer hydrography on Svalbardbanken is complex with strong gradients. The model produces the main water masses in the correct positions, but some of the water mass characteristics are wrong and the fields are too smooth. The winter results show good agreement with the current observations. The main current in the simulations is the Warm Core Jet flowing into the Barents Sea on the southern flank of Svalbardbanken. This jet follows closely the 250m isobath. This jet is driven by the Norwegian Atlantic Current. Further up on the bank, the model gives a weaker Bear Island Current flowing in the opposite direction. In the model this current is driven by the density difference between the Arctic and Atlantic water masses. The westwards transport of Arctic Water in the area may be too weak in the model. Other model simulations have shown that the tida1 residual current is also important for the Bear Island Current. A Lagrangian particle tracking model has been developed at MR. The input data is modelled current fields, here from the 1987-88 simulation. Particles were released southeast of Edgeøya during the winter. A large portion of the particles were lost from the area to the north east of Svalbard. The rest of the particles moved slowly westwards partly on and partly north of Svalbardbanken. As this is one of the main areas for early juvenile polar cod, the model results are consistent with a hypothesis of spawning southeast of Edgeøya. The model was not able to reproduce the 0-group concentrations found each year west of Spitzbergen. This may be due to other spawning areas not included in the model, but are more probably due to the weak transport of Arctic Water. Sensitivity studies were performed were the release time and position for the particles varied. The essence of the results is that rninor modifications have little influence on the particle distribution in August. The particles stay more or less in the same area and are influenced by the same weather events. A result of the weak sensitivity is that it is not possible to infer the spawning area with high precision on the basis of these modelled current fields.NORSK SAMMENDRAG:En nøstet versjon av Princeton Ocean Model er satt opp og evaluert for Barentshavet. Modellsystemet består av en modell med 20 km oppløsning for hele Barentshavet og en modell med 4 km oppløsning som dekker området omkring Svalbardbanken. Inngangsdata for den store modellen er tatt fra et griddet klimatologisk datasett produsert tidligere av Havforskningsinstituttet (HI) og Det norske meteorologiske institutt (DNMI). Deretter blir 4 km-modellen drevet av resultatene fra den ytre modellen. Meteorologiske drivkrefter for begge modeller kommer fra DNMIs Hindcast arkiv. To situasjoner, sommer-høst 1985 og vinter 1987-1988, ble kjørt for å evaluere kvaliteten på modellen. Sommerresultatene er sammenlignet med hydrografiske observasjoner tatt av HI i Pro- Mare perioden, mens vinterresultatene sammenlignes med strømrnålinger tatt av Oceanor. Modellen reproduserer hovedtrekkene i standardbildet av overflatesirkulasjonen. Sommerhydrografien på Svalbardbanken er svært kompleks med sterke gradienter. Modellen gjenskaper vannmassene på riktig sted men noen av vannmassekarakteristikkene er feil og feltene er for glatte. Vinterresultatene samsvarer godt med strømobservasjonene. Den dominerende strømmen i simuleringene er den konsentrerte strømmen av Atlanterhavsvann ("the Warm Core Jet") som følger 250m-koten på sørflanken av Svalbardbanken inn i Barentshavet. Drivkraften her er den Norske Atlanterhavstrømmen. Høyrere opp på banken produserer modellen en svakere Bjørnøyastrøm i retning ut av Barentshavet. I modellen drives denne av tetthetsforskjellene mellom de Atlantiske og Arktiske vannmassene. Modellen underestimerer trolig den vestlige transporten av Arktisk vann i området. Andre modellsimuleringer har vist at tidevannsrestrømmen også er viktig for Bjørnøyastrømmen. En Lagrangsk partikkelsporingsmodell er utviklet ved HI. Inngangsdataene er modellerte strømfelt, her fra 1987-1988 simuleringene. Partikler ble sluppet ut sørøst for Edgeøya om vinteren. En stor del av partiklene forsvant ut av området norøst for Svalbard. Resten av partiklene fløt langsomt vestover delvis over og delvis nord for Svalbardbanken. Ettersom dette er blant områdene med høyest konsentrasjon av O-gruppe polartorsk, må modellresultatene sies å være konsistente med en hypotese om gyting sørøst for Edgeøya. Fordelingskartene viser konsentrasjoner av polartorsk vest for Spitzbergen hvert år. Modellen klarte ikke å reprodusere disse konsentrasjonene. Grunnen kan være andre gyteområder som ikke har vært undersøkt med modellen, men mer sannsynlig skyldes det den svake transporten av Arktisk vann. Det ble også gjennomfØrt følsomhetstudier hvor utslippstid og -sted ble variert. Resultatene herfra viser at mindre modifikasjoner har liten innflytelse på partikkelfordelingen i august. Partiklene holder seg mer eller mindre i samme område og påvirkes av de samme værforhold. En konsekvens av denne svake følsomheten er at det ikke er mulig å på grunnlag av disse modellresultatene å bestemme gytefeltene med stor presisjon

Forslag til produksjonsområder i norsk lakse- og ørretoppdrett

Som oppfølging til Meld.St. 16 (2014-2015) har Havforskningsinstituttet (HI) sammen med Fiskeridirektoratet (FDIR) og Mattilsynet (MT) fått i oppdrag fra Nærings- og fiskeridepartementet å utarbeide et forslag til inndeling av norsk lakse- og ørretoppdrett i 11-13 produksjonssoner. Arbeidet er gjort ved naturvitenskapelig metodikk. Ved hjelp av spredningsmodellering er det utviklet en influensmatrise som kvantifiserer potensiell smittedose av lakselus mellom par av anlegg. Denne matrisen har flere bruksområder. Klyngeanalyse basert på disse influensverdiene danner utgangspunktet for Havforskningsinstituttets forslag med 11 produksjonssoner som vist i figur 3.1. Arbeidet baserer seg på dagens geografiske struktur i næringen, men et scenario viser at så lenge en tar hensyn til områdestrukturen på kysten ved nye tildelinger vil det fungere med framtidige nye lokaliteter. Influensmatrisen kan også brukes til å evaluere alternative forslag, hvorav noen er presentert i denne rapporten. Vesentlig flere og færre områder gir dårlige løsninger, enten ved stor utveksling av lakseluslarver mellom områdene, eller motsatt ved at områdene inneholder delområder med liten smitteutveksling seg imellom. Antall områder kan lett økes til 12 eller 13 ved å splitte Finnmark eller skille ut Vest-Agder. På Vestlandet er det tett med anlegg og det er liten frihet i å endre områdene. Skiller ved Stad og Hustadvika er naturgitt. Analysene viser at Karmøy og Sotra er de beste områdene for ytterligere oppdeling. Nordover er det færre anlegg og større avstander. Her er det mulig å finne alternative forslag uten å ødelegge tallene for eksport/import av smitte mellom områdene. Når det gjelder dimensjonen fra fjord til kyst til havs, presenteres noen relativt lukkede områder som kan danne unntak i områdestrukturen. Det vurderes også hvor langt produksjonsområdene skal gjelde for anlegg til havs. I appendiks beskrives metodikken mer utførlig og det presenteres en følsomhetsanalyse. Denne analysen viser at forslaget til områdeinndeling er robust, det vil si at resultatene ikke avhenger for sterkt av valg som er foretatt i modelleringen

Havbruk til havs – smittespredning

Havforskningsinstituttets kombinasjon av strømmodell og partikkeltransportmodell er brukt til å studere smittespredning i forbindelse med mulig havbruk til havs. Det dreier seg om smitte fra havlokaliteter til land, kystlokaliteter til havs og mellom havlokaliteter. Lakselus­larver er brukt som modellsmitte, siden de har lang levetid og regnes som et av de største smitteproblemene i dagens laksenæring. Resultatene peker på at havbruk til havs i åpne anlegg ut til 20 nm i Nord-Norge og 30 nm i sør, anbefales å forvaltes i sammenheng med forholdene for lakselus på kysten og i fjordene. Havlokaliteter som ligger innenfor et mindre område anbefales å plasseres på tvers av dominerende strømretning, adskilt med oppdrettsfrie “branngater”. Fiskeridirektoratets mulighetsområder er analysert. De danner naturlig et sett med klynger som smittemessig er relativt isolerte fra hverandre. Analysene går bare ut til 60 nautiske mil utenfor grunnlinjen. Dette gjør at noen mulighes­områder er mangelfullt dekket. Lokaliteter lengre ute vil ikke påvirke kysten smittemessig i nevneverdig grad. De generelle rådene om å ligge på tvers av strømmen og ha branngater vil gjelde også her.publishedVersio

Havbruk til havs – yttergrense for produksjonsområdene

I forbindelse med havbruk til havs er det viktig å avgrense hvor langt ut produksjonsområdene og dermed trafikklyssystemet skal være gyldig. Områderapporten la vekt på avgrensing langs kysten og yttergrensene på 30 nm (nautiske mil) i sør og 20 nm i nord var basert på en rask analyse som bare vurderte påvirkning av lusesmitte fra noen få virtuelle utaskjærs lokaliteter. Denne rapporten vurderer nærmere 2000 virtuelle lokaliteter fra grunnlinjen og ut til 60 nm. Den modellbaserte analysen ser på i hvilken grad havlokalitetene kan påvirke lokaliteter langs kysten og motsatt i hvilken grad de påvirkes av smitte fra kystlokaliteter. Det analyseres også i hvilken grad lusesmitte holdes innenfor produksjonsområdene. Vurderingen balanserer to motstridende hensyn. En del lokaliteter ut til 20 nm har påvirkning på kysten, spesielt i områdene 3 og 6 i noe mindre grad 2, 4, 5. Dette samsvarer med de eksisterende yttergrensene. På den annen side sørger de dominerende strømretningene for at havlokaliteter påvirker neste produksjonsområde mer enn sitt eget, og at påvirkningen fra kysten kommer fra området sønnenfor. Hensikten med produksjonsområdene er at de skal være mest mulig uavhengig av hverandre når det gjelder lakselus. Å legge havlokaliteter inn i produksjonsområdene reduserer denne uavhengigheten. Dette peker mot snevre yttergrenser. Her presenteres et kompromissforslag med relativt snevre yttergrenser. Det foreslås en yttergrense på 1 nm for område 1 og nord for 64° (del av område 6, samt områdene 7–13). For områdene 2, 4 og 5 foreslås 4 nm, mens det for område 3 og del av område 6 sør for 64° foreslås en yttergrense på 8 nm. Alle avstander er regnet ut fra grunnlinjen. Forslaget er vist i kart i figurene 1 og 18 og i tabulert i tabell 4. Det understrekes at eventuelle lokaliteter utenfor de foreslåtte områdegrensene kan ha påvirkning på kysten. Dette må tas hensyn til ved vurdering av slike lokaliteter.publishedVersio

Description and validation of a three-dimensional numerical model of the nordic and Barents Seas

As a part of the VEINS project, IMR carries out both a numerical model study of the seasonal and interannual variability of the flow through the Barents Sea and an observational programme at the Bear Island-Fugløya section. A numerical simulation with realistic wind forcing covering the period November 1996 to April 1998 has been performed, and the results of this simulation are compared to observations. The numerical ocean model results are generally in reasonable agreement with the observations, and the simulated transports across the Bear Island-Fugløya section are in accordance with previous knowledge. A weakness of the present version of the model is the lack of ice modelling, and the model performance in areas of ice formation and strong thermodynarnical forcing is unsatisfying. However, after a scheduled inclusion of an ice model, the model performance is expected to improve significantly in the Barents Sea

Virtuell utvandring av postsmolt

publishedVersio

Modellering av smittsomme lakseluslarver - bakgrunnsdata for Havforskningsinstituttets modellprodukt til Trafikklyssystemet, 2020

Siden det er vanskelig å få en fullstendig oversikt over luseinfeksjoner på laksefisk langs hele kysten ved hjelp av tradisjonelle feltobservasjoner, har Havforskningsinstituttet utviklet en lakselusmodell som utfyller observasjonene, både i tid og rom. Les mer om overvåking på https://www.hi.no/hi/temasider/arter/lakselus/overvaking-av-lakselus Rapporten inneholder figurer som viser antall klekte nauplier per uke i de 13 produksjonsområdene. Videre beskrives og vises det figurer over hvordan tettheten av kopepoditter variere i tid og rom innen de ulike produksjonsområdene. Til slutt inneholder rapporten en diskusjon av utveksling av kopepoditter mellom produksjonsområdene. Rapporten inngår i Havforskningsinstituttets bidrag til ekspertgruppen for trafikklyssystemet og grunnlaget for vurdering av lakselusindusert dødelighet per produksjonsområde i 2020.publishedVersio

Utvandring av virtuell postsmolt 2018/2019

For å estimere belastninga vill atlantisk laks (Salmo salar) opplever grunna påslag av lakselus (Lepeophtheirus salmonis) frå oppdrettsanlegg i løpet av utvandringa som postsmolt, er det køyrt ein modell som fører virtuelle postsmolt (VPS) frå elv til hav. Vandringsmodellen er kopla til den berekna konsentrasjonen av smittsame lakselus (kopepodittar) om påslaget av lakselus på modellfisken er kalibrert til å treffe det observerte nivået på trålt villfisk. Modellen er køyrt for alle lakseførande elver i Noreg med gytande biomasse over 10 kg, og estimerer antal lus på fisken. Ved å anta tolegrenser for kor mykje lus fisken kan ha før den døyr, er det estimert dødelegheit grunna påslag av lakselus elv for elv. Det er gjort ei vurdering av ned totale dødelegheita for kvart produksjonsområde, både med og utan å vurdere gytande biomasse i dei ulike elvene.publishedVersio