MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 670: Notat fra Aarhus Universitet (AU) og et notat fra Danmarks Meteorologiske Institut (DMI) om de mulige fejl i dele af datagrundlaget der benyttes til beregningen af kvælstof- og fosforudledningen.

Miljø- og Fødevareudvalget 2019-20
MOF Alm.del Bilag 670
Offentligt

AARHUS

UNIVERSITY

DCE - DANISH CENTRE FOR ENVIRONMENT AND ENERGY

Memo

Lars Moeslund Svendsen

Date: 7 July 2020

Ref: LMS

Page 1/4

Receiver(s):

[Name - Use F11 to go from one field to another]

Redegørelse omkring faglige problemstillinger vedrørene anvendelse af

nedbørsdata fra DMI i den forskningsbaserede myndighedsbetjening

Problemstilling

DCE er blevet opmærksom på, at de nedbørsdata vi køber af DMI, og som bl.a.

bruges i en række forskningsbaserede myndighedsopgaver, sandsynligvis er

fejlbehæftede. DCE har sammen med GEUS sandsynliggjort, at nedbøren i en

årrække har været underestimeret og at DMI’s nedbørsdata er inkonsistente.

Da udvaskningen af næringsstoffer afhænger af nedbørsmængden betyder

dette f.eks., at den del af næringstoftransporten, der er baseret på modellering,

potentielt kan være underestimeret. Det vurderes, at kunne have konsekvenser

for flere produkter vi leverer til MFVM, herunder stoftilførsler til havet, rap-

porteringer til EU og havkonventioner samt input til vandområdeplanerne,

som Miljø- og Fødevareministeriet er i gang med at udarbejde.

Nærværende redegørelse giver eksempler på hvilke produkter, der er påvirket

af de fejlbehæftede data fra DMI, i hvilken sammenhæng de bruges, hvordan

problemstillingerne kan være opstået, hvordan der umiddelbart er fulgt op og

hvad der kan gøres for at løse problemstillingen.

Anvendelse af nedbørsdata

DCE, DCA og GEUS anvender nedbørsdata fra DMI til en række forskningsbaserede

myndighedsopgaver herunder:

1. GEUS: i DK modellen, hvor der modelleres vandmængder i oplande og til ha-

vet og beregnes vandbalancer

2. DCE: beregning af kvælstof og fosforafstrømning fra de godt 35 % af Dan-

marks areal, der ikke er dækket af målinger i vandløb

3. DCE, DCA og GEUS: Opdatering af det nationale kvælstofretentionskort (tilba-

geholdelse af omsætning af kvælstof i oplandet)

4. DCE: Beregning af vandafstrømning ud af rodzonen i landovervågningen til

opgørelse af nitratudvaskningen fra marker i landovervågningsoplande

DCE - Danish Centre for

Environment and Energy

Aarhus University

Vejlsøvej 25

PO box 358

DK-8600 Silkeborg

Denmark

Tel.: +45 8715 5000

E-mail: [email protected]

Web: dce.au.dk/en

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 670: Notat fra Aarhus Universitet (AU) og et notat fra Danmarks Meteorologiske Institut (DMI) om de mulige fejl i dele af datagrundlaget der benyttes til beregningen af kvælstof- og fosforudledningen.

AARHUS

UNIVERSITY

DCE - DANISH CENTRE FOR ENVIRONMENT AND ENERGY

Memo

Lars Moeslund Svendsen

Date: 7 July 2020

Ref: LMS

Page 2/4

5. DCA: Kalibrering/validering af f.eks. NLES5 modellen for udvaskningsbereg-

ning

Opgørelserne under 1-4 rapporteres årligt under NOVANA (Nationale Overvågnings-

program for Vandmiljøet og Naturen), en del af resultaterne rapporteres til EU, inter-

nationale konventioner m.fl. Resultater under 4 rapporteres til EU kommissionen som

et element i den danske undtagelse fra Nitratdirektivet.

Justering af nedbørsnet, nye målere og ny metode til beregning af havbelastning.

AU og GEUS anvender nedbørsdata fra DMI til forskellige beregninger for årene 1990

og frem. Ud over de nedbørsdata DMI direkte måler, har DCE også købt såkaldte kor-

rigerede nedbørsdata, hvor DMI beregner den mængde nedbør, der faktisk når ned på

jordoverfladen (på døgnbasis).

DMI har gradvist ændret på deres nedbørsnet. I starten af 1990’erne havde DMI ca.

500 nedbørsstationer,

men det blev reduceret til godt 140 i slutning af 2000’erne. I lø-

bet af 2011 havde DMI renoveret hele deres nedbørsmålernet og udskiftet den måler-

type, som var anvendt frem til og med 2010 med 3 nye modeller, og antal stationer i

det renoverede målernet blev ca. 250. DMI har ikke haft en periode med overlappende

målinger med nye og gamle målertyper. Samtidigt med anvendelse af nye nedbørsmå-

lere justerede DMI metoden til beregning af korrigeret nedbør tilpasset de nye målere,

da disse ift. den type der blev anvendt til og med 2010, ikke skal korrigeres for for-

dampningstab. Dette medførte, at hvor DMI frem til og med 2010 i gennemsnit korri-

gerede den målte årsnedbør med ca. + 15 %, har korrektioner fra 2011 årligt i gennem-

snit været ca. + 9 %.

Reduktionen i nedbørsnettet har betydet, at der nu er relativt få nedbørsmålere i den

centrale del af Jylland, Fyn og Sjælland (hvor det regner mest) og flest tættere på kys-

ten (hvor det regner mindst) og omkring de store byer. Noget indikerer, at den type

måler, der er anvendt i de centrale dele af landet, kan være den mest fejlbehæftede.

Miljøstyrelsen ønskede, at DCE ved beregning af kvælstof- og stofafstrømningen fra de

godt 35 % af landets areal, der ikke er dækket af målinger (umålte oplande) fra 2019

skulle anvende de vandmængder, som GEUS beregner med deres

”DK

model”. GEUS

udarbejdede en revideret

”DK

model” i 2017-2018 under et projekt finansieret af Mil-

jøstyrelsen. Indtil da havde DCE beregnet vandafstrømningen fra umålte oplande med

sin egen metode, der overordnet byggede på en ekstrapolation fra målestationer i

vandløb. DCE stoftilførslerne med

vand fra ”DK-model”

for hele perioden 1990-2018

blev beregnet i 2019 og det blev publiceret primo 2020. GEUS og DCE sammenholdt

beregnede vandbalancer og vandføringer med de målinger, der findes til validering af

modellerne, og sammenholdt vandføringsmålinger i perioden 1990-2010 og 2011 og

frem med målte og korrigerede nedbør i de samme perioder. Herved fik GEUS og DCE

en mistanke om, at der tilsyneladende kom et brud i tidsserien mellem perioden 1990-

AARHUS

UNIVERSITY

DCE - DANISH CENTRE FOR ENVIRONMENT AND ENERGY

Memo

Lars Moeslund Svendsen

Date: 7 July 2020

Ref: LMS

Page 3/4

2010 og 2011 og frem. DMI blev i slutningen af 2018 kontaktet om, der kunne være en

problemstilling omkring nedbørskorrektionerne, men tilbagemeldingen fra DMI var at

de ikke umiddelbart mente, der var nogen fejl ved den beregnede korrigerede nedbør,

men at udtyndingen af antal stationer

i løbet af 2000’erne

kunne give nogle usikkerhe-

der for beregninger af vandbalancer for især små oplande. GEUS valgte selv at beregne

den korrigerede nedbør til anvendelse i deres DK model og anvende den korrektions-

metode, som DMI havde anvendt frem til og med 2010, på målt nedbør fra 2011 og

frem.

Møde mellem DMI, DCE, DCA og GEUS den 1. juli 2020 om nedbørstidsserien

Da der nu findes en del år med nedbørskorrektioner og målt nedbør med det nye ned-

børsstationsnet (2011-2019), har det været muligt for forskere i DCE (BIOS) og på

GEUS i løbet af 2020 at lave valide statistiske analyser, der ret tydeligt sandsynliggør,

at der er et brud på tidsserien imellem 2010 og 2011, som er sammenfaldende med

DMI’s modernisering af nedbørstationsnettet (færre målestationer og nye målere) og

en justeret nedbørskorrektionsmetode.

Der er lavet en række eksempler på dette homogenitetsbrud, som er fremlagt på et

møde den 1. juli 2020 med DMI og hvor også DCE (BIOS og Centerenheden), DCA

(AGRO) og GEUS deltog. På baggrund af det grundige og vedholdende arbejde lavet af

forskerne fra AU og GEUS blev det på mødet konkluderet og ført til referat at:



”GEUS,

DCE og DCA har sandsynliggjort, at der et homogenitetsbrud for både

korrigeret og ukorrigeret nedbør mellem perioderne 1990-2010 og 2011-2019

Skiftet i målenetværket (instrumenter og placering) gør, at data fra de to pe-

rioder ikke direkte kan sammenlignes

GEUS, DCE og DCA har sandsynliggjort, at for perioden 2011-2019 er den kor-

rigerede nedbør underestimeret sammenlignet med perioden før 2011

–

der

er for lidt vand, når korrigeret nedbør anvendes i relation til hydrologiske mo-

deller, udvaskningsberegninger og ved sammenligning med målte vand-

mængder i vandløbene

fokus bør være på at undersøge betydningen af en række faktorer, der kan

have givet denne inhomogenitet og afklare hvilke faktorer, der er de vigtigste.

De vigtigste prioriteres først.”

Det vurderes af DCE og GEUS, at der er en systematisk fejl på nedbørsdata/nedbørs-

målingerne, som giver en underestimering af den beregnede vandmængde på i størrel-

sesordenen 10-25% og som også påvirker udvaskningsberegning for rodzone og esti-

mering af jordvandskoncentration af kvælstof. Det betyder bl.a., at udledningen af

kvælstof og fosfor er underestimeret fra 2011 og frem. Det betyder også at den rappor-

tering, der i år skal laves af Danmarks undtagelse til Nitratdirektivet, bør korrigeres,

før den kan sendes til EU. Det kan dog heller ikke udelukkes, at der også kan også være

systematisk fejl i nedbørsdata for perioden før 2011, og som kan kræve at AU og GEUS

beregninger for 1990-2010 skal korrigeres.

AARHUS

UNIVERSITY

DCE - DANISH CENTRE FOR ENVIRONMENT AND ENERGY

Memo

Lars Moeslund Svendsen

Date: 7 July 2020

Ref: LMS

Page 4/4

Efter mødet med DMI har direktør Hanne Bach, DCE og direktør Flemming Larsen,

GEUS den 2. juli kontaktet DMI’s direktør Marianne Thyrring for at gøre opmærksom

på, at det er vigtigt, at DMI hurtigst muligt ser på problematikken. Marianne Thyrring,

DMI har 2. juli svaret

”…. og vi på DMI er

naturligvis indstillede på at få fundet ud af,

hvad der er op og ned i denne problematik mhp at kunne finde brugbare løsninger.

Jeg anerkender naturligvis nødvendigheden af, at vi får redt trådene ud.”

Problematikken har konsekvenser for Miljø- og Fødevareministeriets arbejde med

vandplaner bl.a. de belastninger, der er rapporteret i NOVANA rapporterne anvendes

hertil af MFVM. Hanne Bach har derfor mundtligt den 3. juli 2020 informeret Peter

Kaarup i Miljøstyrelsen herom og angivet plan for, hvordan det håndteres ift. DMI.

Videre proces

Det er aftalt med DMI, at AU og GEUS medio august fremsender et fælles fagligt notat

med de statistiske analyser og eksempler på hvilke faglige udfordringer anvendelse af

nedbørsdata fra DMI giver. Samtidigt sendes et brev, hvori DMI anmodes om at prio-

ritere at få afklaret de problemstillinger, der er med målte og korrigerede nedbørsdata

med fokus på at de væsentligste problemstillinger, der blev identificeret på mødet den

1. juli, bliver løst først. Endvidere at DMI gør et nyt nedbørsdatasæt klart hurtigst mu-

ligt derefter. Der er aftalt at nedsætte en faglig gruppen med deltagere fra DMI, GEUS,

DCE og DCA. AU og GEUS lovede at være behjælpelige med, at validere de reviderede

nedbørsdata fra DMI, så snart de foreligger.

Selv om det er understreget over for DMI, at det haster meget at få reviderede ned-

børsdata, står det på baggrund af mødet den 1. juli imidlertid klart, at der næppe kan

findes en løsning på nogle af de væsentligste problemstillinger før hen mod sidst på

året, mens en afklaring af alle elementer kan tage flere år.