MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

Miljø- og Fødevareudvalget 2019-20
MOF Alm.del Bilag 689
Offentligt

Homogenitetsbrud og potentielle fejl i

nedbørsdata

Eksempler på konsekvenser for myndighedsbetjeningen

Fagligt notat fra DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi

Dato: 21 August 2020 |

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

Datablad

Fagligt notat fra DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi

Kategori:

Titel:

Undertitel:

Redaktion:

Forfatter(e):

Institution(er):

Faglig kommentering:

Kvalitetssikring, DCE:

Ekstern kommentering:

Rekvirent:

Bedes citeret:

Rådgivningsnotat

Homogenitetsbrud og potentielle fejl i nedbørsdata

Eksempler på konsekvenser for myndighedsbetjeningen

Lars M. Svendsen og Signe Jung-Madsen

Se under hvert kapitel

se under hvert kapitel

Se under hvert kapitel

Susanne Boutrup (indledning), Lars Moeslund Svendsen (kapitel 2 og 3) Signe Jung-

Madsen (kapitel 4)

Ikke relevant

Ingen ekstern finansiering

Svendsen, L.M. & Jung-Madsen, S. (red.) 2020. Homogenitetsbrud og potentielle fejl i

nedbørsdata. Eksempler på konsekvenser for myndighedsbetjeningen. Aarhus

Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi, 28 s. - – Fagligt notat nr.

2020|51

https://dce.au.dk/fileadmin/dce.au.dk/Udgivelser/Notatet_2020/N2020_51.pdf

Gengivelse tilladt med tydelig kildeangivelse

Foto forside:

Sideantal:

Colorbox

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

Indhold

Indledning

Homogenitetsbrud i nedbørsdata

2.1

2.2

2.3

2.4

2.5

2.6

2.7

2.8

Baggrund

Sammenstilling af nedbørsdata og afstrømningsdata

Korrigeret nedbør vs. vandløbsafstrømning

Ukorrigeret nedbør vs. vandløbsafstrømning

Beregning af oplandsfordampning

Anvendelse af nedbør i hydrologiske modeller

Konsekvenser af homogenitetsbrud i nedbørstidsserier

Konklusioner

Betydning af inhomogenitet i nedbørstidsserie i forbindelse

med den nationale retentionskortlægning og vurdering af

den kvantitative grundvandstressource

3.1

3.2

3.3

3.4

3.5

3.6

Baggrund

Anvendelse og betydning af nedbør i retentionskort-

lægningen

Anvendelse og justering af nedbør

Vurdering paf betydningen af skift i nedbørsdata for

beregning af N-retentionskort

Betydning af nedbørskorrektion i forbindelse med

kvantitativ tilstandsvurdering (basisanalysen)

Betydning af nedbørskorrektion i forbindelse med

VandWeb

Betydning af homogenitetsbrud i nedbørsdata for udvaskning

og afstrømnings- vægtet nitratkoncentration opgjort i

Landovervågningen

4.1

4.2

4.3

4.4

Baggrund

Sammenligning af gridnedbør og målt afstrømning i

LOOP oplande

Sammenligning af nedbør målt på DMI’s målestationer

og målt afstrømning i LOOP oplande

Betydning af nedbør og perkolation for NLES5

modelberegnet udvaskning

Referencer

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

Indledning

Forfatter: Lars M. Svendsen og Signe Jung-Madsen, DCE Aarhus Universitet

AU og GEUS anvender nedbørsdata fra DMI blandt andet i forbindelse med

en række forskningsbaserede myndighedsopgaver. Ud over de nedbørsdata

DMI direkte måler, har DCE også købt såkaldte korrigerede nedbørsdata,

hvor DMI beregner den mængde nedbør, der faktisk når ned på jordoverfla-

den (på døgnbasis) samt griddata, hvor DMI beregner nedbørsmængder for

10 km gange 10 km grid, som dækker hele landet.

DCE og GEUS er blevet opmærksomme på, at de målte og korrigerede ned-

børsdata der købes af DMI, sandsynligvis er fejlbehæftede. Dette blev drøftet

på et møde mellem DMI, GEUS og AU (DCE og DCA) den 1. juli 2020. På

mødet sandsynliggjorde DCE sammen med GEUS at nedbøren efter 2010 har

været underestimeret og at DMI’s nedbørsdata har et homogenitetsbrud mel-

lem perioderne 1990-2010 og 2011-2019.

Nærværende notat giver indledningsvis en beskrivelse af den inhomogenitet,

der er observeret i produkter ved anvendelse af DMI’s nedbørsdata. De efter-

følgende kapitler indeholder eksempler på nogle af de analyser, der lå til

grund for DCE´s og GEUS’ mistanke om et homogenitetsbrud i nedbørstids-

serien (korrigerede som målte nedbørsdata). Endvidere er der eksempler på,

hvilke produkter fra DCE og GEUS, der laves som en del af den forsknings-

baserede myndighedsbetjening, og som er påvirket heraf.

DMI har gradvist ændret på deres nedbørsstationsnet. I starten af 1990’erne

havde DMI ca. 500 nedbørsstationer, men det blev reduceret til knap 150 i slut-

ningen af 2000’erne. I løbet af 2011 havde DMI renoveret hele deres nedbørs-

målernet og udskiftet den målertype, som var anvendt frem til og med 2010

med 3 nye modeller. Det nye nedbørsstationsnet består af 60 automatiske Plu-

vio2- målere, 40 synopstationer samt ca. 130 målere fra Spildevandskomiteen.

Samtidig med anvendelse af andre typer af nedbørsmålere ændrede DMI me-

toden til beregning af korrigeret nedbør, så den blev tilpasset de tre målety-

per, der anvendes efter 2010. Blandt andet korrigeres der efter 2010 ikke læn-

gere for fordampningstab (wetting-tab). Dette medførte, at hvor DMI frem til

og med 2010 i gennemsnit korrigerede den målte årsnedbør med ca. + 15%,

har korrektioner fra 2011 årligt i gennemsnit været ca. + 9%.

I følge DMI betød reduktionen i antal målere, at netværket gik fra at være

forholdsvis homogent til mere inhomogent med målere geografisk placeret i

klumper omkring større danske byer. Der er nu relativt få nedbørsmålere i

den centrale del af Jylland, Fyn og Sjælland (hvor det regner mest) og flest

tættere på kysten (hvor det regner mindst). De fleste store byer med mange

målere ligger ved kysterne. I de centrale dele af landet, hvor der falder mest

nedbør, er der primært opstillet Pluvio2-nedbørsmålere, for hvilke korrekti-

onsfaktorerne til beregning af den korrigerede nedbør i følge DMI notat af 6.

august 2020

bør revurderes, hvilket skal ske ud fra resultater fra et nyligt af-

sluttet forskningsprojekt.

DMI 6. August 2020. DMI’s nedbørsdata. Notat til Miljøstyrelsen, 4 sider

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

Miljøstyrelsen har ønsket, at DCE ved beregning af kvælstof- og stofafstrøm-

ningen fra de godt 35% af landets areal, der ikke er dækket af målinger

(umålte oplande) fra 2019 skulle baseres på simulerede vandmængder fra den

seneste version af Den Nationale Vandressource Model (DK-model). GEUS

udarbejdede en revideret DK-model i 2018-2019 under et projekt finansieret

af Miljøstyrelsen, hvori den dynamisk korrigerede nedbør fra DMI blev an-

vendt. Indtil da havde DCE beregnet vandafstrømningen for umålt opland

ved hjælp af en relation imellem afstrømningen ved en referencevandførings-

station og afstrømningen for det pågældende umålte opland beregnet med en

gammel version af DK-modellen (DK-model 2005). Relationen blev anvendt

til simulering af vandafstrømning fra umålte oplande ud fra målinger fra re-

ferencevandføringsstationer. Stoftilførslerne, med vandmængder fra DK-mo-

dellen, blev i 2019 beregnet for hele perioden 1990-2018 og publiceret primo

2020. GEUS og DCE sammenholdt beregnede og målte vandføringer for peri-

oderne 1990-2010 samt 2011 og frem med målte og korrigerede nedbør i de

samme perioder. Herved fik GEUS og DCE en mistanke om, at der tilsynela-

dende var et brud i tidsserien mellem perioden 1990-2010 og 2011 og frem. På

baggrund heraf, valgte GEUS i et forsøg på at skabe konsistens i korrektions-

niveauet, selv at beregne den korrigerede nedbør for perioden 2011-2018, til

anvendelse i deres DK model og anvende den korrektionsmetode, som DMI

havde anvendt frem til og med 2010 på målt nedbør fra 2011 og frem, men det

fjernede ikke brud i tidsserien. Analysen af relationen mellem nedbør og

vandføring, sandsynliggjorde at der er et homogenitetsbrud i både de målte

og korrigerede nedbørsdata fra DMI.

Da udvaskningen af næringsstoffer afhænger af nedbørsmængden, betyder

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

potentielt kan være underestimeret, hvis nedbøren er underestimeret. Et ho-

mogenitetsbrud i nedbørstidsserien vurderes derfor, at kunne have konse-

kvenser for flere produkter, DCE og GEUS leverer til MFVM, herunder stof-

tilførsler til havet, rapporteringer til EU og havkonventioner samt input til

Miljø- og Fødevareministeriets vandområdeplaner.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

Homogenitetsbrud i nedbørsdata

Forfattere: Hans Thodsen

, Henrik Tornbjerg

, Mette Vodder Carstensen

, Niels

Bering Ovesen

Faglig kvalitetssikring: Hans Estrup Andersen

Institut

for Bioscience, Aarhus Universitet.

2.1

Baggrund

Dette kapitel indeholder en analyse af, hvorvidt DMIs griddede nedbør har et

homogenitetsbrud

omkring årsskiftet 2010-2011, hvor der sker en række æn-

dringer i metoden til opgørelse af nedbøren og en udskiftning af målertypen.

Både DMIs ukorrigerede og korrigerede 10x10 km griddede nedbør analyse-

res. Den ukorrigerede nedbør (rå måleværdier) korrigeres for at kompensere

for, at en del nedbør ikke opsamles af måleren. Specielt i tilfælde hvor nedbø-

ren falder, mens det blæser, eller nedbøren falder som sne/slud, er der brug

for korrektion. Analysen af et evt. homogenitetsbrud foretages ved at sam-

menstille nedbøren med målte vandafstrømninger i vandløb for tre perioder

med en længde på ca. 10 år, 1990-2000, 2001-2010 og 2011-2019 for 20 større

vandløbsoplande fordelt over hele landet. Vandafstrømningen afhænger i høj

grad af nedbøren og kan således anvendes til at analysere for et homogeni-

tetsbrud.

Nedbøren indgår som en drivende parameter i fx. beregningen af den årlige

vandafstrømning til havet samt i opgørelsen af kvælstof- og fosfortilførslen til

havet. Dette sker dels igennem en empirisk modellering af totalkvælstof- og

totalfosforkoncentrationer fra den del af Danmark, der ikke ligger opstrøms

en vandløbsmålestation (har været godt 35% af landet) samt yderligere ca.

10%, der kun er målt en del af tiden siden 1990, hvor analysen strækker sig

tilbage til, og dels igennem modellering af vandafstrømningen fra den umålte

del af landet. Tilførslen af vand, kvælstof og fosfor rapporteres årligt igennem

NOVANA-rapporterne, fx. Vandløb 2018

(https://dce2.au.dk/pub/SR353.pdf)..

2.2

Sammenstilling af nedbørsdata og afstrømningsdata

Nedbør fra hhv. før og efter metodeskiftet mellem 2010 og 2011 er sammen-

stillet med vandføringsdata fra 20 vandløbsmålestationer. Set over lange pe-

rioder (fx 10 år) vil der være god sammenhæng imellem nedbøren og vandaf-

strømningen i et vandløbsopland. Det skal understreges, at der i sammenlig-

ningen udelukkende er tale om måledata; der indgår altså ikke modelbereg-

ninger (alle anvendte vandafstrømningsmåledata er tilgængelige igennem

https://odaforalle.au.dk/).

De to datasæt er endvidere målt uafhængigt af

hinanden. Under forudsætning af, at der ikke er sket ændringer i måling af

vandføring, der systematisk har påvirket den målte vandføring, er det derfor

muligt at teste, om der er homogenitetsbrud i nedbørstidsserien. Hvis der ses

Med homogenitetsbrud menes et spring i niveauet for nedbøren, som skyldes en

ændring i metoden til opgørelsen af denne på et givent tidspunkt. Metoden kan fx

være ændret måleudstyr, ændret måletæthed, ændret metode til gridning af data,

ændret korrektionsmetode eller en kombination af flere faktorer.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

et skift i sammenhængen mellem nedbør og vandløbsafstrømningen hhv. før

og efter årsskiftet 2010-2011, er det en stærk indikation af, at der forekommer

homogenitetsbrud i nedbørs-tidsserien.

Det er tidligere undersøgt, bl.a. igennem interkalibreringer, om måling af

vandføring i vandløb udviser homogenitetsbrud som følge af skiftende Qh-

kurver (sammenhæng mellem vandføring og vandstand på en hydrometrista-

tion), flytning af målestationer eller anvendelse af forskellige måleinstrumen-

ter. Det er generelt ikke tilfældet, men vandføringsdata må antages at have en

usikkerhed på omkring 5%. Vandløbsstationer med kendte homogenitets-

brud, fx i form af fysiske ændringer omkring målestationen, er udeladt. For

de 20 udvalgte hydrometristationer gælder, at de har været målt efter samme

metode (Qh) igennem hele perioden, at stationerne ikke har været flyttet, samt

at der måles på større vandløb. Generelt er usikkerheden på hydrometriske

målinger mindre i store vandløb end i små.

Der ligger i det følgende ingen stillingtagen til, om perioden før eller efter

årsskiftet 2010 til 2011 har den ”mest rigtigt” opgjorte grid-nedbør.

2.3

Korrigeret nedbør vs. vandløbsafstrømning

Den korrigerede årlige 10x10 km grid-nedbør er plottet imod den målte vand-

løbsafstrømning for en række oplande fordelt over hele landet i Figur 1. Der

er fittet tre linjer igennem de plottede punkter for hhv. perioderne 1990-2000,

2001-2010 og 2011-2019. Det ses generelt, at linjerne for de to første perioder

ligger tæt sammen, mens linjen for den sidste periode ligger for sig selv over

de to øvrige. I de fleste tilfælde ses det, at en given afstrømning er associeret

med en lavere nedbør i perioden 2011-2019 end i de tidligere perioder. Dette

indikerer, at nedbøren i den sene periode er relativt lavere i forhold til de tid-

ligere perioder. Dog er der specielt for østdanske oplande en tendens til, at

linjerne samles/krydser for år med høj afstrømning/nedbør. Hældningen på

linjen for 2011-2019 er mange steder lavere end for de to øvrige perioder.

2.4

Ukorrigeret nedbør vs. vandløbsafstrømning

Den ukorrigerede årlige nedbør fra 10x10 km grid er plottet imod den målte

vandløbsafstrømning for en række oplande fordelt over hele landet (Figur 2).

Der er fittet tre linjer igennem de plottede punkter for hhv. perioderne 1990-

2000, 2001-2010 og 2011-2019. Det ses for de jyske og fynske oplande, undta-

gen 21000084 Gudenåen, at linjerne for de to tidlige perioder ligger tæt, mens

linjen for perioden 2011-2019 ligger for sig selv over de to andre. For Sjælland

er forskellen mindre og den sorte linje (2011-2019) ses flere steder at krydse

linjerne fra de to øvrige perioder. Mønsteret er næsten det samme, som ses i

Figur 1.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

Figur 1.

Plots mellem korrigeret 10x10 km grid-nedbør (DMI) og målt vandafstrømning for oplande, som geografisk dækker

Danmark. ODA database nr: 3000003 Uggerby å Vendsyssel, 11000011 Hvidbjerg å i Thy, 14000022 Lindenborg Å i Himmer-

land, 18000077 Skals å, Løvel Bro Himmerland, 21000084 Gudenå ved Tvillum, 25000082 Skjern å Midt og Vestjylland,

32000001 Vejle å Haraldskær, 38000024 Ribe å Sydjylland, 40000001 Brede å, Sønderjylland, 42000016 Grøn å Sønderjyl-

land, 45000003 Odense å Fyn, 46000001 Brende å Fyn, 52000029 Havelse å Nordsjælland, 52000068 Langvad å Nordsjæl-

land, 55000018 Åmose Vestsjælland, 57000058 Suseåen Sjælland, 59000006 Tryggevælde å Sydøstsjælland, 61000013 Fri-

brødre å Falster, 64000025 Nældevads rende Lolland, 66000014 Bagge Å Bornholm.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

Figur 2.

Plots mellem ukorrigeret 10x10 km grid-nedbør (DMI) og målt vandafstrømning for oplande, som geografisk dækker

Danmark. ODA nr: 3000003 Uggerby å Vendsyssel, 11000011 Hvidbjerg å i Thy, 14000022 Lindenborg Å i Himmerland,

18000077 Skals å, Løvel Bro Himmerland, 21000084 Gudenå ved Tvillum, 25000082 Skjern å Midt og Vestjylland, 32000001

Vejle å Haraldskær, 38000024 Ribe å Sydjylland, 40000001 Brede å, Sønderjylland, 42000016 Grøn å Sønderjylland,

45000003 Odense å Fyn, 46000001 Brende å Fyn, 52000029 Havelse å Nordsjælland, 52000068 Langvad å Nordsjælland,

55000018 Åmose Vestsjælland, 57000058 Suseåen Sjælland, 59000006 Tryggevælde å Sydøstsjælland, 61000013 Fribrødre å

Falster, 64000025 Nældevads rende Lolland, 66000014 Bagge Å Bornholm.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

2.5

Beregning af oplandsfordampning

Oplandsfordampningen, beregnet som:

korrigeret 10x10 km grid-nedbør (mm) –

målte vandløbs-vandafstrømning (mm) = oplandsfordampning (mm),

er beregnet

for en række oplande for tre perioder, Figur 3. I 16 af 20 oplande ses det tyde-

ligt, at oplandsfordampningen falder i den sidste periode 2011-2019 i forhold

til de to øvrige perioder. Forskellen er generelt i størrelsesordenen 50-100

mm/år. Til sammenligning kan det nævnes, at DMIs griddede beregning af

potentiel fordampning (Makkink metoden) beregnet for hele landet giver en

forøget fordampning igennem perioden, 1990-2000 (587 mm), 2001-2010 (623

mm) og 2011-2019 (633 mm).

Der ses mindre forskelle imellem de to tidlige perioder og perioden 2011-2019

for stationerne 14000022, 18000077, 21000084 og til dels 25000082 end for de

øvrige stationer (Figur 3). Disse oplande er alle placeret i Himmerland eller

den centrale del af Midtjylland. Andre dele af landet fx Sydjylland, Fyn og

Lolland Falster har relativt store forskelle i oplandsfordampningen imellem

de hhv. de to første perioder og perioden 2011-2019. Der ses således nogen

geografisk variation. Den geografiske variation ses også i Figur 1 og Figur 2.

2.6

Anvendelse af nedbør i hydrologiske modeller

Hydrologiske modeller har nedbør som den vigtigste drivparameter, derfor

er hydrologiske modeller sårbare over for homogenitetsbrud. Omvendt kan

hydrologiske modeller også afsløre homogenitetsbrud, da parameteriserin-

gen af modellen er den samme over en hel simuleringsperiode. I Figur 4 ses

et eksempel fra den hydrologiske model SWAT, hvor kalibreringen er foreta-

get på perioden 2005-2012, og valideringen på 2013-2016 (eksemplet er ikke

lavet med det formål at vise homogenitetsbrud i nedbør, derfor er skiftet imel-

lem de to perioder ikke 2010-2011). Forskellen imellem observeret og simule-

ret vandløbsafstrømning er 0,3% for kalibreringsperioden 2005-2012, mens

den simulerede vandafstrømning er 32% lavere end den observerede for pe-

rioden 2013-2016. Det er AU’s erfaring fra opsætning af talrige hydrologiske

modeller, at perioden før og efter 1/1 2011 giver forskellige kalibrerings- og

valideringsresultater.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

Figur 3.

Oplandsfordampning (10x10 km korrigeret nedbør – målte vandløbsafstrømning) beregnet for en række oplande geo-

grafisk dækkende Danmark. ODA nr: 3000003 Uggerby å Vendsyssel, 11000011 Hvidbjerg å i Thy, 14000022 Lindenborg Å i

Himmerland, 18000077 Skals å, Løvel Bro Himmerland, 21000084 Gudenå ved Tvillum, 25000082 Skjern å Midt og Vestjyl-

land,32000001 Vejle å Haraldskær, 38000024 Ribe å Sydjylland, 40000001 Brede å, Sønderjylland, 42000016 Grøn å Sønder-

jylland, 45000003 Odense å Fyn, 46000001 Brende å Fyn, 52000029 Havelse å Nordsjælland, 52000068 Langvad å Nordsjæl-

land, 55000018 Åmose Vestsjælland, 57000058 Suseåen Sjælland, 59000006 Tryggevælde å Sydøstsjælland, 61000013 Fri-

brødre å Falster, 64000025 Nældevads rende Lolland, 66000014 Bagge Å Bornholm.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

Figur 4.

Kalibrerings- og valideringsplot for SWAT-model, hvor der ses en tydelig forskel i modelleret vandmængde før og efter

2010-2011. Vandbalancefejlen, dvs. forskellen mellem observeret og modelberegnet vandføring, for 2005-2012 er 0,3% mod

32% for 2013-2016. Blå kurve: målt vandføring, rød kurve: modelberegnet vandføring.

2.7

Konsekvenser af homogenitetsbrud i nedbørstidsserier

I den årlige beregning af kvælstof- og fosfortilførslen til havet indgår den

ukorrigerede nedbør som modelparameter i beregningen for umålt opland

(dvs. områder der ikke er dækket af en målestation, hvilket gælder for godt

35% af landets areal, hertil kommer ca. 10% som ikke er målt i hele perioden

1990-2019). Ved et homogenitetsbrud i nedbørs-tidsserien introduceres såle-

des en kunstig trend i den beregnede kvælstof- og fosfortilførsel til havet. Den

opgjorte kvælstoftilførsel til havet har fx betydning for regulering af landbru-

get og har stor politisk bevågenhed. Vi har ikke fuldt overblik over, hvad et

homogenitetsbrud i nedbøren på fx 50 mm/år betyder for opgørelsen af kvæl-

stof-/fosfortilførslen til havet fra den umålte del af landet, men det kan være

betydeligt. Der foretages en trend- og bias-korrektion af de modellerede vær-

dier for vandafstrømning, og bias-korrektion af kvælstof- og fosfortilførsel.

Ved bias-korrektionen

justeres de modelberegnede værdier ved at sammen-

holde dem med målte værdier fra målte oplande. Bias-korrektionen vil i no-

gen grad kompensere for homogenitetsbruddet i nedbøren.

Biaskorrektion er at modellerede værdier korrigeres på basis af sammenligning

med observerede værdier. Dette gøres for, at kompensere for generelle model fejl.

Trend korrektion foretages for, at sikre at modellerede værdier og observerede vær-

dier har sammenlignelig udvikling igennem tid. Trend korrektion foretages før bias

korrektion.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

Til vandplanerne beregnes indsatsbehov for både marine områder og søer ud

fra opgørelser af næringsstoftilførsler. Næringsstoftilførslerne er ofte helt el-

ler delvist beregnet med empiriske modeller, hvor nedbøren indgår som driv-

parameter (der vil næsten altid være en del af oplandet, der er umålt). Et ho-

mogenitetsbrud i nedbørstidsserien har således potentielt betydning for det

beregnede indsatsbehov i søer og marine områder.

Nedbørstidsserier anvendes hyppigt i hydrologiske og økologiske modeller

(fx for søer) samt i beregninger af næringsstoftab i både forsknings- og myn-

dighedsbetjeningssammenhæng. Det er således meget uheldigt, hvis ned-

børsdata har homogenitetsbrud, der giver kunstige trends.

2.8

Konklusioner

For den korrigerede nedbør fra 10x10 km grid sammenstillet med vandløbs-

afstrømningen ses der et skifte i sammenhængen mellem perioden 2011-2019

og perioderne 1990-2000 og 2001-2010. Dette viser, at der med stor sandsyn-

lighed introduceres et homogenitetsbrud i tidsserien for korrigeret nedbør

mellem 2010 og 2011.

For den ukorrigerede nedbør fra 10x10 km grid sammenstillet med vandløbs-

afstrømningen ses det, at de to perioder 1990-2000 og 2001-2010 ligner hinan-

den, mens perioden fra 2011 ser ud til at have en relativt lavere nedbør (dvs.

højere afstrømning ved samme nedbør). Der er således med stor sandsynlig-

hed også et homogenitetsbrud i tidsserien for ukorrigeret nedbør.

Nedgangen i den beregnede oplandsfordampning (nedbør – afstrømning) i

perioden 2011-2019 sammenlignet med de to tidligere perioder indikerer, at

den korrigerede nedbør ikke er sammenlignelig perioderne imellem.

Eksemplet på kalibrering og validering af en hydrologisk model indikerer li-

geledes et homogenitetsbrud omkring 2010-2011, da vandbalancefejlen er

markant større for perioden efter 2011. Simuleringen indikerer, at nedbøren

(såvel ukorrigeret som korrigeret) er relativt lavere efter 2011.

Eksemplet på kalibrering og validering af en hydrologisk model indikerer li-

geledes et homogenitetsbrud omkring 2010-2011, da vandbalancefejlen er

markant større for perioden efter 2011. Simuleringen indikerer, at nedbøren

(såvel ukorrigeret som korrigeret) er relativt lavere efter 2011.

Sammenstillingen mellem vandafstrømningen og hhv. ukorrigeret og korri-

geret nedbør viser sammenlignelige mønstre, og at det indikerede homogeni-

tetsbrud findes i både ukorrigerede og korrigerede nedbørsdata.

Der ses regionale forskelle i størrelsen af homogenitetsbruddet.

Homogenitetsbrud på nedbørstidsserierne giver kunstige trends/knækpunk-

ter i modellerede tidserier af vandafstrømning og næringsstoftilførsler til søer

og hav og har således potentielt indflydelse på vandplanernes indsatsbehov.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

Betydning af inhomogenitet i nedbørstids-

serie i forbindelse med den nationale

retentionskortlægning og vurdering af den

kvantitative grundvandstressource

Forfattere: Anker L. Højberg

, Lars Troldborg

, Hans Jørgen Henriksen

, Hans

Thodsen

, Henrik Tornbjerg

, Christen Duus Børgesen

GEUS

Aarhus

Universitet, Institut for Bioscience

Universitet, Institut for Agroøkologi

Faglig kvalitetssikring: Simon Stisen

3.1

Baggrund

Ved anvendelse af vandafstrømningen fra DK-modellen til beregning af kvæl-

stof- og stofafstrømningen fra de godt 35% af landets areal, der ikke er dækket

af målinger (umålte oplande), blev der lavet en detaljeret sammenstilling af

simulerede og målte vandføringer ved vandløbsstationer. Denne analyse, der

blev gennemført i 2018, indikerede et skift i modellens evne til at beskrive

vandføringerne, med en generel underestimering af den simulerede vandfø-

ring for perioden efter 2011. Dette var i overensstemmelse med tidligere er-

kendelser fra kalibrering af modellen, hvor der blev fundet et spring i DK-

modellen performance for perioden efter 2011. Dette er illustreret i Figur 1,

der viser den absolutte vandbalancefejl mellem observeret og simuleret vand-

føring for 306 vandføringsstationer opgjort for tre perioder 1) 1995-1999, 2)

2000-2010 og 3) 2010-2015. Som det fremgår af Figuren, er modellens perfor-

mance næsten identisk for kalibreringsperioden (2000-2010) og den tidligere

valideringsperiode (1995-1999), mens der er en større fejl i valideringsperio-

den 2010-2015.

Figur 1.

Performance af den nati-

onale vandressourcemodel ud-

trykt ved samlet absolutte vand-

balancefejl (WBE) og opgjort for

perioderne 1995-1999, 2000-

2010 og 2010-2015.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

3.2

Anvendelse og betydning af nedbør i retentionskort-

lægningen

I projektet om opdatering af nationalt N-retentionskort, anvendes nedbørsdata

i forbindelse med 1) beregning af kvælstof (N) udvaskningen fra rodzonen, og

2) beregning af grund- og overfladevandstrømninger med DK-modellen.

En af de vigtigste drivende variable for bestemmelsen af N-udvaskningen er

det aktuelle klima, hvor udvaskningen vil forøges med øget nedbør. N-ud-

vaskningen øges proportionalt mere ved lave afstrømninger end ved høje af-

strømninger – hvilket medfører, at en konstant underestimering af nedbøren

(i mm/år) vil resultere i, at udvaskningen i øst Danmark underestimeres

mere, end i det mere nedbørsrige Vestdanmark. Da jordtyper er koblet til øst

Danmark og vest Danmark vil denne effekt også have betydning for retentio-

nen opgjort for jordtyperne.

Det aktuelle klimainput har betydning for vandets transportveje herunder

fordelingen mellem vand der strømmer af overfladenært, såsom dræning, og

vand der transporteres til de dybere grundvandslag. Netop vandets trans-

portveje har stor betydning i forhold til estimering af, hvor meget kvælstof

der bliver omsat i undergrunden, da kvælstof kun omsættes i reducerede mil-

jøer, der primært optræder i de dybere jordlag. Klimainput vil ligeledes have

betydning for afstrømningen i vandløb, hvilket påvirker den beregnede N-

koncentration i vandløbene samt gennemløb og opholdstider i søer, hvilket

begge dele har betydning for kvælstofomsætningen.

3.3

Anvendelse og justering af nedbør

Analysen mellem dynamisk korrigerede nedbørsdata og vandføring indike-

rer, at der sker et homogenitetsbrud i tidsserien for nedbørsdata omkring

2011, se også kapitel 2. Dette betyder, at der ikke er konsistens mellem den

opgjorte nedbør og responsen i vandløb for de to perioder. I forbindelse med

anvendelse af data i en hydrologisk model betyder det, at de hydrologiske

parametre, der bestemmes igennem en modelkalibrering, vil være forskellige

afhængig af, hvilken periode der anvendes. Ved en efterfølgende anvendelse

af modellen til prædiktioner af forskellige forhold og scenarier, vil resulta-

terne være afhængig af de anvendte modelparametre. Det betyder således, at

modelresultaterne er afhængig af hvilken periode, modellen er kalibreret på.

For at afbøde dette problem, har GEUS valgt kun at anvende dynamisk korri-

gerede data fra DMI til model kalibrering, det vil sige perioden frem til 2010

men ikke at anvende disse data, til validering af modellen i perioden efter 2010.

I stedet anvendes en alternativ korrektion for perioden fra 2011 og frem. Meto-

den anvender den samme korrektionsmodel som DMI, beskrevet i eksempelvis

Vejen (2012), forskellen ligger i datagrundlaget. DMI beregner den korrigerede

nedbør på stationsniveau ved anvendelse af stationsværdier for nedbør og grid

data for vind og temperatur, hvorefter nedbøren interpoleres til klimagridded

(10x10 km grid). I GEUS’ variant beregnes nedbørsgridded direkte baseret på

gridværdier for vind, temperatur og ukorrigeret nedbør. GEUS’ metode er

holdt op imod DMI’s data for perioden 1990-2010, hvor der er konstateret en

mindre bias på 2,5% ved anvendelse af nedbørsgridded (2,8% for Bornholm).

GEUS’ metode er efterfølgende korrigeret for denne bias, og den samlede ned-

børstidsserie der anvendes i DK-modellen består således af en tidsserier sam-

mensat af DMI’s dynamisk korrigerede data frem til 2010, hvorefter GEUS’ kor-

rektion anvendes for den resterende periode, Figur 2.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

1000

900

Nedbør [mm/år]

800

700

600

500

400

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

2009

2010

2011

2012

2013

2014

2015

2016

DMI_Corr

GEUS_Corr

Non_Corr

GEUS_corr_med_DMI

Figur 2.

Sammenstilling mellem årlige nedbørsmængder. DMI_corr: Dynamisk korrigeret nedbør fra DMI, GEUS_corr: Dyna-

misk korrigeret nedbør foretaget af GEUS ved anvendelse af griddata for ukorrigeret nedbør, vind og temperatur, Non_corr:

ukorrigeret nedbør, GEUS_corr_med_DMI: Anvendt tidsserie.

3.4

Vurdering af betydningen af skift i nedbørsdata for

beregning af N-retentionskort

Til opdatering af retentionskortet anvendes den sammensatte tidsserie som

beskrevet ovenfor for DK-modellen, dvs. DMI’s dynamiske data frem til 2010

og derefter data korrigeret af GEUS. Disse data anvendes både til DK-model-

len og ved beregning af N-udvaskningen. Som det fremgår af Figur 3, øges

nedbøren fra 2011 og frem ved anvendelse af data korrigeret af GEUS. I kapi-

tel 2 er nedbøren holdt op imod vandføringer, heraf fremgår det dog, at

selvom GEUS’ korrektion i nogen grad afbøder homogenitetsbruddet, indike-

rer resultaterne, at det ikke er tilstrækkeligt.

Til vurdering af betydningen af nedbørskorrektionen i forbindelse med opda-

tering af de nationale retentionskort, er der, i lighed med analysen for DK-

modellen, gennemført en beregning med den nationale kvælstofmodel (fore-

løbig version), hvor modellens evne til at simulere den samlede kvælstof-

transport i vandløbene er opgjort for perioderne 2000-2010 og 2011-2018. Re-

sultatet er vist i Figur 4, hvor den samlede kvælstofbalancefejl (NBAL) er vist

for stationer med data i begge perioder. En positiv fejl betyder, at kvælstof-

modellen overestimerer N-transporten, mens negative værdier angiver, at der

simuleres for lidt. Som det fremgår af Figuren, sker der en forskydning mod

lavere værdier for perioden 2010-2018. Dette betyder, at den relative forskel

mellem den observerede og simulerede N-transport ændres, hvor den simu-

lerede transport for den seneste periode er reduceret i forhold til observatio-

nerne. Da der ikke er ændret i modelopsætningen for de to perioder, vurderes

det, at den mindre N-transport primært skyldes en mindre modelleret ud-

vaskning i den seneste periode. Dette er samstemmende med, at nedbøren og

derved udvaskningen reduceres for den sidste periode.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

Figur 3.

Forskel mellem observerede og simulerede kvælstoftransporter opgjort for perioderne 2000-2010 (NBAL_00-10) og

2011-2018 (NBAL_11-18).

Kvælstofreduktionen i de nationale N-retentionskort viser den procentuelle

omsætning af kvælstof mellem rodzonen og de marine områder. Denne op-

gøres som fjernelsen af kvælstof fra rodzonen til de marine områder. Beregnes

reduktionen på basis af en udvaskning fra rodzonen der er for lav, vil dette

resultere direkte i estimering af N-reduktion, der ligeledes er for lav. Dette vil

få konsekvenser i forhold til implementering af den målrettede regulering,

idet N-virkemidler, mht. til placering og antal, dimensioneres i forhold til N-

retentionskortet. Underestimeres den naturlige reduktion, vil det lede til en

underdimensionering af N-virkemidlerne.

3.5

Betydning af nedbørskorrektion i forbindelse med kvanti-

tativ tilstandsvurdering (basisanalysen)

Konsekvenser for evt. fejl på nedbørskorrektion i forhold til vurdering af

kvantitativ tilstand er primært relateret til vurderinger af udnyttelsesgrad og

afsænkning af grundvandsspejl samt vandløbspåvirkning. I basisanalysen

(kvantitativ tilstand) er anvendt perioden 2011-2017. Som det fremgår af Figur

1, viser en valideringstest for 2011-2015 at vandbalancefejlen (på den samlede

årlige afstrømning) er få % større for valideringsperioden for 2011-2015 i for-

hold til valideringsperioden for 1995-1999 og i forhold til kalibrerings-perio-

den (f.eks. for 50% percentil), som kan skyldes en fejl i nedbørskorrektionen.

Derfor vil udnyttelsesgrad og afsænkning evt. være lidt overvurderet, men

formentlig kun med få %.

Der inddrages desuden øvrige data (f.eks. vandkemi) og samlet vurderet er

konsekvenser af evt. vandbalancefejl efter 2000 (for 2011-2017 der anvendes i

beregninger) at være lille i forhold til den endelige tilstandsvurdering. Med

hensyn til vandløbspåvirkning anvendes i basisanalysen ændringer i flow

mellem scenarie uden indvinding og scenarie med indvinding, dvs. ikke de

simulerede absolutte afstrømninger. Simulerede ændringer i flow vil i mindre

grad være påvirket af en evt. vandbalancefejl, så her er betydningen meget

begrænset.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

3.6

Betydning af nedbørskorrektion i forbindelse med Vand-

Web

I VandWeb

er hovedfokus på simulerede ændringer i økologisk flow som

følge af vandindvinding og der foreligger scenarier for forskellige perioder

bl.a. 1993-1997, 1998-2003, 2004-2010 og 2011-2016. Betydningen af en fejl på

vandbalancen på nogen få procent for 2011-2016 vurderes derfor kun at ved-

røre perioden 2011-2016. Der er funktionalitet til at sammenligne vandbalan-

cefejl for målte og simulerede afstrømninger i værktøjet, så en evt. vandbalan-

cefejl har minimal betydning i forhold til brugernes anvendelse af VandWeb.

VandWeb er et web-baseret screeningsværktøj til brug for kommunernes admini-

stration af vandindvindingstilladelser. Det indeholder tidsserier for afstrømning i

vandløb beregnet med den landsdækkende vandressourcemodel (DK-modellen) for

forskellige indvindingsscenarier

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

Betydning af homogenitetsbrud i nedbørs-

data for udvaskning og afstrømnings-

vægtet nitratkoncentration opgjort i

Landovervågningen

Forfatter: Gitte Blicher-Mathiesen, Institut for Bioscience

Faglig Kvalitetssikring: Hans Thodsen, Institut for Bioscience

4.1

Baggrund

Når nedbøren måles, er der en række fejlkilder som den faktuelle måling skal

korrigeres for inden, der kommer en troværdig værdi for nedbøren. Korrek-

tionen består af et fordampningstab og korrektion for vind. Korrektionen fo-

retages dynamisk ift. vind og temperatur for hver enkelt døgn. Korrektioner

er dog afhængig af det måleudstyr som anvendes til opsamling af nedbøren.

Fra 2011 er der sket et skift i det udstyr nedbøren er opsamlet med (Vejen,

2012 og 2013). For perioden frem til 2010 er der desuden også sket en ændring

i antal af målestationer og deres placering i landet (se indledning).

Det har betydet flere væsentlig ændringer i) korrektionsmetoden for fejl på

den målte nedbør er ændret fra 2011 og frem og ii) antallet af målestationer

der anvendes til at beregne gennemsnit for 10x10 km grid er ændret fra 2011

og frem iii) nedbørsnettet er blevet inhomogent fordelt med flest målestatio-

ner nær de større byer.

Korrigerede nedbørsdata anvendes i landovervågning til beregning af vand-

afstrømning ud af rodzonen, også benævnt perkolation. Perkolationen ganges

på den målte nitratkoncentration for at opgøre nitratudvaskning fra marker,

hvor der udtages jordvand.

Udvaskningsdata for marker med jordvandsstationer anvendes til at vurdere

udviklingen i nitratudvaskning og i den afstrømningsvægtede nitratkoncen-

tration for ler- og sandjordsoplande. Disse indgår i NOVANA rapporterin-

gen. Opgørelserne rapporteres desuden til EU kommissionen som et element

af den danske undtagelse fra Nitratdirektivet, hvor kvægbrug må anvende

mere organisk gødning på deres marker end andre husdyrbrug, såfremt de

overholder en række sædskiftmæssige betingelser. Det er derfor vigtigt, at det

anvendte nedbør opgøres konsistent igennem opgørelsesperioden, således at

opgørelserne viser den tidsmæssige udvikling og at denne ikke er inhomo-

gen/biased grundet ændring i datagrundlaget for nedbør.

Dette kapitel viser sammenhæng mellem nedbør og målt afstrømning for pe-

rioden før 2011 og perioden fra 2011 til 2018 for de fem Landovervågningsop-

lande med jordvandsstationer.

Lokalitet for LOOP oplande

De fem LOOP oplande er fordelt med to sandjordsoplande, henholdsvis

LOOP2, Odderbæk i Himmerland og LOOP6, Bolbrobæk ved Løgumkloster,

samt 3 lerjordsdominerede oplande fordelt med LOOP3, Horndrup Bæk ved

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

Ejer bavnehøj, LOOP4, Lillebæk på Sydfyn og LOOP1, Højvads Rende på Lol-

land (Figur 1). I det sidste opland LOOP 7, Hulebæk på Sydsjælland gennem-

føres der ikke målinger i jordvand.

Figur 1.

Placering af DMI’s må-

lestationer for nedbør fordelt på

manuelle målestationer (røde

prikker) frem til 2010 og automati-

ske målestationer (blå prikker)

med målinger fra 2011 og frem.

Desuden vises beliggenhed for

landovervågningsoplande og de

10x10 km

grid for nedbør, der

anvendes til beregning af perko-

lation ud af rodzonen.

4.2

Sammenligning af gridnedbør og målt afstrømning i

LOOP oplande

I gennem overvågningsperioden er anvendt 10x10 km gridnedbør til beregning

af perkolation. De anvendte grid for hver LOOP-opland fremgår af Figur 1. I

Figur 2 ses sammenhæng mellem døgnkorrigerede gridnedbør og den målte

afstrømning for de fem LOOP oplande. Af Figuren ses det overordnede billede,

at i perioden fra 2011 er den målte afstrømning ofte knyttet til en lavere gridne-

dbør end i perioden før 2011. Dette indikere, at nedbøren relativt er undervur-

deret i den sene periode fra 2011 og frem i forhold til den tidligere periode før

2011. Lidt mindre konsistent ses dette forhold, når data kun er opgjort for den

typiske afstrømningsperiode september-marts i Figur 3. Dette kunne tyde på,

at nedbørskorrektionen for sommermånederne afviger relativ mere end for af-

strømningsmånederne september-marts for de viste to perioder.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

Figur 2.

Sammenhæng mellem gridnedbør og målt vandafstrømning i 5 LOOP lande. Data er opgjort for hydrologiske år 1. juni-

31. maj og er vist for to perioder før 2011 (røde prikker) som dækker de hydrologiske år 1990/91-2009/10 og fra 2011 og frem

(blå prikker), som dækker 2011/12-2017/18. Trendlinje er desuden vist for de opgjorte værdier af hydrologiske år.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

Figur 3.

Sammenhæng mellem døgnkorrigeret gridnedbør og målt vandafstrømning i 5 LOOP lande. Data er opgjort for typiske

måneder med afstrømning, september-marts og sammenhæng er vist for to perioder før 2011 (røde prikker), som dækker de

hydrologiske år 1990/91-2009/10 og fra 2011og frem (blå prikker), som dækker 2011/12-2017/18.

4.3

Sammenligning af nedbør målt på DMI’s målestationer og

målt afstrømning i LOOP oplande

I dette afsnit sammenholdes den målte døgnkorrigerede nedbør for DMI’s

målestationer direkte med en målt afstrømning for LOOP oplande. Her er

valgt at vise data for tre oplande, hvor målestationer med nedbørsmålinger

gennemført før 2011 ligger forholdsvis tæt på en eller flere målestationer med

nedbørsmålinger fra 2011 og frem.

Nær ved LOOP1, Højvads Rende findes to målestationer i Nakskov, 5955 og

5960, som er målt fra 2011 og en målestation 31404 tæt herpå, som er målt frem

til 2010 (Figur 4). Når nedbør og afstrømning opgøres for hele år som her, ses

det meget tydeligt at afstrømningen er højere ved samme nedbør på nedbørs-

stationerne 5955 og 5960 målt fra 2011 og frem end tilsvarende sammenhæng

for nedbørsstation 31404 målt for den tidlige periode før 2011 (Figur 5). Ved

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

at sammenligne opgørelser for de fulde hydrologiske år (Figur 5 tv) med til-

svarende opgørelser alene for de typiske afstrømningsmåneder (Figur 5 th)

ses, at sommernedbøren påvirker relationen, men der er stadig en inhomoge-

nitet på relationen mellem nedbør og afstrømning mellem målestationer målt

før 2011 og fra 2011 og frem.

Figur 4.

Kort med DMI’s ned-

børsstationer opdelt på nedbørs-

stationer målt før 2011 (pink prik-

ker) og nedbørsstationer målt fra

2011 og frem (orange prikker) og

det topografiske opland LOOP1,

Højvads Rende på Lolland.

Figur 5.

Sammenhæng mellem gridnedbør og målt vandafstrømning for nedbørs-målestationer nær ved LOOP 1, Højvads Rende.

Data er opgjort for hydrologiske år, 1. juni-31. maj på Figur tv. og for de typiske måneder med afstrømning september-marts (th.).

St5955 og 5960 er nedbørsstationer målt fra 2011 og frem, mens st31404 og 31360 er manuelle stationer målt før 2011.

For nedbørsmålestationer tæt på LOOP 3, Horndrup bæk ses denne inhomoge-

nitet mere tydeligt. Her ligger de to nedbørsmålestationer, st. 5205 målt fra 2011

og frem og st. 23100 målt før 2011 meget tæt på hinanden, vest for Østbirk (Figur

6). Afstrømningen er højere ift. nedbør på stationen målt fra 2011 og frem end

for stationen målt før 2011 uanset om opgørelsen er for fulde hydrologiske år

eller kun for de typiske afstrømningsmåneder september-marts (Figur 7).

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

Figur 6.

Kort med DMI’s ned-

børsstationer opdelt på nedbørs-

stationer målt frem til 2010 (pink

prikker) og nedbørsstationer målt

fra 2011 og frem (orange prikker)

og det topografiske opland til

LOOP3, Horndrup bæk ved Ejer

Bavnehøj.

Figur 7.

Sammenhæng mellem gridnedbør og målt vandafstrømning for nedbørs målestationer nær ved LOOP 3, Horndrup

bæk. Data er opgjort for hydrologiske år, 1. juni-31. maj på Figur tv. og for de typiske måneder med afstrømning september-

marts th. St5205 er en nedbørsstation målt fra 2011 og vist for perioden 2011/12-2017/18 og st23100 og 22530 er vist for perio-

den 1990/91-2009/10.

For nedbørsmålestationer tæt på LOOP 4, Lillebæk ses denne inhomogenitet

også tydeligt. Her ligger de to nedbørsmålestationer, 5461 målt fra 2011 og

frem og 28460 målt før 2011 meget tæt på hinanden i Svendborg by (Figur 8).

Afstrømningen er højere ift. nedbør på stationen målt fra 2011 og frem end for

stationen målt før 2011 uanset om opgørelsen er for fulde hydrologiske år eller

kun for de typiske afstrømningsmåneder september-marts (Figur 9).

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

Figur 8.

Kort med DMI’s ned-

børsstationer opdelt på nedbørs-

stationer målt før 2011 (pink prik-

ker) og nedbørsstationer målt fra

2011 og frem (orange prikker) og

det topografiske opland til

LOOP4, Lillebæk på Sydfyn.

Figur 9.

Sammenhæng mellem døgnkorrigeret gridnedbør og målt vandafstrømning for nedbørs målestationer nær ved LOOP

4, Lillebæk. Data er opgjort for hydrologiske år, 1. juni-31. maj på Figur tv. og for de typiske måneder med afstrømning, septem-

ber-marts th. St5205465 er nedbørsstationer henholdsvis i Svendborg by og lidt øst for Svendborg og målt fra 2011 og frem og

vist for perioden 2011/12-2017/18 og st28460 ligger også i Svendborg by og 28440 ligger i Gudme nordvest for oplandet til Lille-

bæk, begge er vist for perioden før 2011 (1990/91—2009/10).

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

4.4

Betydning af nedbør og perkolation for NLES5 modelbe-

regnet udvaskning

Beregnet udvaskning som udgør målt nitratkoncentration i jordvand ganget

med modelberegnet perkolation fra LOOP-oplande anvendes til at estimere

den empiriske udvaskningsmodel NLES5 (Børgesen et al., 2020).

I rapporteringen af NLES5 modellen er vist, hvor godt NLES5 modellen ram-

mer målt nitratudvaskning (Figur 10). Af Figuren ses, at NLES5 overestimere

udvaskningen i årene 2011-2014. En af grundene kan være, at den opgjorte

nitratudvaskningen er for lille, grundet at den anvendte gridnedbør for denne

periode er underestimeret. I NLES5 modellen udgør ca. 10 pct. af kalibrerings-

dataene målte udvaskninger opgjort med perkolation baseret på nedbør fra

2011 og frem. Den inhomogene nedbør fra 2011 og frem vil formentlig i be-

grænset omfang påvirke den beregnede effekt af perkolation i NLES5 model-

len. Men modellens evne til at ramme målt udvaskning fra 2011 og frem kan

formentlig være mindre god end for årene før 2011 grundet niveauskiftet i

nedbørstidsserien efter 2010.

Figur 10.

Målt og NLES5 modelberegnet nitratudvaskning for jordvandsstationer i LOOP. Figur fra NLES5 rapporten fra Bør-

gesen et al. (2020).

Desuden anvendes udvikling i den afstrømningsvægtede nitratkoncentration

som førnævnt i rapportering af Landovervågningen i regi af NOVANA samt

i rapportering af Danmarks Undtagelse fra nitratdirektivet. Her kan den af-

strømningsvægtede nitratkoncentration være påvirket i årene efter 2011 (Fi-

gur 11), idet nedbør og perkolationen er underestimeret ift. perioden før 2011.

Det er yderst uheldigt, at udviklingen i den målte afstrømningsvægtede ni-

tratkoncentration ikke er opgjort med en konsistent beregnet perkolation

grundet afvigelse i nedbøren før og efter 2011.

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

Figur 11.

Udvikling i målte nitratkoncentrationer for hydrologiske år i perioden 1990/91 til 2017/18 for rodzonevand og det øvre

iltede grundvand i tre lerjordsoplande (øverst) og to sandjordsoplande (nederst). For jordvand er data opgjort som afstrømnings-

vægtede koncentrationer og for grundvand er data baseret på det gennemsnitlige nitratindhold pr. indtag (Figur fra Landover-

vågning 2018 Blicher-Mathiesen et al. (2020)).

MOF, Alm.del - 2019-20 - Bilag 689: Uddybende redegørelse fra Aarhus Universitet om den mulige fejl i de nedbørsdata, og invitation til teknisk gennemgang af sagen 9/9-20, fra miljøministeren

Referencer

Blicher-Mathiesen, G., Holm, H., Houlborg, T., Rolighed, J., Andersen, H.E.,

Carstensen, M.V., Jensen, P.G., Wienke, J., Hansen, B. & Thorling, L. 2019.

Landovervågningsoplande 2018. NOVANA. Aarhus Universitet, DCE – Na-

tionalt Center for Miljø og Energi, 241 s. - Videnskabelig rapport nr. 352

http://dce2.au.dk/pub/SR352.pdf

Børgesen, C.D., Sørensen P., Blicher-Mathiesen G., Kristensen M.K., Pullens,

J.W.M., Zhao J., Olesen J.E. 2019. NLES5 - An empirical model for predicting

nitrate leaching from the root zone of agricultural land in Denmark. Aarhus

University, DCA - Danish Centre for Food and Agriculture. 116 p. - DCA re-

port

No.

163.

http://web.agrsci.dk/djfpublikation/index.asp?ac-

tion=show&id=1313

Thodsen, H., Tornbjerg, H., Rasmussen, J.J., Bøgestrand, J., Larsen, S.E., Ove-

sen, N.B., Blicher-Mathiesen, G., Kjeldgaard, A. & Windolf, J. 2019. Vandløb

2018. NOVANA. Aarhus Universitet, DCE – Nationalt Center for Miljø og

Energi, 70 s. - Videnskabelig rapport nr. 353

http://dce2.au.dk/pub/SR353.pdf

Vejen, F. (2012), Korrigeret Nedbør 1989-2010. Del 3 af 6: Præsentation. Meto-

debeskrivelse. Dokumentation og beskrivelse. Dataleverance til DCE – Nati-

onalt Center for Miljø og Energi, Aarhus Universitet. Danmarks Meteorologi-

ske Institut, april 2012, 20 sider.

Vejen, F. (2013) Korrigeret Nedbør 2011-2012. Del 2 af 2: Beskrivelse af me-

tode, resultater og modeltekniske specialtilfælde. Dataleverance til DCE – Na-

tionalt Center for Miljø og Energi, Aarhus Universitet. Danmarks Meteorolo-

giske Institut, april 2013, 58 sider.