KRONIKK: Cruiseskipenes bidrag til luftforurensing i Bergen

Kronikk av Tobias Wolf-Grosse, Lasse H. Pettersson og Igor Esau, Nansensenteret. Først publisert i Bergens tidende 23 juli 2018.

I Bergen Tidendes BRIF Her er ekspertenes vurdering av cruiseskipenes utslipp over Bergen” (14.07.18), får vi i fem punkter fakta om cruiseskipenes utslipp over Bergen. Disse slutter vi oss til på våre kompetanseområder. BRIFen omtaler også hva som skjer med utslippene etter at de forlater skipets skorstein og her kan Nansensenteret komme med supplerende forskningsresultater for Bergen.

Utslipp fra skip sprer seg i høyden ut over store deler av Bergen. Bilde er fra 11. juli kl 08:35  med en forhøyet inversjon over byen. Foto: Richard Davy, Nansensenteret.Utslipp fra skip sprer seg i høyden ut over store deler av Bergen. Bilde er fra 11. juli kl 08:35 med en forhøyet inversjon over byen. Foto: Richard Davy, Nansensenteret.Høy luftforurensing i Bergen er et fenomen Bergenserne i hovedsak forbinder med en kald og klar vinterdag, med langvarig inversjon i luften over byen. Lokale utslipp akkumuleres nær bakken og grenseverdiene for moderat (oransje varslingsklasse) eller høy (rød) luftforurensing blir overskredet i lengre perioder av gangen. Nansensenteret har analysert timesmålingene for nitrogendioksid (NO2) for perioden 2003 til 2017. Målingene på Danmarksplass viser at 84 % av ”moderate” overskridelser og 99 % av ”høy” varslingsklasse inntreffer i månedene fra oktober til mars. Ved rådhuset er tallene for disse vintermånedene 85 % for moderat- og 100 % for høy-luftforurensing. I disse 15 årene var det i sommermånedene april til september ”bare” 974 og 208 timer med overskridelser av moderat grenseverdi for NO2 ved hhv. Danmarksplass og rådhuset.

Overskridelsene om sommeren kan inntreffe under stabile værforhold eller er forårsaket av store lokale utslipp. Nesten hver morgen om sommeren kommer det flere store og små cruiseskip til Bergen havn – til kaiområdene ved Skolten og i Jekteviken. Motorene ombord benyttes til å produsere energien til disse små-samfunnene som kan bestå av opptil flere tusen passasjerer og ansatte. Som omtalt i BRIFen bidrar disse ”kraftverkene” til bybildet, både visuelt og med luftforurensing som består av en blanding av vanndamp, sotpartikler og forurensende gasser, inkludert NO2 som vi har analysert.

Statistisk sett er det sjelden overskridelser av grenseverdiene for moderat eller høy luftforurensing i sommermånedene, men de skjer. I tillegg handler luftforurensing ikke bare om korte eller lengre perioder med mer eller mindre overskridelser av de fastsatte grenseverdiene. Luftforurensing handler også om den ”daglige dose” som påvirker oss gjennom hele året - årsgjennomsnittet.

Totalt sett finnes det per i dag fem målestasjoner i Bergen kommune.  Disse er plassert i henhold til krav for hvordan luftkvalitet skal måles i Europeiske byer, men de gir punktmålinger – hvordan tilstanden er ved sensorene. Konsentrasjoner av NO2, partikler mindre enn 2,5 mikrometer (PM2,5) og PM10 (mindre enn 10 µm) oppdateres hver time på http://www.luftkvalitet.info. Målingene gir ikke direkte informasjon om bidragene fra hver enkelt forurensningskilde som også påpekt i BRIFen, men her har og kan forsking bidra.

BT og andre medier har tidligere formidlet resultater fra Nansensenterets forskning på luftkvaliteten i Bergen, som i mange år har blitt støttet av GC Rieberfondene. Vårt forskningsfokus har til nå vært på studier av episoder med høy luftforurensing på bakkenivå, som i hovedsak inntreffer om vinteren. Dette omfatter analyse av observasjoner samt utvikling og anvendelser av en høy-oppløselig numerisk atmosfære sirkulasjonsmodell. Modellen anvendes for Bergen til å simulere spredning og konsentrasjonsdannelse fra lokale forurensningskilder. Modellen har en romlig oppløsning på 10 meter, betydelig mer detaljert enn en værvarslingsmodell med typisk 1 kilometers oppløsning.

Nansensenterets modellsimulering av spredning og konsentrasjonsdannelse av NO2 fem meter over bakken, fra fire tilfeldig plasserte cruiseskip og ni mindre skip ved kai i Bergen havn. Eksempelet er basert på et værscenarie (situasjon) som ligner på sommerværet i slutten av mai 2018 med vind fra nordvest.  Figuren viser også simulerte vindvektorer i 45 meters høyde over havet.Nansensenterets modellsimulering av spredning og konsentrasjonsdannelse av NO2 fem meter over bakken, fra fire tilfeldig plasserte cruiseskip og ni mindre skip ved kai i Bergen havn. Eksempelet er basert på et værscenarie (situasjon) som ligner på sommerværet i slutten av mai 2018 med vind fra nordvest. Figuren viser også simulerte vindvektorer i 45 meters høyde over havet.Modellen ble anvendt i en studie for Bergen og Omland havnevesen (BOH) med fokus på de relative bidragene fra supplyskip ved kai i vinterperioder med overskridelser av grenseverdiene for luftforurensing. Studiet, som ble publisert for nær 2 år siden (Rapport:Spredning og konsentrasjonsdannelse av NO2 og PM2.5 i Bergen sentrum - et studie medvekt på bidrag fra skip i havna), inkluderte også noen resultater fra sommersituasjoner med både cruise- og supplyskip i havnen. Rapporten konkluderte blant annet med at for sommersituasjoner, med relativt lave konsentrasjoner av luftforurensing, kan utslipp fra cruiseskip i Bergen havn bidra med så mye som 75% av den samlede konsentrasjonen av NO2 i luften i sentrumsnære områder. Dette omtales også i BRIFen basert på analyse av måledata ved rådhuset.

Modellsimuleringene er numerisk krevende og de initieres med typiske værsituasjoner eller scenarier. Kunnskap om vindretning, –hastighet og inversjon med mer, er viktige informasjon for å definere realistiske værscenarier for både sommer og vinter. Nansensenteret valgte å simulere ett scenarie som ligner på værsituasjonen i slutten av mai i år med vind fra nordvest og utslipp fra cruiseskip som blåste inn over byen. På slike solfylte sommerdager ser vi ofte at røykfanen fra skip først stiger oppover for så å spre seg ut horisontalt i en hvis høyde over hele eller deler av byen (se foto). Den effektive utslippshøyden fra skip er derfor en del høyere enn selve toppen av skorsteinen. Vi antok at det var ni supplyskip og fire cruiseskip i Bergen havn, som vi ga effektive utslippshøyder på hhv. 60 og 80 meter. NO2-utslippet fra ett cruiseskip tilsvarer cirka 10 supplyskip.

Hva viser så modellsimuleringen av spredning og konsentrasjonsdannelse av NO2 på bakkenivå? På tross av at de effektive utslippene skjer 60-80 meter over bakken, viser modellresultatene at utslippene raskt blir blandet nedover til bakkenivå i områdene nær havnen. (se kart med modellsimulering) Simuleringen viser at deler av Bergen sentrum blir påvirket av utslippene av NO2 og for denne modellsimuleringen i hovedsak fra de tre cruiseskipene vi har plassert ved Skolten og ett på Bontelabo. I samme periode viste kommunens målestasjon på Klosterhaugen på det meste en konsentrasjon av NO2 på 99 µg/m3 eller akkurat på grensen til ”moderat” luftforurensing, men i hovedsak betydelig lavere konsentrasjoner. På Danmarksplass vår nivået oppe i 141 µg/m3 under rushet én morgen, men fortsatt ”moderat” luftforurensing.

Én slik enkelt modellsimulering, sammen med kunnskap fra relevant forskning, gir oss selvsagt ikke det fulle svaret på hvordan forurensingsbildet er i Bergen gjennom hele sommeren. De viktigste lokale kildene til luftforurensing er kjent, men fortsatt har vi ikke den fulle kunnskap om hvordan utslipp fra skip i havnen, biltrafikk og vedfyring (om vinteren), spres og akkumuleres i Bergensluften hver dag der du bor eller oppholder deg.  Vi trenger ikke vår vitenskapelige modell til å vurderer effektene av tiltak som å eliminere utslippene helt fra cruiseskipene - enten med landstrøm eller flytting. Derimot kan modellen kan benyttes til å vurdere effektene av andre tids- og situasjonsbetingede tiltak for å begrense den lokale luftforurensingen fra cruiseskip og andre lokale kilder i Bergen.

Nansensenteret har ekspertisen til å bidra med relevant forskning til beslutningsgrunnlaget for og evaluering av tiltak for å bedre luftkvaliteten i Bergen - og andre steder