Luftkvaliteten i Bergen

Høytrykkssituasjonen over sør Norge i slutten av november og begynnelsen av desember har gitt værforhold i de siste ukene som kalles atmosfærisk blokkering. Under slike atmosfæriske blokkeringer er det hovedsakelig østlig og nordøstlig svake vinder og derfor mye klart vær og den vanlige vestvinden med nedbør uteblir. Slike blokkeringer ble hyppig observert i januar-februar 2010 i Bergen og de kom tilbake igjen fra midten av november – kanskje litt uvanlig for denne årstiden. Blokkering, som meteorologisk fenomen, interesserer oss som bor i Bergen både fordi det i positiv retning er en stabil og klar værsituasjon som varer over flere dager eller uker - og i negativ retning ikke minst fordi det forringer luftkvaliteten i enkelte deler av byen betydelig. Luftkvaliteten i Bergen blir overvåket av Statens Vegvesen og Klima- og Forurensning direktorat (http://www.luftkvalitet.info). Dessverre er regelmessige luftkvalitetsmålinger tilgjengelig bare fra to målestasjoner - ved Rådhuset og på Danmarksplass – og stor Bergen er dårlig dekket med målinger.

G.C. Rieber klimainstitutt ved Nansen senter for miljø og fjernmåling er involvert i en flere Europeiske forskningsprosjekter med målsetninger å øke forståelsen av mikro-meteorologi og luftforurensning i storby områder. Disse prosjektene har som mål å studere luftkvaliteten i flere europeiske og andre million byer, men vi har benyttet den nylige blokkeringssituasjonen til å vurdere hvordan tilsvarende metodikk kan benyttes for å bedre forstå årsakene til den dårlige luftkvaliteten vi har her i Bergen nå.

Nansensenteret har benyttet en finskala atmosfære modell for grenselaget nær bakken (PALM – utviklet ved Leibniz Universitetet) og satt denne opp for Bergen by og omliggende områder med en romlig oppløsning på 30 meter. Høydekart data har vi hentet fra satellittmålinger (ASTER), og initial og grenselagsbetingelser fra atmosfæriske radiosonde observasjon fra Stavanger ved midnatt den 23. november, vel en uke etter at blokkeringen inntraff denne gangen. Siden Bergen ikke har noe kontinuerlig utslippsmålinger, brukte vi antatte overslag av utslipp fra kommunens "Handlingsplan for Bedre Luft i Bergen 2007". Mangelen på detaljert utslippsinformasjon gjør det vanskelig å kalibrere modellen vår, som igjen gir større unøyaktighet og usikkerhet i simuleringene, men noen resultater har vi fått.

Atmosfære modellen beregner relative konsentrasjoner av for eksempel forurensing ved bakke nivå. Kartet viser en normalisert konsentrasjon av forurensning fra trafikk (rød sjatteringer) akkumulert over 3 timer mellom klokken 6 og 9 om morgenen tirsdag den 23. november. Modellen viser også gjennomsnittsvind (vektorer – blå piler) i 30 meter over bakken. Til tross for usikkerhet og mangel på forurensingsmålinger, gir modellen et kvalitativt korrekt bilde av observert (se foto tatt fra Puddefjordsbroen mot Solheimsviken) og målt luftkvalitet i Bergensdalen. Simuleringsresultatet antyder også dynamiske forklaringer av situasjonen. Våre foreløpige modellsimuleringer viser at området mellom Minde og sentrum har den største luftforurensingen med maksimal forurensning nær Danmarksplass – som vi alle har observert uten å bruke et avansert modellverktøy. Modellsimuleringene indikerer at en kombinasjon av topografisk blokkering og dreneringsvind nedover langs fjellsidene fra Løvstakken og Ulriken (katabatiske vinder - de blå pilene) utvikler i Bergensdalen og at disse forårsaker luftstagnasjon og økt luftforurensning omkrings Danmarksplass. De skyfrie forholdene under slike blokkeringssituasjoner fører om vinteren til kraftig nedkjøling av luften og kald luft strømmer lags bakken og nordover mot sentrum. På samme tid viser målinger at midlere vind i høyden er i sørlig retning (grå piler over Løvstakken og Lyderhorn). Over Nordnes og Laksevåg møtes disse vindstrømmene og ”låser” den forurensede luften i sentrum og Bergensdalen. Denne sterke inversjonen, som både våre modell resultater og data fra Geofysisk Institutt viser, hindrer vertikal blanding av renere luft ned til bakken i denne delen av byen. Denne såkalte inversjonstoppen kan sees tydelig over byen som høyden med bedre sikt.

Nansensenterets modellsimuleringer viser hvorfor luftforurensingen i andre deler av Bergen ikke er så stor som i bykjernen under slike blokkeringssituasjoner. Årsaken skyldes i stor grad fjellsiden mot Løvstakken som er den sørlige avgrensing av Bergensdalen. Handlingsplanen viser for eksempel, at utslippene og luftforurensingen store både i Fyllingsdalen og Loddefjord, men modellsimuleringene gir konsentrasjoner der som er mindre enn halvparten av det som er observert nær Danmarksplass. Faktisk, fører nordavind utenfor bykjernen til drenering forurenset luft ut mot åpent vann i andre deler av byen og at luftkvaliteten der blir bedre enn de lokale utslippene skulle tilsi.

Nansensenterets høyoppløselige atmosfære modell har et betydelig bruker potensiale i vurdering av luftkvaliteten Bergen og er et verktøy som kan underbygge de tiltakene politikerne må sette i verk helst før luftkvaliteten blir for dårlig. Nansensenteret jobber nå videre med mer detaljerte simuleringer for slike blokkeringssituasjoner. For å bli et effektivt rådgivningsinstrument for bruk i beslutningsprosesser, må en slik høyoppløselig modell kalibreres mot langt mer detaljerte og omfattende meteorologiske- og luftkvalitetsobservasjoner i ulike deler av Bergen. Muligheter til å gjøre denne type forskning finnes i flere høyt kompetente forskningsmiljøer her i byen.

Nansensenteret foreslår derfor at Bergen Kommune tar initiativet til og finansierer et prosjekt hvor Geofysisk institutt, Norconsult, Statens vegvesen, Meteorologisk institutt er dataleverandører, Nansensenteret gjennomfører modell simuleringer og analyser og Helsevernetaten, andre kommune avdelinger og Haukeland Universitetssykehus er brukere av denne informasjonen om luftkvaliteten i Bergen. Et slikt bruker orientert forskningsprosjekt vil være til fordel for innbyggerne i Bergen og skape det kunnskapsgrunnlaget politikerne trenger når de må sette i gang tiltak som kanskje ikke alltid blir like godt positivt mottatt av byens billister.

FIGUR tekst: Modellsimuleringer av relative konsentrasjoner av luftforurensing (rød toner) og vind vektorer (retning og styre) omring Bergen om morgenen den 23. november 2010. De blå vektorene indikerer drenasjevinder og de mørke pilene over Lyderhorn og Løvstakken viser de geostrofiske vinder i høyden. Den høyeste luftforurensingen blir samlet rundt Danmarksplass og er skalert der til enhet. Kystlinjen er vist som tykk svart linje og karttopografien vises for hver 100 meter.