Feltarbeid i hav, luft og is

Kompetansemål i Geofag 2 (LK20)

Elevene skal kunne

• gjennomføre geofaglig feltarbeid knyttet til havet, atmosfæren eller kryosfæren, bearbeide og tolke de innsamlede dataene og presentere resultatene

(Udir, u.å.-b)

Kjerneelementer som dekkes i dette kapitlet:

• Geofaglig feltarbeid: «Kjerneelementet geofaglig feltarbeid handler om planlegging, innsamling av georefererte data i felt og bearbeiding av disse. Dette innebærer å bruke geofaglig kompetanse og naturvitenskapelig tenkemåte til å samle og registrere data på en faglig forsvarlig måte som også ivaretar helse, miljø og sikkerhet.»

• Mennesket i jordsystemene: «Kjerneelementet mennesket i jordsystemene handler om hvordan vi som mennesker utnytter naturressursene og endrer jordsystemene, og hvordan vi er avhengige av og påvirkes av de samme systemene og deres endringer. Mennesket i jordsystemene handler også om hvordan vi kan forebygge og beskytte oss mot klimaendringer og naturfarer gjennom forskning og forvaltning.»

(Udir, u.å.-a)

I dette kapitlet er snøskredvarselet og vannstandsvarselet eksempler på hvordan målinger brukes til å beskytte oss mot naturfarer.

I dette kapitlet lærer du om

hvordan du planlegger et feltarbeid i hav, luft eller is og gjør det trygt, hvordan radiosonde, værstasjon, CTD, Argo-bøyer, vannstandsmålere og snøprofil virker, og hvordan du bearbeider, tolker og presenterer dataene med usikkerhet.

Hva tror du?

Du skal finne ut hvordan temperaturen og saltholdigheten endrer seg nedover i en fjord. Holder det å senke et termometer én gang? Hva trenger du å vite om stedet, været og sikkerheten før du drar ut? Tenk over det før du leser videre. Vi kommer tilbake til det i delen om bearbeiding og usikkerhet.

Hva er feltarbeid i hav, luft og is?

Feltarbeid i hav, luft og is er å samle inn data ute i havet, i lufta eller på snø og is, og deretter bearbeide og tolke dataene og presentere resultatene. Arbeidet følger en kjede. Du stiller et spørsmål, planlegger, måler, bearbeider, tolker og presenterer. Hver måling skal være georeferert, altså knyttet til en posisjon og et tidspunkt, og arbeidet skal ivareta helse, miljø og sikkerhet (Udir, u.å.-a). Mange av metodene er de samme som i kapitlet Feltarbeid i Geofag 1. Det nye er at havet, lufta og isen endrer seg raskt, og at forholdene kan bli farlige.

Hvordan planlegger du et trygt feltarbeid?

Problemstilling, sted og utstyr

Et feltarbeid starter med en problemstilling som kan besvares med målinger, for eksempel: «Hvor langt inn over land merkes sjøbrisen?» eller «Er vannet ferskere øverst i fjorden enn ved munningen?». Formuler gjerne en hypotese, altså det du tror svaret er, og hvorfor. Velg deretter steder og tidspunkter som kan svare på spørsmålet, og lag en liste over utstyret. Skriv ned hvor nøyaktig hvert instrument er, og hvordan du skal lese det av.

Helse, miljø og sikkerhet

Før du drar ut, lager du en risikovurdering. Skriv ned hva som kan gå galt, hvor sannsynlig det er, og hva dere gjør for å unngå det. Sjekk værvarselet og eventuelle farevarsler, avtal når dere skal være tilbake, og gå aldri alene.

• På sjøen: I fritidsbåter som er kortere enn åtte meter, skal alle ha på seg egnet flyteutstyr når de oppholder seg utendørs i båten og båten er i fart (Småbåtloven, 1998, § 23 a).
• På isen: Undersøk isen med en isstav før du går ut på den. Ha med ispigger og redningsvest, og ta med kasteline når dere går flere sammen. To lag med ull innerst og tettere tøy ytterst reduserer nedkjølingen hvis du går gjennom (Varsom, u.å.-c). Faller du i kaldt vann, får du først et kuldesjokk. Du gisper etter luft, og pusten og hjertet går fort. Det kan føre til at du puster inn vann (Norsk helseinformatikk, 2024). Hold nese og munn over vannet, og flyt på ryggen til pusten roer seg. Det tar rundt ett minutt (Redningsselskapet, u.å.). Er du mer enn noen få minutter i kaldt vann, blir kroppen også nedkjølt (Norsk helseinformatikk, 2024). Ta derfor med tørt skift.
• I snøen: Les snøskredvarselet før du drar, og grav snøprofilen på et skredtrygt sted (NVE, 2022; Varsom, u.å.-a).
• På Svalbard: Ingen må komme nærmere isbjørn enn 300 meter, og fra 1. mars til 30. juni er grensen 500 meter. Ser du en isbjørn nærmere enn det, skal du trekke deg unna. Alle som ferdes utenfor bebodd område, skal ha kunnskap om sikring mot isbjørnangrep og ha med egnede midler til å skremme og jage isbjørn (Svalbardmiljøloven, 2001, § 30 a).

Miljø handler om at feltarbeidet ikke skal skade naturen. Ta med deg alt utstyr og avfall hjem, og ikke forstyrr dyr eller fugler.

Hvordan måler vi i lufta?

Radiosonde

En radiosonde måler temperatur, fuktighet og lufttrykk fra bakken og oppover. Sonden henger vanligvis under en værballong med hydrogen eller helium. Mens den stiger, sender den måledataene ned til bakken med radio. Ut fra trykket regnes det ut hvor høyt sonden er, så målingene blir en profil oppover i lufta. Hvordan sonden driver sidelengs, viser hvordan vinden blåser i ulike høyder. Ballongen utvider seg etter hvert som lufta blir tynnere, og den kan sprekke så høyt som 30 000 meter over havet (Store norske leksikon, u.å.-a).

Meteorologisk institutt slipper radiosonder til faste tider hver dag fra Bjørnøya, Jan Mayen, Bodø, Ørlandet og Sola. Fra Ekofisk og Ny-Ålesund slippes de også forholdsvis regelmessig (Store norske leksikon, u.å.-a). Profilene brukes blant annet som observasjoner i værmodellen MEPS, se kapitlet Numeriske modeller (Eresmaa, 2024).

Værstasjon

En værstasjon måler været ved bakken. For at målinger fra ulike steder skal kunne sammenlignes, har Verdens meteorologiorganisasjon (WMO) faste regler. Lufttemperaturen skal måles 1,25–2 meter over bakken, i skygge og med god lufting, på et åpent sted. Vinden skal måles 10 meter over åpent og flatt terreng (WMO, 2024). Et termometer i sola eller inntil en husvegg gir derfor ikke en temperatur som kan sammenlignes med værstasjonene.

Et opplegg: sjøbris

Sjøbris er vind som blåser inn fra havet fordi sola varmer opp landet. Varm luft stiger over land og erstattes av kjøligere luft fra sjøen. I Norge er sjøbrisen en del av solgangsvinden, og den oppstår om sommeren (Store norske leksikon, u.å.-c). Velg en solrik sommerdag og lag en linje av punkter fra kaia og innover land. Mål temperaturen og noter vindretningen på hvert punkt, og gjenta målingene morgen, ettermiddag og kveld. Skriv ned posisjon og klokkeslett for hver måling.

Hvordan måler vi i havet?

CTD

CTD står for konduktivitet, temperatur og dyp. Det er en pakke med elektroniske instrumenter som registrerer hvordan ledningsevnen og temperaturen i vannet endrer seg nedover. På skip er CTD-en ofte festet til en rosett som senkes i en kabel. På rosetten sitter det Niskin-flasker som kan lukkes i bestemte dyp, slik at forskerne får med seg vannprøver (NOAA, u.å.). Saltholdigheten måles ikke direkte. Den regnes ut fra vannets elektriske ledningsevne og temperaturen, fordi ledningsevnen avhenger av hvor mye salt som er løst i vannet (Store norske leksikon, u.å.-d; WHOI, u.å.). Med temperatur og saltholdighet kan du skille vannmassene fra hverandre, for eksempel det ferske kystvannet og det saltere atlanterhavsvannet (NOAA, u.å.). Mer om vannmassene står i kapitlet Havstrømmer.

Argo-bøyer

Det meste av havet er langt fra skipene. Derfor driver rundt 4000 Argo-bøyer rundt i verdenshavene (Argo, 2023). En vanlig Argo-bøye driver med strømmen på 1000 meters dyp i ca. 9 døgn. Så synker den til 2000 meter og stiger langsomt opp mens den måler ledningsevne, temperatur og trykk. I overflaten finner den posisjonen sin med GPS og sender dataene via satellitt. Syklusen tar 10 døgn og gjentas til batteriet er tomt, vanligvis etter 4–5 år (Argo, u.å.). Havforskningsinstituttet leder det norske Argo-arbeidet, NorArgo, med bøyer i de nordiske havene (Havforskningsinstituttet, 2020).

Faste stasjoner og vannstand

Havforskningsinstituttet har målt temperatur og saltholdighet på faste stasjoner langs kysten siden 1930-tallet (Havforskningsinstituttet, 2026), og på faste snitt ut i Norskehavet, som Svinøysnittet, siden 1977 (Havforskningsinstituttet, u.å.). Lange måleserier fra samme sted gjør det mulig å se om havet endrer seg.

Kartverket har det nasjonale ansvaret for å måle vannstanden. Tjenesten Se havnivå viser observert og varslet vannstand, tidevann, landheving og framtidig havnivå. De fleste steder er det to høyvann og to lavvann i døgnet (Kartverket, u.å.). Et enkelt havoppdrag er å sammenligne den observerte vannstanden med det varslede tidevannet. Forskjellen kommer i stor grad av været. Stormflo er særlig høy vannstand langs kysten i forbindelse med storm (Store norske leksikon, u.å.-b).

Hvordan måler vi snø og is?

Snøskredvarselet

Snøskredvarselet på Varsom kommer hver dag i vinterhalvåret. NVE publiserer varsel for 24 regioner på fastlandet og Svalbard (NVE, u.å.). Faregraden settes etter den europeiske snøskredfareskalaen. Den sier hvor lett skred løses ut, hvor utbredt problemet er, og hvor store skred som kan ventes. Faregraden gjelder et område på minst 100 kvadratkilometer, ikke ett enkelt heng (Varsom, u.å.-b). Varselet er et hjelpemiddel, ikke en fasit, og du må alltid gjøre egne vurderinger (Varsom, u.å.-a). I appen kan du lese og dele observasjoner av snø og skred. Dine egne målinger kan altså også bli data for andre.

Snøprofil

En snøprofil viser lagene i snødekket, eventuelle svake lag og hvordan temperaturen endrer seg nedover. For hvert lag noterer du hardhet, tykkelse, kornform, kornstørrelse og fuktighet. Gravepunktet skal være skredtrygt, med et jevnt snødekke som er representativt for området (NVE, 2022).

Hvordan bearbeider, tolker og presenterer du dataene?

Georeferering og feltbok

Data er georefererte når hver måling er knyttet til en posisjon (Udir, u.å.-a). I hav, luft og is er tidspunktet like viktig, fordi forholdene endrer seg fra time til time. I feltboka får hver måling én rad med ID, dato og klokkeslett, posisjon, dyp eller høyde, målt verdi og instrument. Skriv også ned været og alt som var uvanlig.

Gjentak og usikkerhet

Alle målinger har usikkerhet. Et termometer kan vise litt feil, og vannet og lufta endrer seg mens du måler. Gjenta derfor målingene, og regn ut et gjennomsnitt. Spredningen mellom målingene viser hvor sikker du kan være. Én CTD-senking eller én temperaturmåling sier lite om en hel fjord eller en hel dag. Dette er svaret på spørsmålet i starten: Du trenger flere målinger, på flere steder og til flere tidspunkter.

Tolkning og sammenligning

Sammenlign dataene dine med andre kilder. Du kan sammenligne den målte vannstanden med Kartverkets tidevannsvarsel, temperaturen ved kaia med en værstasjon i nærheten, og CTD-profilen med havmodellen Norkyst, som regner ut temperatur, saltholdighet og strøm langs hele kysten (Christensen mfl., 2026). Stemmer dataene ikke, må du drøfte om det skyldes måleusikkerhet, stedet du målte, eller at modellen eller varselet bommer.

Presentasjon

En CTD- eller radiosondeprofil vises vanligvis med dypet eller høyden på den loddrette aksen og den målte verdien på den vannrette. Da ser du lagdelingen direkte. Målinger langs en linje, som sjøbrislinja, passer best i et kart eller i et diagram med avstand fra kysten langs den vannrette aksen. En rapport har vanligvis fem deler: problemstilling og hypotese, område og metode, resultater, tolkning og drøfting av usikkerhet, og konklusjon. Skill mellom det du observerte, og det du tolker.

Vanlige misforståelser

«CTD-en måler saltholdigheten direkte.» Den måler ledningsevne og temperatur. Saltholdigheten regnes ut fra dem (Store norske leksikon, u.å.-d; WHOI, u.å.).

«Snøskredvarselet gjelder hengen jeg står i.» Faregraden gjelder et område på minst 100 kvadratkilometer, og egne vurderinger hører med (Varsom, u.å.-a; Varsom, u.å.-b).

«Observert vannstand er bare tidevann.» Været påvirker også vannstanden, og stormflo kan gi særlig høy vannstand (Kartverket, u.å.; Store norske leksikon, u.å.-b).

«Én måling er nok.» Først når du har gjentatt målingen, kan du se hvor mye den varierer og regne ut et gjennomsnitt.

Viktige begreper

Feltarbeid: Å planlegge, samle inn georefererte data, bearbeide, tolke og presentere. Helse, miljø og sikkerhet hører med.

Georeferert: Knyttet til en posisjon. I hav, luft og is også til et tidspunkt.

Risikovurdering: En oversikt over hva som kan gå galt i felt, og hva du gjør for å unngå det.

Radiosonde: Instrument som måler temperatur, fuktighet og lufttrykk fra bakken og oppover, vanligvis under en værballong.

Værstasjon: Stasjon som måler været ved bakken etter faste regler, for eksempel temperatur 1,25–2 meter og vind 10 meter over bakken.

Sjøbris: Vind inn fra havet fordi sola varmer landet. I Norge en del av solgangsvinden om sommeren.

CTD: Instrument som måler konduktivitet (ledningsevne) og temperatur mot dyp. Saltholdigheten regnes ut fra målingene.

Argo-bøye: Bøye som driver i dypet og stiger opp med jevne mellomrom mens den måler temperatur og saltholdighet.

Stormflo: Særlig høy vannstand langs kysten i forbindelse med storm.

Faregrad: Regional vurdering av snøskredfaren for et område på minst 100 kvadratkilometer.

Snøprofil: Registrering av lag, hardhet, kornform, kornstørrelse og fuktighet i snødekket, på et skredtrygt sted.

Usikkerhet: Hvor mye en måling kan avvike fra den virkelige verdien.

Sammendrag

Test deg selv