Validering av vannstand

Kartverket har 24 faste stasjoner for å måling av vannstand langs norskekysten. Fire av disse ligger i Oslofjorden: to helt sør (Helgeroa og Viker) og to lengre inn i fjorden (Oscarsborg og Oslo). Ved å sammenligne de observerte vannstandene med de modellerte får vi et innblikk i hvor godt modellen klarer å fange opp effekter fra tidevann og værsituasjoner.

Du kan selv hente observasjonene fra www.sehavniva.no.

Tidsserier

Tidsserier viser variasjoner på flere tidsskalaer. Her er et eksempel fra Oscarsborg der observert vannstand er i rødt og modellert i svart.

Det daglige tidevannet har maksimum og minimum to ganger hver dag. I tillegg kommer vekselvirkningene mellom forskjellige tidevannskomponenter som gir månedlige og årlige endringer. På toppen av dette kommer effekter fra forskjellige værsituasjoner. Et typisk eksempel er i månedsskiftet september-oktober der vannstanden har vært lav en periode før den plutselig stiger.

En måte å se på hvor godt samsvar det er mellom observasjoner og virkelighet, er å plotte observert vannstand mot modellert vannstand ved samme tidspunkt i det vi kaller et skatter-plott. Disse punktene bør helst ligge på eller nær linjen y = x.

Et eksempel er vist i de grå prikkene i denne figuren. Prikkene har dessuten fått mørkere farge jo flere punkter som ligger i nærheten. Vi ser at de mørkeste punktene ligger nærmest linjen y = x.

For å se på den statistiske fordelingen kan vi sortere både observasjonene og modellresultatene fra minst til størst. Deretter kan vi plotte laveste observerte vannstand mot laveste modellerte og videre oppover til høyeste observerte vannstand mot høyeste modellerte vannstand.

Det er det vi har gjort med de røde prikkene. Vi ser at den statistiske fordelingen er svært god (dvs. følger linjen y=x). I en del tilfeller bommer modellen på tidspunkt, men den statistiske fordelingen kan likevel være god. Unntaket er ved de høyeste observerte vannstandene der de røde prikkene ligger et stykke fra linjen y=x. Antall observasjoner med så høy vannstand er svært få og kan skyldes feilmålinger eller lokale forhold som modellen ikke klarer å fange opp.

Siden det er svært lite forskjell på vannstand mellom de fire stasjonene, har vi valgt å kun vise resultater fra Oscarsborg her.