Forberedelsesdel

Kategori 1 – Interaktive oppgaver (1–20)

Oppgave 1 – Vindstyrke

Oppgave 2 – Drivhusgasser

Oppgave 3 – Lavtrykk og varmfront

Oppgave 4 – Biomasseproduksjon

a) Andre faktorer enn direkte sollys dominerer – SANT. Næringstilførsel (oppvelling, elvetilførsel) er ofte mer begrensende enn lys for biomasseproduksjon. Figuren viser at tropene (mye sollys) ofte har lite klorofyll.

b) Stor produksjon i oppvellingsområder – SANT. Oppvelling bringer næringsrikt dypvann til overflaten, som stimulerer algeproduksjon.

c) Høyest produksjon i varmeste områder – USANT. De varmeste tropiske havområdene er ofte næringsfattige (stabil lagdeling, lite vertikal blanding). Høyest produksjon finnes i tempererte og polare strøk samt oppvellingsområder.

d) Lavere produksjon i områder med kraftige strømmer – USANT. Kraftige strømmer gir ofte turbulens og blanding som bringer næringsstoffer opp i den eufotiske sonen, noe som typisk øker – ikke reduserer – biomasseproduksjonen.

Oppgave 5 – Tropisk orkan

Øyas posisjon i forhold til orkanens øye er avgjørende. Hvis pilen peker mot orkanens øye: vindstille, tørt, klart. Hvis pilen peker mot ytterkanten: sterk vind, kraftig nedbør, lav vannstand. Man må tolke satellittbildet for å se hvor øya befinner seg.

Oppgave 6 – Vind og havstrømmer

Oppgave 7 – Stråling fra jordoverflaten i Sahara

Figur A viser at jordoverflaten sender ut langbølget stråling som en tilnærmet svart legeme. Det er et tydelig «vindu» rundt 8–13 µm der strålingen slipper relativt uhindret gjennom atmosfæren. CO₂ absorberer kraftig rundt 15 µm, og vanndamp absorberer ved både kortere og lengre bølgelengder. Det «atmosfæriske vinduet» er det bølgelengdeområdet der minst stråling absorberes.

Oppgave 8 – Innlandsis og vindretning

Overflaten av innlandsisen kjøler ned luften like over, som blir tung og tett. Denne tunge luften akselererer ned langs helningen under påvirkning av gravitasjonen. Slike katabatiske vinder kan bli svært sterke, spesielt i Antarktis.

Oppgave 9 – Ekmantransport

På den sørlige halvkule avbøyes Ekmantransporten 90° til venstre for vindretningen (pga. Corioliskraften). Vind fra sør langs vestkysten av Australia betyr at vinden blåser nordover langs kysten. Ekmantransporten vil da gå mot vest (til venstre), altså bort fra kysten. Dette fører til oppvelling langs vestkysten.

Oppgave 10 – Havets tetthet

Ved ekvator er havoverflatetemperaturen høy (sterk solinnstråling), noe som gir lavere tetthet. I tillegg faller det mye nedbør i ITCZ-sonen (den intertropiske konvergenssonen), som fortynner havvannet og gir lav salinitet. Begge faktorene bidrar til lav tetthet.

Oppgave 11 – Havstrømmer

1 (korrekt): Den termohaline sirkulasjonen transporterer varme fra ekvator mot polene og er en viktig del av jordens energibalanse.

2 (feil): Det er mer fordamping (ikke mindre) som øker saliniteten og dermed driver overflatestrømmer. Overflatestrømmer drives primært av vind, ikke fordamping.

3 (korrekt): Dypvannsdannelse skjer der vannet blir tungt nok til å synke – enten ved at det kjøles ned (temperatur synker) eller ved at saliniteten øker (feks. gjennom issmelting som etterlater salt, eller fordamping).

4 (feil): Ferskvannstilførsel reduserer saliniteten og dermed tettheten, noe som hemmer dypvannsdannelse og svekker den termohaline sirkulasjonen.

Oppgave 12 – Tropiske orkaner

Oppgave 13 – Strålingspådriv

Havis har høy albedo (reflekterer mye sollys). Når isen smelter, eksponeres det mørke havvannet som har lav albedo og absorberer mer solenergi. Dette gir en positiv tilbakekobling (is-albedo feedback) og et positivt strålingspådriv (oppvarmende effekt).

Oppgave 14 – Permafrost

Det aktive laget er det øverste jordlaget som tiner om sommeren og fryser om vinteren. Nullgradersisotermen har blitt dypere over tid (1998–2023), noe som betyr at tiningen når lenger ned – det aktive laget har blitt tykkere. Dette er et tegn på oppvarming i Arktis.

Oppgave 15 – Nedbør

Ved 20–25° S dominerer sørøstpassatvinden (del av Hadleycellen). Vinden blåser fra sørøst, og når den treffer øyas fjell, tvinges fuktig luft oppover (orografisk løfting). Fukten kondenserer og gir mest nedbør på vindsiden (losiden er tørrere). Den sørøstlige siden er vindsiden, altså der det faller mest nedbør.

Oppgave 16 – Snøskred og vær

Snøskredfare vurderes ut fra flere faktorer: sterk vind (vindtransport av snø), rask temperaturstigning (svekker bindinger i snødekket), mye nysnø (ekstra belastning) og regn på snø. En kombinasjon av kraftig nedbør, sterk vind og temperaturstigning gir høyest skredfare. Man må avlese figurene for å identifisere den mest kritiske perioden.

Oppgave 17 – Klimadiagram

Oppgave 18 – Den lille istid

Platetektonikk (1) virker over millioner av år – irrelevant for en 300-årsperiode. La Niña (3) er en kortsiktig hendelse (1–3 år) og kan ikke forklare en 300 år lang kaldperiode. Milankovič-syklusene (5) virker over titusenvis av år. De faktorene som passer tidsskalaen er vulkanutbrudd (2), lav solflekkaktivitet (4) og vedvarende negativ NAO (6) som ga kalde vintre i Europa.

Oppgave 19 – Jetstrømmer

Jetstrømmen markerer grensen mellom kald polarluft og varm subtropisk luft. Områder sør for jetstrømmen får mild, fuktig luft, mens områder nord for den får kald, tørr polarluft. Man må avlese figuren for å se hvor jetstrømmen ligger i forhold til ulike deler av Norge.

Oppgave 20 – ENSO

1 (El Niño): Tørke i Indonesia 1997–98 er en klassisk El Niño-konsekvens. Walker-sirkulasjonen svekkes, og den stigende luften over Vest-Stillehavet forsvinner, noe som gir tørke i Indonesia/Australia.

2 (El Niño): Flom i Sør-Amerika er typisk El Niño. Varmt vann skyller østover, økt nedbør i det østlige Sør-Amerika.

3 (El Niño): Flom i Øst-Afrika er en kjent teleconnection med El Niño (økt nedbør).

4 (ikke El Niño): Flom i Europa 2021 var ikke direkte knyttet til ENSO, men til spesielle atmosfæriske forhold over Vest-Europa.

5 (La Niña): Tørke i Peru 2022 tyder på La Niña (kaldt vann langs Perus kyst, mindre nedbør).

Kategori 2 – Oppgave 21: Værvarsel

a) Forklar hvordan du mener at været var på Blindern tirsdag klokka 09.00

For å vurdere været på Blindern kl. 09:00 analyserer man alle tilgjengelige kilder:

Analysekartene viser frontsystemets bevegelse fra mandag kveld til tirsdag morgen. Man ser etter lavtrykk, fronter (varm-, kald- og okklusjonsfronter) og isobarenes plassering i forhold til Oslo.

Satellittbildene viser skydekkets utvikling. Bildet fra kl. 09:00 viser hvordan skyene ser ut akkurat på det tidspunktet vi skal vurdere. Tette, utbredte skyer tyder på frontalnedbør, mens oppklarning indikerer at fronten har passert.

Observasjonene fra Blindern gir direkte data: temperaturkurven viser om det har vært temperaturstigning (varmfront) eller -fall (kaldfront), nedbørdataene viser type og mengde, og vindmålingene viser retning og styrke.

Radarplottet fra kl. 08:30 viser nedbørsområder i sanntid. Man kan se om det regner over Oslo eller om nedbøren er på vei inn/ut.

Jetstrømmen viser den storskala atmosfæriske situasjonen og gir kontekst for værutviklingen.

Et typisk svar kombinerer alle kildene: «Basert på analysekartene ser vi at [front-type] passerer Oslo-området rundt [tidspunkt]. Satellittbildet fra kl. 09:00 viser [skydekke]. Observasjonene fra Blindern bekrefter [temperatur, nedbør, vind]. Radarplottet viser [nedbørsforhold]. Konklusjonen er at været på Blindern kl. 09:00 var [overskyet/opplett, nedbør/tørt, temperatur, vindforhold].»

b) Vurder hvordan temperaturen sannsynligvis kommer til å utvikle seg fra 06.00 tirsdag og resten av dagen

Temperaturutviklingen avhenger av frontsystemets bevegelse:

• Før varmfront: Gradvis temperaturstigning etter hvert som varm luft strømmer inn
• Etter varmfrontpassasje: Stabil, mild temperatur i varmsektoren
• Etter kaldfrontpassasje: Brå temperaturnedgang når kald luft erstatter varm
• Andre faktorer: Solinnstråling (sky vs. klart), vindretning (sør = mildt, nord = kaldt)

Svaret bør vise at man kan koble sammen analysekartenes frontbevegelse med forventet temperaturutvikling, og vise til observasjonene for å underbygge resonnementet.

c) Vurder forventet utvikling i nedbørsforholdene fra 06.00 tirsdag og resten av dagen

Nedbørsutviklingen følger frontene:

• Varmfront: Langvarig, jevn nedbør (stratiform nedbør) som starter som lett regn/yr og kan bli kraftigere
• Varmsektor: Lettere nedbør eller opphold, ofte yr eller skodde
• Kaldfront: Kortvarig, kraftig nedbør (konvektiv), eventuelt med byger og torden
• Etter kaldfront: Oppklarning, eventuelt etterbyger i kald luft

Radarplottet fra kl. 08:30 og observasjonene gir informasjon om pågående nedbør. Analysekartene brukes til å forutsi videre utvikling basert på frontsystemets bevegelsesbane og hastighet.

Kategori 3 – Oppgave 22: Energiressurser fra hav og atmosfære

a) Forklar hvordan geofaglige prosesser og fenomener skaper ulike bølger i havet

Bølger i havet skapes av flere ulike geofaglige prosesser:

Vindbølger (havbølger): Den vanligste typen. Vind som blåser over havoverflaten overfører energi til vannet gjennom friksjon. Bølgestørrelsen avhenger av tre faktorer: vindhastighet, vindvarighet og strekningslengde (fetch – avstanden vinden blåser over åpent hav). Sterkere vind over lengre tid og strekning gir større bølger. I åpne havområder med kraftige vestavindsbelter (40–60° S) dannes de største vindbølgene.

Tsunamier (seismiske havbølger): Forårsaket av plutselige forskyvninger av havbunnen, typisk ved submarine jordskjelv langs subduksjonssoner. Energien fra den vertikale forskyvningen overføres til hele vannsøylen og skaper bølger med svært lang bølgelengde (100–200 km) og lav amplitude på dypt vann. Når tsunamien når grunt vann, bremses den og amplituden øker dramatisk. Også undersjøiske vulkanutbrudd og submarine skred kan utløse tsunamier.

Tidevannsbølger: Forårsaket av gravitasjonstiltrekningen fra månen og solen. Månen står for ca. 2/3 av tidevannseffekten. Jordens rotasjon i forhold til månens gravitasjonsfelt skaper to «tidevannsbuler» som beveger seg rundt jorden. Springflo oppstår når sol og måne trekker i samme retning (ny- og fullmåne), nippflo når de trekker vinkelrett (halvmåne).

Indre bølger: Bølger som oppstår langs grenseflater mellom vannlag med ulik tetthet (termoklinen). De er usynlige på overflaten, men kan ha stor amplitude og påvirker blanding av vannmasser og næringstransport.

Stormflo: Når kraftige stormer (spesielt tropiske orkaner) presser vann mot kysten gjennom vindpress og lavt lufttrykk. Ikke en bølge i tradisjonell forstand, men en kraftig havnivåstigning som kan være svært ødeleggende.

b) Gjør rede for faktorer som påvirker hvor man kan utnytte energien i tidevannsforskjeller

Tidevannsforskjell (tidevannsamplitude): Jo større forskjell mellom flo og fjære, desto mer energi kan utnyttes. Steder med stor tidevannsforskjell (>5 m) er mest aktuelle. Tidevannsforskjellen påvirkes av kystlinjegeografi – trange fjorder, bukter og elvemunninger kan forsterke tidevannsamplituden (funnelling-effekt). Eksempler: Bay of Fundy (Canada, opptil 16 m), Severn-estuaret (Storbritannia, opptil 14 m).

Topografi og vannstrøm: Tidevannstrømmer er sterkest i trange sund og mellom øyer der vannet presses gjennom. Sterke strømmer er nødvendig for tidevannskraftverk med turbiner. Havbunnens dybde og form påvirker strømmens hastighet og energitetthet.

Avstand til strømnett og infrastruktur: Tidevannkraftverk krever tilkobling til eksisterende strømnett. Steder nær kystsamfunn med strøminfrastruktur er mer lønnsomme enn avsidesliggende steder.

Miljøhensyn: Tidevannsbarrierer kan påvirke marine økosystemer, fisketrekk og sedimenttransport. Strømturbiner kan påvirke marine arter. Miljøkonsekvenser må vurderes ved valg av lokasjon.

Forutsigbarhet: En stor fordel med tidevannsenergi er at tidevannet er fullstendig forutsigbart (styrt av astronomiske forhold). Dette gjør energiproduksjonen forutsigbar, i motsetning til vind- og solenergi.

c) Gjør rede for geofaglige utfordringer ved å bygge solcelleanlegget i Stor-Elvdal

Forberedelsesdelen omtaler Furuseth solkraftverk i Stor-Elvdal, Innlandet. Flere geofaglige utfordringer er relevante:

Solinnstråling og breddegrad: Stor-Elvdal ligger ved ca. 61° N, noe som gir svært lav solinnstråling om vinteren (kort daglengde, lav solhøyde). Om sommeren er daglengden lang, men sollyset treffer med lav vinkel. Årlig solinnstråling er betydelig lavere enn i Sør-Europa.

Sesongvariasjoner: Produksjonen vil variere ekstremt mellom årstidene. Vinteren (oktober–februar) gir minimal produksjon, mens sommeren gir mye. Energibehovet er størst om vinteren (oppvarming, belysning), altså motsatt av produksjonstoppen.

Værforhold og skydekke: Innlandet har relativt stabilt vær sammenlignet med kysten, med mindre skydekke og mer klarvær. Dette er gunstig for solenergi. Kaldt klima er også en fordel, da solceller er mer effektive ved lave temperaturer.

Snø og is: Snødekke på panelene om vinteren reduserer produksjonen ytterligere. Tung snø kan også belaste konstruksjonen fysisk. Isdannelse kan skade paneler og monteringssystemer. Frostforvitring påvirker fundamentene.

Terreng og jordsmonn: Stor-Elvdal er et dalføre med varierende terreng. Helning og orientering av panelene er viktig for å maksimere solinnstråling. Lokale forhold som skygge fra fjell og skog kan påvirke ytelsen.

Albedo-effekt: Snødekke rundt anlegget kan øke produksjonen gjennom refleksjon (albedo-effekt) – snø reflekterer sollys opp mot panelene.

d) Vurder fordeler og ulemper med 100 % havbasert fornybar energi

Fordeler:

• Stor tilgjengelig energi: Havet dekker 71 % av jordens overflate og inneholder enorme energiressurser (vind, bølger, tidevann, temperaturforskjeller).
• Mindre arealkonflikt: Offshore-anlegg unngår konflikter med landbruk, bebyggelse og naturområder på land.
• Sterkere og jevnere vind: Offshore-vind er kraftigere og mer stabil enn onshore-vind pga. mindre terrengfriksjon.
• Forutsigbar tidevannenergi: Tidevann er fullstendig forutsigbart, noe som gir stabil basislast.
• Diversifisering: Kombinasjon av offshore-vind, bølge og tidevann kan gi jevnere produksjon enn én enkelt kilde.

Ulemper:

• Høye kostnader: Bygging, vedlikehold og nettilkobling til havs er mye dyrere enn tilsvarende på land. Saltvann, bølger og vind sliter på utstyr.
• Korrosjon og vedlikehold: Saltvannskorrosjon er en konstant utfordring. Vedlikehold offshore er dyrt og vanskelig, spesielt under dårlige værforhold.
• Miljøpåvirkning: Havvindturbiner kan påvirke fugler, flaggermus og marine pattedyr. Forankringer og kabler kan forstyrre havbunnens økosystemer. Støy under bygging påvirker marine arter.
• Overføringstap: Lang avstand fra produksjon til forbruk gir overføringstap i undersjøiske kabler.
• Variabel produksjon: Bølge- og vindenergi er variabel og væravhengig. Uten energilagring eller supplerende landbaserte kilder vil forsyningssikkerheten være utfordret.
• Stormer og ekstremvær: Offshore-installasjoner må tåle ekstreme værforhold, noe som krever robust og dyr konstruksjon.
• Manglende teknologimodenhet: Bølge- og tidevannsteknologi er fortsatt i tidlig utviklingsfase sammenlignet med offshore-vind.