Operativ nytte av ensemblevarsling for hav

I krigføring under vann er kunnskap om lydutbredelsen viktig, og en riktig beskrivelse av den vertikale lydhastighetsprofilen er essensielt for beregninger av lydutbredelsen. Målte lydhastighetsprofiler vil alltid være det beste, men disse vil som oftest være egnet for operativ bruk innenfor en kort tidsperiode og innenfor et svært begrenset geografisk område. Numeriske havmodeller kan dekke et større geografisk område og beregne lydhastigheten framover i tid. Et slikt oseanografisk varsel vil derfor kunne ha stor nytteverdi i planlegging og gjennomføring av ubåt- og antiubåt-operasjoner. Vanligvis har slike havmodeller blitt kjørt én gang med én initialtilstand for hver varslingsperiode, et såkalt deterministisk varsel. Erfaringene med bruk av deterministiske havmodeller er varierende og man opplever ofte sprik mellom målte lydhastighetsprofiler og lydhastighetsprofiler fra havmodeller. En årsak til denne forskjellen er at man ikke kjenner initialtilstanden i havet godt nok når modellkjøringene starter. Ved å kjøre havmodellene flere ganger med endringer i initialbetingelsene for hver kjøring, såkalte ensemblevarsler, kan man få et mål på variasjonen og usikkerheten i modellresultatet. Områder hvor modellresultatene spriker fra kjøring til kjøring angir hvor i modellområdet usikkerheten er stor. Dette vil indikere usikkerheten til lydhastighetsprofilene som igjen bestemmer usikkerheten i lydutbredelsen. Mål på slik usikkerhet er viktig informasjon i planlegging og gjennomføring av ubåt- og antiubåt-operasjoner. I rapporten er det brukt data fra to ulike årstider (april og august) og vindfeltet er den eneste initialbetingelsen som er perturbert. Tre temaer er belyst: 1. Hvordan presentere variasjon og usikkerhet i oseanografiske varsler for operative brukere? 2. Hvordan påvirker denne variasjonen beregnet sonarrekkevidde? Er det bedre å bruke ensemblevarsler istedenfor deterministiske varsler til å beregne sonarrekkevidde når man sammenligner med målte lydhastighetsprofiler? 3. Hva er sammenhengen mellom oseanografisk variasjon og variasjon i beregnet sonarrekkevidde? Generelt viste studiet at variasjonen var mye større i dataene fra august enn fra april. Under punkt 1 er usikkerhet i de oseanografiske varslene presentert som kart med fargeskala som angir hvor lydhastighetsprofilene varierer mye eller lite. Resultatene fra punkt 2 viste at en del av de målte lydhastighetsprofilene har samme form som lydhastighetsprofilene fra havmodellen, men at modellen har dårligst gjengivelse av de målte lydhastighetsprofilene i de øverste 50-200 meterne av vannvolumet. I datasettet for april var det så lite variasjon i datasettet at det ikke gav noen gevinst i å bruke ensemblevarsel istedenfor deterministisk varsel. For datasettet for august viste resultatene økt gevinst ved bruk av ensemblevarsel. Her var det også relativt bra samsvar mellom sonarrekkevidde beregnet med målt lydhastighetsprofil og profiler fra havmodellen. Under punkt 3 viste resultatene dårlig samsvar mellom områder med stor oseanografisk variasjon og områder med stor variasjon i beregnet sonarrekkevidde. Et tiltak for å bedre resultatene kan være å perturbere flere intial- og randbetingelser. I tillegg vil assimilering av målte data i modellen gjøre at varslene blir riktigere.