Karakterisering av trinnene

Den kanskje viktigste økologiske effekten av bevegelsesenergi i vann er at mineralmateriale sorteres og flyttes. Sortering og flytting finner sted  i perioder med maksimal vannhastighet (elver) eller maksimal strøm- eller bølgevirkning (innsjøer og i havet), for eksempel under storflom eller storm. Episoder med sterk bevegelsesenergi trenger ikke være langvarige for å få store og langvarige effekter på økosystemene. Ett eksempel er effekten av 1995-flommen på elvedelta-systemene i nordre Øyeren (Akershus), se Berge et al. (2002) og Rørslett (2002). Fordi det særlig er ekstrem-episodene som former bunnsubstratene, er det den ’normalt forekommende maksimale’ bevegelsesenergien (vannhastigheten, strøm- eller bølgevirkningen) innenfor et gitt tidsvindu som skal legges til grunn for angivelse av bevegelsesenergi (BE). Hvor stort dette tidsvinduet skal være er uklart, men tentativt antydes et tidsvindu omkring 10 år (10-årsflommen/stormen). Kornstørrelsen i substratet vil i de fleste tilfeller være den beste operasjonelle (feltregistrerbare) indikatoren på bevegelsesenergi (BE).

Det finnes ingen standard metode eller måleskala for angivelse av bevegelsesenergi (BE); dette gjøres på ulike vis (ifølge ulike tradisjoner) i limnologi (ferskvannsøkologi) og marin økologi. I rennende vann anses vannhastigheten som den viktigste bestemmende faktoren for bevegelsesenergi (BE) (se Artikkel 14: B) og det blir ofte antatt en direkte sammenheng mellom bevegelsesenergi (BE) og vannhastighet. De ulike kildene oppgir imidlertid ulike vannhastighetsverdier for de enkelte trinn langs økoklinen jf. Fig. 1. Det er derfor behov for en systematisk gjennomgang av relevante empiriske data som grunnlag for en konsensusløsning for sammenhengen mellom bevegelsesenergi (BE) og vannhastighet.

Bevegelsesenergi (BE) i saltvann ble lenge angitt ved bruk av begreper uten rot i målbare størrelser. Nå finnes imidlertid flere bølgeeksponeringsindekser. En av disse, som har blitt mye brukt i modellering av forekomster av marine organismer i norske farvann (blant annet i den marine delen av ’Program for kartlegging og overvåkning av biologisk mangfold’), er ESWM-indeksen. ESWM-indeksen er basert på metoden Simplified Wave Model (SWM), og er implementert i programmet WaveImpact (Isæus 2004). SWM er en fetchmodell (fetch = den distansen som vinden har blåst over ei vannflate uten å bli hindret av land; se Artikkel 14: C) med korreksjoner for lokale topografiske forhold; refraksjons- og diffraksjonseffekter (henholdsvis bølgebrytning og bølgenes avbøyning når de møter land).

For et gitt punkt langs kysten beregnes ESWM (eksponeringsverdien i et gitt punkt) som gjennomsnittlig produkt av fetch-verdiene for hver av 16 himmelretninger og middels vindstyrke i den respektive himmelretningen:

TODO: Formel  - eksponeringsverdien i et gitt punkt

der Fi er fetch-avstanden i en gitt retning i, korrigert for simulert refraksjon, og Wi er middel vindstyrke i retning i (basert på vindstatistikk fra meteorologiske stasjoner).

På grunnlag av ESWM-skalaen blir norskekysten delt i åtte eksponeringsklasser (Fig. 2), som brukes arbeidet med operasjonalisering av EUs vannrammedirektiv og tilpasning av EUNIS-enheter til norske farvann. Tentative relasjoner mellom eksponeringsklasser etter ESWM og trinndelingen av bevegelsesenergi (BE) er vist i Fig. 2.

Forekomster av tang- og tarebelte i eufotiske soner i saltvannssystemer [dybderelatert lyssvekking i vann (DL) fra trinn 1 eufotisk langbølgesone. øvre del til trinn 3 eufotisk kortbølgesone] er konsentrert til steder med midlere bevegelsesenergi [bevegelsesenergi (BE) trinn 3 svak energi og trinn 4 middels energi, kanskje til dels også trinn 5 sterk energi]. Noen brunalgearter, som for eksempel butare (Alaria esculenta), finnes også på sterkere strømutsatte steder, som for eksempel Saltstraumen (Nordland). Til grunn for definisjonen av natursystem-hovedtypen ekstrem-energi fast saltvannsbunn er deror lagt at sterk strøm alene ikke gir grunnlag for å tilordne et område til bevegelsesenergi (BE) trinn 6 meget sterk energi, men at bølgevirkningen i tillegg må være så sterk at alger ikke kan leve.

Artssammensetningen av vanninsekter i har store fellestrekk mellom brenningssoner langs ferskvannsstrender og rennende vann. Dette kan muligens brukes til å kalibrere trinnene langs bevegelsesenergi (BE) slik at trinngrensekriteriene blir sammenliknbare mellom stillestående og rennende vann.