Monitieteinen riskinarviointi helpottamaan päätöksiä Suomenlahden öljykuljetuksien turvallisuuden parantamiseksi MMM Annukka Lehikoinen Kalatalouden ja ympäristöriskien tutkimusryhmä, Helsingin yliopisto / Merikotka -tutkimuskeskus SAFGOF Research for the Baltic seminaari Kotkassa 16.11.2010
Sisältö Riskinarviointi ja päätöstukimallit Menetelmä: Bayesverkot SAFGOF -metamallin rakenne ja sisältö Esimerkkituloksia metamallilla SAFGOF karttakäyttöliittymä alueellisen ympäristöriskin arvioimiseksi Esimerkkituloksia käyttöliittymällä Tulostarkatelua ja tulevaisuuden haasteita
Päätöstukimallit apuna riskinhallinnassa Kvantitatiivinen apuväline vaihtoehtoisten riskinhallintatoimenpiteiden arviointiin Tarkoituksena auttaa päättäjää hahmottamaan tilanne realistisesti ja tekemään perusteltuja ja johdonmukaisia valintoja monitahoisissa ja mutkaisissa kysymyksissä. Tavoitteena osoittaa optimaalisimmat valinnat: mihin osaan systeemiä kannattaa investoida milloinkin, jotta riskit pienenisivät tehokkaimmin? Epävarmuuden huomioiminen systeemin eri osissa on tärkeää! Epävarmuus ei estä päätösten vertailua ja analysointia vaan malli antaa vastauksen optimaalisimmista ratkaisuista nykytiedon valossa Saadaan myös olennaista tietoa uuden tiedon keruun merkityksestä
Menetelmä: Bayesverkot informaatiota yhdistävänä koneistona Todennäköisyyspohjainen syy-seurausverkko, jonka avulla voidaan analysoida monimutkaisia systeemejä huomioiden epävarmuus jokaisella tasolla, esim: Ennusteeseen liittyvä epävarmuus Malliepävarmuus Ympäristöolojen satunnaisuus Dataan liittyvä epävarmuus jne. Auttaa hallitsemaan kokonaisuuksia, joihin ihmisaivot eivät yksin pystyisi. Mahdollistaa eri tyyppisen tiedon yhdistämisen päättelyketjuiksi Tilastot ja ennusteet Tekniset mallit ja simulaatiot Laadullinen ja numeerinen syy-seuraustieto SAFGOF metamallissa Bayesverkkoja käytetään linkittämään toisiinsa hankkeessa synnytettyjä ja jo olemassa olleita malleja, mallituloksia, ennusteita ja aineistoja
Bayesverkon toimintaperiaate Oil products transported in the GoF in 2015 0,08 0,07 0,06 0,05 2015 "Slow growth" Tankkerin koko (dwt) P 0,04 0,03 0,02 2015 "Average growth" 2015 "Strong growth" 2007 0,01 0 0 100 200 300 400 Million tonnes Öljyvuodon koko Nollavuoto? Liikenneskenaario Malliepävarmuus
Bayesverkon toimintaperiaate Tankkerin koko (dwt) Öljyvuodon koko DWT 0-500 500-1000 1000-5000 5000-15000 15000-30000 30000-10000 0,33 0,25 0,38 0,04 0 0 35000 0,03 0,08 0,54 0,28 0,06 0,01 50000 0,01 0,04 0,43 0,38 0,10 0,04 75000 0 0,01 0,26 0,44 0,19 0,10 115000 0 0 0,10 0,40 0,29 0,21 150000 0 0 0,04 0,29 0,32 0,35 Nollavuoto? Liikenneskenaario Malliepävarmuus
Bayesverkon toimintaperiaate Tankkerin koko (dwt) Öljyvuodon koko Nollavuoto? Liikenneskenaario Malliepävarmuus
Nykytila vai 2015? Sijainti SAFGOF-METAMALLIN ASETUKSET: Analysoitavat päätökset Tarkasteltava riskilähestymistapa
PÄÄMALLIN SATUNNAISMUUTTUJAT: Kasvuskenaario (jos tarkastelussa vuosi 2015) Vuodenaika (jäätön kausi: kevät/kesä/syksy) Öljytyyppi (kevyt/keskir/raskas) Tankkeriyhteentörmäykset / vuosi Öljyn määrä vedessä Avomeritorjunnan jälkeen
ALIMALLIT: Öljyvuoto Avomeriöljyntorjunta
Öljyvuoto alimalli Perustuu useisiin hankkeessa tehtyihin laskelmiin, analyyseihin, ennusteisiin ja kerättyihin tilastoihin Vastaa kysymyksiin Millä todennäköisyydellä tankkeriyhteentörmäys johtaa lastiöljyvuotoon ja minkä kokoinen vuoto milloinkin syntyy?
Avomeriöljyntorjuntamalli Kuinka paljon öljyä saadaan kerättyä avomerellä Suomen torjunta-aluskapasiteetilla? SAFGOF metamallissa mukana 9 alusta Mallin taustalla asiantuntija- Haastattelut (alusten kapteenit), tilastot (säätilat ym.), kirjallisuus ja aiemmat mallit Aluskohtainen alimalli Emilia Luoma 2010, Pro gradu: Suomen öljyntorjunta-alusten keruutehokkuuden mallintaminen Suomenlahdella.
RISKILÄHESTYMISTAVAT: A B C D
Riskilähestymistavat A) Tanker collision risk : Teoreettinen odotusarvo tankkeri- yhteentörmäyksille / vuosi Tankkeri muu alus kolarit + Tankkeri tankkeri kolarit B) Leak risk : Teoreettinen odotusarvo öljyvuotoon johtaville tankkeriyhteentörmäyksille / vuosi A * todennäköisyys että törmäys johtaa lastiöljyvuotoon C) Oil risk 1 : Teoreettinen odotusarvo vuosittain veteen päätyvälle öljymäärälle (t / vuosi) B * todennäköinen vuodon koko D) Oil risk 2 : Teoreettinen odotusarvo veteen jäävälle öljymäärälle avomeriöljyntorjunnan jälkeen (t / vuosi) C * (1 (todennäköinen avomeriöljyntorjunta + haihdunta))
Esimerkkituloksia
Current traffic / Tanker collision risk 2015 traffic / Tanker collision risk Years / 1 tanker collision 350 300 250 200 150 100 50 0 No actions implemented VTS alarm + extended piloting C1 C2 C3 C4 joint Location Years / 1 tanker collision 120 100 80 60 40 20 0 C1 C2 C3 C4 joint Location
900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Current traffic / Leak risk No actions implemented VTS alarm + extended piloting C1 C2 C3 C4 joint Location 300 250 200 150 100 50 0 2015 traffic / Leak risk C1 C2 C3 C4 joint Location Years / 1 tanker collision that leads to leakage Years / 1 tanker collision that leads to leakage
25 20 15 10 5 0 Current traffic / Oil risk 1 No actions implemented VTS alarm + extended piloting C1 C2 C3 C4 joint Location 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2015 traffic / Oil risk 1 C1 C2 C3 C4 joint Location Theoretical amount of oil to sea (t / year) Theoretical amount of oil to water (t / year) 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Current traffic / Oil risk 2 C1 C2 C3 C4 joint Location 25 20 15 10 5 0 2015 traffic / Oil risk 2 C1 C2 C3 C4 joint Location Theoretical amount of oil to coast (t / year) Theoretical amount of oil to coast (t / year)
Liikenteen kasvun ja toimenpiteiden aiheuttama riskitason muutos Keskimääräinen riskintason muutos 2008 -> 2015 riskilähestymistavasta riippumatta on noin 3-kertainen C1: 3.2 3.6 C2: 2.6 2.8 C3: 3.0 3.3 C4: 2.1 2.3 Malliin nyt sisällytetyillä toimenpiteillä saavutetaan keskimäärin 18% suuruinen riskin pieneneminen riskilähestymistavasta ja liikennemääristä riippumatta Vaihteluväli 15-22% Tämänhetkinen malli suosittelee luonnollisesti toimenpiteiksi VTS hälytyksen ja pakollisen luotsinkäytön implementointia Suomenlahdella
Suurin mahdollinen öljyvuoto Suomenlahdella? Yleisesti esitetty öljyntorjuntakapasiteetin mitoitusta arvioitaessa, että suurin mahdollinen öljyvuoto Suomenlahdella olisi 30 000 tonnin suuruinen SAFGOF vuotomallin perusteella 4,2 4,9% todennäköisyys, että vuoto olisi tätä suurempi (noin joka 20 24 s kerta) 2008 2015 oletusjakauma
SAFGOF -karttakäyttöliittymä alueellisen ympäristöriskin arvioimiseksi Laskee eri liikenne- ja öljyonnettomuusskenaarioista seuraavaa ympäristöriskiä todennäköisyyspohjaisesti. Komponentit: Tiivistetty SAFGOF-metamalli SpillMod -öljyn kulkeutumissimulaatiot 180 eri skenaariolle - 6 eri vuoden säädatoilla -> 1080 simulaatiota OILECO -ohjelma rannikkoöljyntorjunnan alueellisen kohdistamisen priorisoimiseksi - Uhanalaisten lajien esiintymien sijainti ja arvottaminen
Riski ruudussa X = Ruudun öljyyntymistodennäköisyys * suojeluarvoindeksi Öljytyyppi: raskas Liikenne: 2008 Hot spot: C3
Esimerkkituloksia Pisteessä C3 öljyonnettomuuden tapahtumistodennäköisyys on 2-3 -kertainen vrt. C4 Kun huomioidaan potentiaaliset haitat tunnettujen uhanalaisten esiintymien näkökulmasta, näyttää C4 olevan peräti 7 kertaa C3:a riskialttiimpi paikka!
Tulostarkastelua Lähestymistapa näyttäisi mahdollistavan tehokkaan epävarmuustekijät huomioivan riskien ja päätösten analysoinnin Suomenlahdella Öljyonnettomuuden riski tulee kasvamaan Suomenlahdella merkittävästi vuoteen 2015 meriliikenteen ja öljykuljetusten lisääntyessä Öljykuljetusten riskit vaihtelevat alueellisesti. Suhteellisten erojen suuruus riippuu kuitenkin merkittävästi käytettävästä riskilähestymistavasta. Pitäisikö riskien hallinnassa keskittyä eri asioihin eri osissa suomenlahtea? Mitä arvoja yhteiskunta haluaa painottaa? Onko valittavalla arvotuksella lopulta kuitenkaan vaikutusta varsinaisten päätössuositusten kannalta?
Tulevaisuuden haasteita Kehitettyjä työkaluja pitäisi testata ja jatkokehittää yhteistyössä potentiaalisten loppukäyttäjien kanssa Metamalli: Mallia tulisi muokata kattamaan koko Suomenlahden väylästö Analyysiin kannattaisi sisällyttää monipuolisemmin realistisia toimenpidevaihtoehtoja, jotka vaikuttavat onnettomuusketjun eri osiin. Toimenpiteiden rahalliset kustannukset olisi hyvä saada mukaan. Mikäli teoreettisille veteen päätyville ja luontoon jääville öljytonneille saataisiin määritettyä rahalliset arvot, päästäisiin analysoimaan toimenpiteiden kustannustehokkuutta. Karttakäyttöliittymä: Käyttöliittymään tulisi lisätä muitakin arvotusnäkökulmia, jotta saataisiin monipuolisempi kuva alueellisen riskin jakautumisesta.
Kiitos! www.merikotka.fi/uk/safgof.php www.helsinki.fi/science/fem/ Yhteydenotot: annukka.lehikoinen@helsinki.fi / sakari.kuikka@helsinki.fi