Högvattenstånd vid Åhuskusten Nu och i framtiden

Transkript

1 Författare: Uppdragsgivare: Rapport nr Anna Karlsson Kristianstads kommun Granskningsdatum: Granskad av: Dnr: Version Jan Andersson 2007/1071/ Högvattenstånd vid Åhuskusten Nu och i framtiden Anna Karlsson Uppdragstagare SMHI Norrköping Uppdragsgivare Kristianstads kommun Kristianstad Distribution C4 Teknik, Kristianstads kommun, Michael Dahlman Kontaktperson Anna Karlsson Anna.Karlsson@smhi.se Kontaktperson Michael Dahlman Michael.Dahlman@Kristianstad.se Klassificering (x) Allmän () Affärssekretess Nyckelord Framtida vattenstånd, IPCC, RCO, Kungsholmsfort, Åhus Övrigt Resultaten i denna rapport får inte säljas eller överlåtas till tredje part av kund

2 Sammanfattning Klimateffekter kan på sikt medföra en allmän höjning av havsytans nivå. Forskningsresultat från IPCC och SMHI visar att för Åhuskusten kan medelvattenytan år 2100 komma att ligga mellan cm över dagens nivå, relativt RH70. Den övre medelvattenytehöjningen, 77 cm, är det så kallade high case för Östersjön. I framtiden kan vi också få räkna med att höga vattenstånd återkommer oftare än idag, bl.a. pg av ökad stormfrekvens. Resultaten visar att för IPCC:s high case kan hundraårsvattenståndet för Åhuskusten komma att ligga på 2 ± 0.15 m relativt RH70. Med andra ord kan vi statistiskt sett inom de närmaste hundra åren få havsnivåer på 2 m över dagens medelvattenyta. Bakgrund Denna rapport har tagits fram av SMHI åt Kristianstads kommun för att utgöra underlag för kustplanering. Rapporten beskriver framtida vattenstånd vid Åhuskusten jämfört med dagens situation. Allmänt Klimateffekter kan på sikt medföra en allmän höjning av havsytans nivå. Utvärdering av simuleringar och analyser inom detta område görs bland annat av Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), ett organ upprättat av Världsmeteorologiska organisationen (WMO) och FN. Nationella analyser för detaljerade förhållanden i svenska vatten görs av SMHI:s Rossby Centre. Beräkningarna baseras på de bästa möjliga antaganden som kan göras i dagsläget men innehåller ändå ett visst mått av osäkerhet eftersom vi inte vet hur utsläppssituationen ser ut i framtiden. Efterhand som mätserierna av klimatdata blir längre kommer precisionen i beräkningarna att höjas. IPCC När man betraktar hela omfånget av globala modeller och olika utsläppsscenarier (dvs. antaganden om hur mycket utsläppet av bl.a. växthusgaser kommer att öka i framtiden), så visar de på en ökning av den globala medelvattennivån med mellan 9 till 88 centimeter för perioden från 1990 till 2100 enligt IPCCs rapport från 2001 (TAR third assessment report). Resultaten inkluderar osäkerheter i förändringar av landis, permafrost och sedimenttransport. Det ingår också ett bidrag för ice dynamic uncertainty för Grönland. I IPCC:s rapport från 2007 (AR4 assessment report 4) grundas resultaten om framtida vattenståndsnivåer på de senaste framstegen inom klimatmodellering. Jämfört med TAR innehåller rapporten från 2007 mer avancerade resultat med troligaste värden och ett uppskattat osäkerhetsintervall. Den nya uppskattningen av osäkerhetsintervallet, cm, grundar sig bl.a. på ett större antal förbättrade klimatmodeller och förbättrad information om osäkerheter i drivningen av SMHI Högvattenstånd vid Åhuskusten Nu och i framtiden 1

3 modellerna. Jämfört med TAR, som redovisar min och max, omfattar osäkerhetsintervallet här 5 till 95-percentilen av modellomfånget. Det presenterade osäkerhetsintervallet är ett globalt medelvärde men här har man inte med bidraget för ice dynamic uncertainty. Skulle detta tas med kan scenarierna för de högre nivåerna komma att ligga ytterligare m högre. AR4 visar att medelvattenytan i Nordsjön kan ligga upp mot 0.2 m över det globala medelvärdet. Även i TAR konstaterade man att olika modeller ger mer eller mindre högre värden för Nordsjön men det finns ingen sammanvägning av resultaten. Regional modellering Rossby Centre har använt två utsläppsscenarier (A2 och B2) i kombination med två globala modeller (ECHAM4 & HadAM3H) för att simulera framtida regionala förändringar av vattenståndsnivåer i Östersjön. Den modell som SMHI använt för Östersjön kallas RCO. En referenssimulering av vattenståndet för ca 100 år bakåt i tiden ( ) kombinerat med skillnader från simulerade klimatologiska månadsmedeländringar för perioden ger fyra scenarier som beskriver hur vattenståndsnivåerna förändras om ca 100 år. Scenario E-A2 ger högst värden och representerar här high case scenario. Resultaten från referenssimuleringen med RCO-modellen har jämförts med mätdata längs Sveriges kust. Modellen fångar väl variation och nivåer för egentliga Östersjön och norrut. Längs Sveriges sydligaste kuststräckor underskattas dock höga havsnivåer pga. modellens utformning. Åhuskusten/Kungsholmsfort Allmänt För att få en bra bild över framtida extrema vattenståndsnivåer i Östersjön kombinerar vi resultaten från IPCC med beräkningar från Rossby Centre på SMHI. Dessutom behöver man ta hänsyn till den absoluta landhöjning som sker pga. isostatisk rörelse. Storleken på den absoluta landhöjningen varierar längs Sveriges kust. Ovanstående faktorer är alltså de bestämmande bidragen till framtida ändringar i medelvattennivån och extrema vattenstånd i Östersjöområdet. Vi har valt att använda data för Kungsholmsfort utanför Karlskrona för att beskriva framtida extremvattenstånd vid Åhuskusten av två anledningar; RCO-modellens resultat för Åhuskusten är osäkra pga. modelltekniska orsaker och från Kungsholmsfort finns en över 100 år lång mätserie att jämföra simulerade data med. Därmed är det möjligt att bättre uppskatta hur höga framtida extremer kan bli. För att få en uppfattning om hur väl Kungsholmsfort representerar Åhuskusten har en enkel jämförelse gjorts mellan data från Simrishamn och Kungsholmsfort för samma period. Denna jämförelse visar att höga vattenstånd förekommer ungefär samtidigt i Simrishamn som vid Kungsholmsfort och att nivåerna är av samma storlek. Däremot verkar variationen vara större i Simrishamn då låga vattenstånd tycks vara lägre här än vid Kungsholmsfort. SMHI Högvattenstånd vid Åhuskusten Nu och i framtiden 2

4 Landhöjning pågår fortfarande i området. I dagsläget höjs dock medelvattenytan snabbare än landet höjs och därför har vi en skenbar landsänkning i Skåne. Den absoluta landhöjningen i Kungsholmsfort är ca 14 cm/100 år. Längs Åhuskusten finns inga framräknade uppgifter men möjligtvis kan den vara hälften så stor som i Kungsholmsfort. Resultat Rossby Centres simuleringar visar att det regionala vattenståndsklimatet förändras i framtiden. Förändrat klimat med bl.a. högre stormfrekvens gör att höga vattenstånd jämfört med medelvattenytan förekommer oftare om 100 år jämfört med idag. I framtiden får man alltså räkna med att höga vattenstånd återkommer oftare än idag. I Figur 1 visas täthetsfunktionen för referenssimuleringen jämfört med scenario E-A2 som beskriver denna förändring. Data är normalfördelade. Kungsholmsfort 0.02 E-A2 Ref Täthet cm relativt RH70 Figur 1. Täthetsfunktionerna för referenskörningen och scenario E-A2 för Kungsholmsfort. Scenariot beskriver en ökad förekomst av högre värden men variationen är i stort sett densamma. Högvatten blir alltså vanligare i framtiden enligt scenario E-A2. I Figur 2 visas sannolikheten för att en viss högvattennivå skall överskridas. Alla värden är relaterade till RH70 och 2006 års medelvattenyta. I figuren visas sannolikheten för att en viss havsvattenivå skall överskridas i dagsläget (svart linje) i förhållande till hur det kan bli om ca100 år. De olika scenarierna beskrivs i Tabell 1. Vi har tagit hänsyn till landhöjning och att Nordsjöns medelvattenyta kan ligga upp mot 0.2 m över IPCC:s globala nivåer. I Tabell 2 visas osäkerhetsintervallet för medelvattenytan vid Åhuskusten om ca 100 år (2100). I Tabell 3 visas återkomstnivåer beräknade för dagens situation och för ett high case år Observera att noggrannheten på beräkningarna, på grund av osäkerheter i data, ligger på decimetern när. Jämförelse mellan referenssimuleringen för Kungsholmsfort och observerade data visar att modellen underskattar årliga högvattenstånd för referensperioden med upp SMHI Högvattenstånd vid Åhuskusten Nu och i framtiden 3

5 till 20 cm. För EA2-scenariet för Östersjön har vi därför lagt på 20 cm på alla högvatten innan analysen av framtida högvattenstånd gjorts i Figur 2 och Tabell 3. Årshögsta havsnivåer Kungsholmsfort obs obs & low case obs & high case EA2 & high case Sannolikhet cm relativt RH70 Figur 2. Sannolikhet för att årets högsta vattenstånd når över en viss nivå för olika scenarier år 2100 jämfört med observerade data, se Tabell 1 för scenarier. Nivåer relativt RH70 samt medelvatten Tabell 1. Beskrivning av de fall som visas i Figur 1. Värden i cm relativt RH70 och Mw Fall Obs Obs & low case Obs & high case EA2 & high case Beskrivning Årsmax baserat på observerade data från Kungsholmsfort perioden Observerade årsmax adderat till low case sceanriet (18 cm + 20 cm för Nordsjön) för höjning av medelvattenytan från IPCC 2007samt korrigerat för landhöjning Observerade årsmax adderat till high case scenariet (59 cm + 20 cm för Nordsjön) för höjning av medelvattenytan från IPCC 2007 samt korrigerat för landhöjning Rossby Centres high case för Östersjön adderat till high case scenariet (59 cm + 20 cm för Nordsjön) för höjning av medelvattenytan från IPCC 2007 samt korrigerat för landhöjning SMHI Högvattenstånd vid Åhuskusten Nu och i framtiden 4

6 Tabell 2. Osäkerhetsintervall för medelvattenytan om ca 100 år relativt mv-ytan 2006 och RH70 uppskattat för Åhuskusten baserat på data från Kungsholmsfort. Medelvattenytan kan alltså komma att ligga mellan cm över dagens nivå beroende på vilket klimatscenarie som beaktas. Fall Mv-yta nivå (cm) Obs & low case 30 EA2 & high case 77 Tabell 3. Beräknade återkomstnivåer 1 för Kungsholmsfort samt uppskattade för Åhus. Relaterat till medelvattenytan 2006 och RH70. Kursiverade siffror anger 95%-igt konfidensintervall för det framräknade återkomstvärdet. 2 år 10 år 50 år 100 år Dagsläget Kungsholmsfort (obs ) Framtiden Kungsholmsfort (EA2 & high case) Framtiden Åhus (EA2 & high case) En nivå som statistiskt sett överskrids med en viss frekvens. En havsnivå som har en återkomsttid på 100 år inträffar statistiskt sett vart hundrade år. SMHI Högvattenstånd vid Åhuskusten Nu och i framtiden 5