Från klimatmodell till hydrologiska tillämpningar Johan Andréasson Photo: Göran Lindström, SMHI Slutseminarium för CPA-projektet i Arvika 2011-10-06
Upplägg Hur gör man? Från klimatmodell till flöden Beräkning av dimensionerande nivå Hur ser framtiden ut för vattenstånden i Arvika? Andra klimatanpassningsexempel från Sverige 2
Utsläpp Global klimatmodell
Utsläpp Global klimatmodell Regional klimatmodell Regionala klimatdata
Utsläpp Global klimatmodell Regional klimatmodell Regionala klimatdata Framtidens flöden Hydrologisk modell Regn och snö Avdunstning Markfuktighet Omskalning med DBS-metoden Avrinning
Distributions Baserad Skalering (DBS-metoden) Syfte: Att justera storleken på nederbörd och temperatur utan att störa klimatförändringssignalen som ges av klimatmodellerna (storlek och variabilitet) Metoden ska vara så stabil att den ger resultat för dimensioneringsberäkningar för historiskt klimat som ligger mycket nära resultat framtagna med observerade indata Ny metod utvecklad sedan Ks-utredningen 6
Distributions Baserad Skalering (DBS-metoden) Jämförelse mellan rådata från klimatmodeller och data som anpassats med DBS-metoden. Till vänster dygnsmedeltemperatur (procent av tiden som viss dygnsmedeltemperatur underskrids och till höger nederbörd (andel dagar med olika nederbördsintensitet). 7
Tillämpade klimatscenarier Nation Institut Scenario GCM RCM Upplösning Period SMHI A1B ECHAM5(1) RCA3 50 km 1961-2100 Skalerade mot PTHBV 1961-1990 4 4km SMHI A1B ECHAM5(2) RCA3 50 km 1961-2100 SMHI A1B ECHAM5(3) RCA3 50 km 1961-2100 SMHI A1B ECHAM5(3) RCA3 25 km 1961-2100 SMHI B1 ECHAM5(1) RCA3 50 km 1961-2100 SMHI A1B CNRM RCA3 50 km 1961-2100 SMHI A1B CCSM3 RCA3 50 km 1961-2100 CNRM A1B ARPEGE Aladin 25 km 1961-2050 KNMI A1B ECHAM5(3) RACMO 25 km 1961-2100 MPI A1B ECHAM5(3) REMO 25 km 1961-2100 C4I A2 ECHAM5(3) RCA3 25 km 1961-2050 HC A1B HadCM3(Q0) HadRM3 25 km 1961-2100 C4I A1B HadCM3(Q16) RCA3 25 km 1961-2100 METNO A1B BCM HIRHAM 25 km 1961-2050 METNO A1B HadCM3(Q0) HIRHAM 25 km 1961-2050 DMI A1B ECHAM5(3) HIRHAM 25 km 1961-2100 8
Metodiken kommer från kraftindustrins riktlinjer för dimensionerande flöden www.elforsk.se 9
Testområden
Vad är ett dimensionerande flöde? Flödesdimensioneringsklass I Icke försumbar risk för människoliv eller annan personskada Beräknas med hydrologisk modell Återkomsttiden längre än 10 000 år Flödesdimensioneringsklass II Icke försumbar risk för skada på trafikled, dammbyggnad eller därmed jämförlig anläggning, miljövärde eller annan än dammägaren tillhörig egendom i andra fall än som angetts vid riskklass I 100 års flöde dimensionerande (+kostnads/nyttoanalys) Beräknas statistiskt En nyhet 2007 var att klimatfrågan skall beaktas! 11
Principen för beräkning av klass I flöden 12
Glafsfjordens tillrinningsområde Ca 4 000 km 2 Här är vi 13
Temperaturändring - Glafsfjorden Vinter (dec feb) Referensperiod 1961-1990 14
Nederbördsändring - Glafsfjorden Årsmedel Referensperiod 1961-1990 15
Flödesdimensioneringsklass I - resultat 16
100-årsflödet - resultat Observera 1 dygnsmax 17
Arvika
Slutsatser Översvämningsrisken idag är mycket stor Stora osäkerheter vad gäller framtida nivåer, särskilt i det korta framtidsperspektivet (-2050) Mer sammstämmiga resultat mot slutet på seklet då majoriteten av simuleringarna pekar på minskade värsta nivåer i Glafsfjorden Behovet av det planerade översvämningskyddet kommer vara ungefär oförändrat i framtidens klimat En anpassning till dagens variationer ger ett klimatanpassat översvämningsskydd 19
Aktuella klimatanpassningsexempel Sveriges vattenkraftdammar Projekt Slussen Vänern och Göta älv Arvika Foto: Arvika kommun 20
Tack för uppmärksamheten! 21
22
Q 100 2021-2050 vs 1963-1992 25% percentil Medel 75% percentil Sammanfattning av 16 klimatscenarier 23
Q 100 2069-2098 vs 1963-1992 25% percentil Medel 75% percentil Sammanfattning av 12 klimatscenarier 24
Intense precipitation/urban flooding in a future climate 60 10-year duration curve 10-års IDF (Stockholm) 25 Chicago Design Storm (CDS) Chicago design storm 50 20 Intensitet (mm/h) 40 30 20 P 15 10 10 30 min 1 day 0 10 100 1000 10000 Varaktighet (min) 5 0 0 10 20 30 40 50 60 min 25
Analysis on grid scale (Arvika) 26
30 25 A2 Future Design storm for Arvika 20 TC P 15 F1 10 5 F2 F3 30 A1B P 0 30 25 20 15 10 5 0 0 10 20 30 40 50 60 min B2 0 10 20 30 40 50 60 min TC F1 F2 F3 P 25 20 15 10 5 0 0 10 20 30 40 50 60 min 10-year precipitation, that is used for urban design i Arvika, increases by between 20-30 % depending on scenario and duration 27 TC F1 F2 F3