Klimat och hydrologi Karlstad 1916 Earth's Radiation Balance. Image Source: NASA. 2012-11-28 2 1
http://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/ CO2 development Tvågradersmålet 2
CO2-utsläpp 1990-2010 2012-11-28 5 Jordens temperatur http://www.cru.uea.ac.uk/cru/info/warming/ 3
Sveriges temperatur sedan 1860 Nederbörden i Sverige 1860-2011 4
Isutbredningen i Arktis 18 september http://nsidc.org/arcticseaicenews/ 5
Havets nivå 2012-08-22 http://sealevel.colorado.edu/content/2012rel4-global-mean-sea-level-time-series-seasonal-signals-removed 6
Havsnivåer i Stockholm Hur kan vi säga något om framtiden? 7
Modelled global warming (reference period1980-99) IPCC AR4 WG I SPM 2007 Relative change in % of precipitation for the period 2090-2099 relative to 1980-1999 (SRES A1B) Winter Summer IPCC, 2007: Climate Change 2007: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fourth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Solomon, S., D. Qin, M. Manning, Z. Chen, M. Marquis, K.B. Averyt, M. Tignor and H.L. Miller (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA, 996 pp. 8
Changed water availability according to 12 climate models Bates, B.C., Z.W. Kundzewicz, S. Wu and J.P. Palutikof, Eds., 2008: Climate Change and Water. Technical Paper of the Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC Secretariat, Geneva, 210 pp.0 Regional nedskalning Utsläpp Global klimatmodell Regional klimatmodell Regionala klimatdata 9
Temperaturförändring från 1961-1990 till 2071-2100 6 modeller RCA(6GCMs) 2071-2100 vs 1961-1990. A1B scenario 6 globala modeller 0 1 2 3 4 5 6 7 8 o C Nederbördsförändring från 1961-1990 till 2071-2100 6 modeller ökning i % RCA(6GCMs) 2071-2100 vs 1961-1990. A1B scenario 6 globala modeller 0 10 20 30 40 50 % 10
Utsläpp Global klimatmodell Regional klimatmodell Regionala klimatdata Framtidens flöden Hydrologisk modell Regn och snö Avdunstning Markfuktighet Omskalning med DBS-metoden Avrinning The first Nordic project 1991-1996 0, 30 and 100 years from today Today 30 years 100 years 750 Q(m 3 /s) Suorva 150 Q(m 3 /s) Kultsjön 600 120 450 90 300 60 150 30 0 J F M A M J J A S O N D 0 J F M A M J J A S O N D 300 Q(m 3 /s) Ströms Vattudal 150 Q(m 3 /s) Torpshammar 240 120 180 90 120 60 60 30 0 J F M A M J J A S O N D 0 J F M A M J J A S O N D 300 Q(m 3 /s) Höljes 100 Q(m 3 /s) Torsebro 240 80 180 60 120 40 60 20 0 J F M A M J J A S O N D 0 J F M A M J J A S O N D Reported in 1998 11
Nordic-Baltic projects on the impact of climate change on renewable energy Climate Water and Energy 2001-2002 Climate and Energy 2003-2006 Climate and Energy Systems 2007-2010 16 viktiga klimatscenarier Skalerade mot PTHBV 1961-1990 4 4km 2 Nation Institut Scenario GCM RCM Upplösning Period SMHI A1B ECHAM5(1) RCA3 50 km 1961-2100 SMHI A1B ECHAM5(2) RCA3 50 km 1961-2100 2 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 12
Genomförda länsanalyser Exemplet Norrbottens län 13
Beräknad utveckling av årsmedeltemperaturen i Norrbottens län baserat på samtliga klimatscenarier Förändring av lokal årsmedeltillrinning i Norrbottens län jämfört med referensperioden 1963-1992 2021-2050 2069-2098 14
Förändring (%) av medelvattenföring för Kalixälvens mynning i havet perioden 1992 2098 jämfört med referensperioden 1963 1992 Säsongsvariation av beräknad daglig vattenföring för Kalixälvens mynning i havet för samtliga scenarier. Referensperiod 1963-1992 2021-2050 2069-2098 15
Ny utgåva av Flödeskommitténs riktlinjer (2007) Ny utformning - kortare, enklare att följa Inkluderar tillägg och ändringar efter 1990 Vissa förändringar - begrepp, omfattning m.m. Beräkningsmetoderna i huvudsak oförändrade Klimatförändringar skall beaktas 2012-11-28 Dimensionerande flöden för dammanläggningar för ett klimat i förändring Scenarier i ett 50-årsperspektiv 16
% ändring av 100-årsflödet i Ås i Viskan Ändring av 100-årsflödet från 1963-1992 Resultat från pågående projekt finansierat av Elforsk till 2021-2050 till 2069-2098 Medelvärde av 16 klimatberäkningar Medelvärde av 12 klimatberäkningar 17
Components affected by climate change Regional design precipitation sequence Calculated total inflow 1 st sub-area Elevation correction Regulation calculation 1 st reservoir Area correction Calculated local inflow 2 nd sub-area Discharge from 1 st reservoir Step Stegvis by step förflyttning movement av of precipitation nederbördssekvensen sequence over över at least minst 10 10 years år Regulation calculation 2 nd reservoir Seasonal correction Calculated local inflow 3 rd sub-area Discharge from 2 nd reservoir Regulation calculation 3 rd reservoir Hydrological model 30 years snow cover Snow Evapotranspiration Soil moisture Discharge from 3 rd reservoir No soil moisture deficit Runoff Analysis of dam safety Regions and design precipitation sequences (mm/24h) 1 2 mm 150 Region 1 Region 2 Region 3 Region 4 Region 5 100 3 50 5 4 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Dag nr 18
Change in the design precipitation sequence in region 2 2021-2050 2071-2100 1 2 3 5 4 Summary of the simulated effects on the changes in the design reservoir levels for the four reservoirs 19
The time in a year when the design level is calculated to be reached in the different simulations Är andra osäkerheter viktigare? Stationsdata respektive areella indata Olika tidsperioder för beräkning av det dimensionerande snötäcket Olika beräkningsperioder för dimensioneringsberäkningen Olika HBV versioner (HBV76 & HBV96) Olika modellkalibreringar 20
Olika osäkerhetsfaktorer för Trängslet Klimatosäkerheten 41 Concluding remarks A technique for climate change adaptation of Swedish design flood guidelines has been developed. The use of an ensemble of regional climate scenarios is recommended (at least 10). A continous scientific evaluation is needed as to which climate scenarios to use. Tests show thatt the technique can be applied with reasonable efforts. Tests show that the results are site-specific, therefore each system has to be analysed individually. Tests show that the uncertainty due to climate change is greater than due to other parts in the modelling process for design floods. 21