Gunn Persson, Johan Andréasson, Dan Eklund, Kristoffer Hallberg, Signild Nerheim, Elin Sjökvist, Lennart Wern och Sofia Åström

Gunn Persson, Johan Andréasson, Dan Eklund, Kristoffer Hallberg, Signild Nerheim, Elin Sjökvist, Lennart Wern och Sofia Åström Rapport Nr 2011-45 Klimatanalys för Västra Götalands län

Pärmbild: Viskans dalgång. Foto: Johan Andréasson, SMHI.

Författare: Uppdragsgivare: Rapportnr: Gunn Persson m. fl. Länsstyrelsen Västra Götaland 2011-45 Granskningsdatum: Granskare: Dnr: Version: 2011-09-05 Sten Lindell 2011/384/203 1.1* Klimatanalys för Västra Götalands län Uppdragstagare SMHI 601 76 Norrköping Uppdragsgivare Länsstyrelsen Västra Götaland Projektansvarig Johan Andréasson 011-495 8609 johan.andreasson@smhi.se Kontaktperson Charlotta Källerfelt Distribution Klassificering (x) Allmän Nyckelord Klimatanalys, klimatsammanställning, klimatscenarier, hydrologiska förändringar, havsvattenstånd Övrigt Reviderad 2011-09-29 efter kommentarer från Länsstyrelsen.

Sammanfattning Länsstyrelsen i Västra Götalands län har uppdragit åt SMHI att genomföra en analys och sammanställning av dagens och framtida klimat i Västra Götalands län. SMHI har utfört en regional klimatanalys för perioden fram till slutet av detta sekel för Västra Götalands län. Syftet var att klargöra konsekvenserna av ett förändrat klimat, speciellt med avseende på temperatur, nederbörd och vattenföringsdynamik utgående från ett underlag baserat på de senast tillgängliga klimatscenarierna. Arbetet grundar sig på observationer och analyser från SMHI samt klimatscenarier från den internationella klimatforskningen. Framtidsberäkningarna avser i första hand tidsperioden fram till år 2100. För att ge en bild av de osäkerheter som råder om framtidens klimat har ett flertal klimatscenarier utnyttjats. Detta urval är betydligt mer omfattande än det begränsade antal scenarier som fanns tillgängliga när Klimat- och sårbarhetsutredningen lade fram sitt slutbetänkande hösten 2007. I några avsnitt i denna rapport finns även sammanfattningar från pågående forskning samt tidigare utredningar som gjorts genom åren, bland annat från Klimat och sårbarhetsutredningen (SOU, 2007a) och den fördjupade studien avseende översvämningsrisker för Vänern (Bergström m.fl. 2010a). Rapporten har utarbetats vid hydrologiska enheten på SMHIs avdelning Miljö & Säkerhet. Följande huvuddrag framgår för Västra Götalands län: Klimatberäkningarna visar en samstämmig successiv ökning av årsmedeltemperaturen under det innevarande seklet, men med stor spridning mellan beräkningarna. Temperaturökningen är störst under vinterperioden men framträder under alla årstider. Årsmedeltemperaturen ligger i medeltal 4-6 C högre mot slutet av seklet jämfört med dagens klimat. Det regionala temperaturmönster som framträder över länet i dagens klimat, med varmare förhållanden vid kusten och svalare på de mer höglänta områdena, kvarstår i framtidsberäkningarna. Årsmedelnederbörden ökar 10-30 % i slutet av seklet. Den största ökningen av nederbörden sker under vinterhalvåret. Det regionala nederbördsmönstret över länet kvarstår och nederbördsökningen i mm är störst längs kusten och minskar inåt landet. En analys av nederbörden 1961-2010 visar att årets största dygnsnederbörd har ökat. De kraftiga regnen förväntas även öka i framtiden. Snötillgången minskar avsevärt efterhand som klimatet blir varmare. Perioden med snötäckt mark minskar redan i mitten av seklet med ca 1 månad. Vattenföringens variation under året förändras mot högre flöden under höst-vinter och lägre vårflod. Lågvattenperioden blir längre och med lägre flöden. Grundvattenförhållanden påverkas på motsvarande sätt. Det beräknade framtida 100-årsflödet väntas öka för vissa områden och minska för andra i länet. Med antagande av en global havsnivåhöjning på + 1m, höjs medelvattenytan med 65-80 cm längs länets kuststräcka. Havsvattenstånd med 100 års återkomsttid höjs på motsvarande sätt. Ett stort antal övriga klimatberoende förhållanden kommer också att förändras efterhand som klimatet ändras. Det mildare klimatet medför att: Vegetationsperioden förlängs kraftigt. Värmeböljor blir allt vanligare, vilket ökar behovet av kyla i byggnader samtidigt som riskerna för skogsbränder beräknas öka.

Uppvärmningsbehovet minskar då vintrarna blir mildare och tjälen tränger mindre djupt ner i marken.

Innehållsförteckning 1 INLEDNING... 1 2 BAKGRUND... 1 3 VÄSTRA GÖTALANDS LÄN... 1 3.1 Landskapet... 2 3.1.1 Avrinningsområden... 2 3.1.2 Vänern... 3 3.1.3 Vättern... 3 3.1.4 Vattentillgångar... 4 3.2 Klimatet... 4 3.2.1 Temperatur... 4 3.2.2 Nederbörd... 5 3.2.3 Avrinning... 7 3.2.4 Vindar... 7 3.2.5 Åska och blixtar... 9 3.2.6 Väderdramatik i Västra Götaland... 9 3.2.7 Vågor... 11 4 METOD FÖR FRAMTIDSANALYS... 11 4.1 Studerade klimatindex... 12 4.2 Geografiskt analysområde... 12 4.3 Tidsperioder... 12 4.4 Variation och osäkerhet... 13 4.5 Beräkningsmodeller... 13 4.6 Klimatdata för effektstudier... 15 4.7 Utsläppsscenarier... 16 4.8 Klimatscenarier... 17 4.8.1 Klimatscenarier i denna studie... 18 5 VÄSTRA GÖTALANDS LÄNS FRAMTIDSKLIMAT... 19 5.1 Temperatur... 20 5.1.1 Medeltemperatur för år och säsong... 20 5.1.2 Vegetationsperioder... 22 5.1.3 Varma perioder... 23 5.1.4 Kalla perioder... 24 5.1.5 Behov av kylning och uppvärmning... 25 5.2 Nederbörd... 26 5.2.1 Medelnederbörd för år och säsong... 26 5.2.2 Kraftig nederbörd... 28

5.2.3 Perioder utan nederbörd... 30 5.3 Extrema vindar... 30 5.4 Vattenföring... 31 5.4.1 Vattenföringens säsongsvariation... 32 5.4.2 Medelvattenföring... 36 5.4.3 100-årsflöden... 49 5.5 Vattentillgång... 57 5.5.1 Grundvattenbildning... 57 5.5.2 Grundvattennivåer... 58 5.5.3 Dricksvattenförsörjning... 58 5.6 Snö och tjäle... 59 5.6.1 Snöns maximala vatteninnehåll... 60 5.6.2 Antal dagar med snö... 62 5.6.3 Tjäle... 64 5.7 Brandrisker... 66 6 ÖVERSVÄMNINGSRISKER FÖR VÄNERN... 69 6.1 Vattenstånd, höjdsystem och landhöjning... 69 6.2 Översvämningarna hösten och vintern 2000-2001... 70 6.3 Dimensionerande nivå och 100-årsnivå... 71 6.4 Vindens effekt på den dimensionerande nivån... 72 6.5 Klimatförändringars effekt på vattennivåer... 73 6.6 Klimatförändringars effekt på låga vattenstånd... 74 6.7 Samlad bedömning rörande Vänerns nivåer... 75 7 HAVSVATTENSTÅND... 77 7.1 Det globala havsvattenståndet... 77 7.2 Havsvattenstånd i Västra Götalands län... 78 7.2.1 Vattenståndsvariationer... 79 7.2.2 Medelvattenståndet i Västra Götalands län... 80 7.3 Vattenstånd i Västra Götaland i framtidens klimat... 82 7.3.1 Metodik... 82 7.3.2 Återkomsttid... 82 7.3.3 Medelvattenstånd i Västra Götaland i framtidens klimat... 83 7.3.4 Beräknade extrema vattenstånd i Västra Götaland fram till 2100... 84 8 SLUTSATSER... 86 9 REFERENSER... 87 10 BILAGOR... 91

1 Inledning Länsstyrelsen i Västra Götalands län ser behov av ett klimatunderlag för länet utöver det som erbjuds genom SMHIs myndighetsuppdrag. SMHI har på beställning av länsstyrelsen utfört en regional klimatanalys för Västra Götalands län. Analysen omfattar en stor mängd data och beräkningar som syftar till att ge en översiktlig bild av klimatförhållandena i länet såväl under dagens klimatförhållanden som i framtidens klimat. Arbetet är baserat på observationer och beräkningar från SMHI samt klimatscenarier från den internationella klimatforskningen. Framtidsberäkningarna avser i första hand tidsperioden fram till år 2100. Föreliggande rapport har utarbetats vid SMHIs avdelning Miljö & Säkerhet, hydrologiska enheten. 2 Bakgrund Planering i långa tidsperspektiv baseras med fördel på ett underlag som tar hänsyn till de osäkerheter som ofrånkomligen finns i alla förutsägelser om framtiden. Ett sätt att ta hänsyn till osäkerheterna är att arbeta med så kallade scenarier som beskriver olika möjliga framtidsutvecklingar. Inom det internationella forskningssamhället genomförs stora ansträngningar för att beräkna och skatta ett framtida klimat. Dynamiken och förekomsten av vatten kommer att förändras då ett förändrat klimat innebär väsentliga skillnader i årstidernas karaktär, speciellt med avseende på temperatur och nederbörd. Säsongsvariationen i vattenföring drivs till stor del av nederbördsmönster och lagring av vatten i landskapet i till exempel snö och sjöar. I de delar av Sverige som upplever längre köldperioder lagras betydande mängder vatten under vintern i form av snö som under en relativt kort period smälter när temperaturen stiger under vår och försommar. I ett klimat med högre temperatur kan denna säsongsvariation förändras och bli mindre accentuerad, samtidigt som höga flöden kan uppträda vintertid. Intensiva skyfall uppträder idag främst sommartid och orsakar ibland översvämningar, speciellt för vattensystem som inte dimensionerats för extrema flöden såsom exempelvis kombinerade dag- och spillvattensystem samt dränage i anslutning till infrastruktur. I ett framtida varmare klimat med ökad konvektiv nederbörd kan riskerna för skyfall komma att öka. Beräkningar av framtida klimat har tidigare genomförts i bland annat den statliga Klimat- och sårbarhetsutredningen (SOU, 2007a). För dessa analyser användes sex klimatscenarier framtagna av SMHI (se mer beskrivning av dessa i kapitel 4.8). Ett delbetänkande berörde även översvämningsproblematiken där höga flödens bakomliggande faktorer såsom exempelvis extrem nederbörd och intensiv snösmältning identifierades (SOU, 2006). Underlag till detta delbetänkande levererades av SMHI (Bergström, m.fl., 2006). Klimat- och sårbarhetsutredningen sammanställde även riskerna för naturolyckor i ett förändrat klimat (SOU, 2007b). Inom det EU-finansierade projektet ENSEMBLES (van der Linden and Mitchell, 2009) har ett ensemblesystem utvecklats för beräkning av klimatförändringar baserat på de bästa europeiska globala och regionala klimatmodellerna med hög upplösning. Idag finns fler klimatscenarier tillgängliga än tidigare, och för analys av temperatur, nederbörd och klimatpåverkade flöden i denna rapport har 16 olika klimatscenarier använts. Dessa scenarier kommer både från ENSEMBLESprojektet och från Rossby Centre vid SMHIs forskningsenhet. Analys av en samling klimatscenarier ger nya och bättre möjligheter att behandla de osäkerheter som är nära förknippade med frågeställningen. 3 Västra Götalands län I detta kapitel beskrivs Västra Götalands läns landskap och det rådande klimatet översiktligt. Fokus i beskrivningen av landskapet ligger på de stora sjöarna och större vattendrag som tillsammans med topografin och närheten till havet formar klimatet. Beskrivningen baseras främst på faktablad från 1

SMHI och de klimatkartor som tillsammans med information i Kunskapsbanken finns publicerat på www.smhi.se. 3.1 Landskapet Västra Götalands län omfattar totalt 28 947 km 2 (SMHI, 2002)[23 945 km 2 (SNA, 2003)]. Landskapet kan indelas i kustlandskap, höglandskap med sluttningsområden och sammanhängande slättlandskap kring Vänern och Vättern (figur 3-1). Figur 3-1. Västra Götalands län, dess topografi, större vattendrag och sjöar samt ett urval orter. Kartan är producerad med Lantmäteriets data under Länsstyrelsens tillstånd för publicering av data och med data från SMHI. Av länets yta täcks 17% av vatten om de delar av Vänern och Vättern som ligger inom länets gränser inräknas. (SNA, 2003). Inom länet finns drygt 4000 små sjöar < 1 km 2 och 187sjöar > 1 km 2. Längs västkusten finns få och små sjöar, inom höglandets sluttningsområden finns många små sjöar och på slätterna runt Vänern och Vättern finns få men stora sjöar (SMHI, 2010a). Länet är alltså rikt på vatten. Det finns minst 900 mil vattendrag (SNA, 2003). Vattendragens karaktär speglas främst av det geografiska läget. Bäckar i de mellersta och norra skogsområden är som regel smala och snabbflytande. På slätterna rinner bredare och lugnare åar. Bäckarna i Bohuslän har en tendens att torka ut under nederbördsfattiga somrar eftersom det är ont om sjöar som kan lagra nederbörden och jämna ut flödena. 3.1.1 Avrinningsområden De 11 huvudavrinningsområden som helt eller delvis finns inom länet är listade i tabell 3-1. Göta älv upptar 57,5 % av avrinningsområdena i länet, Ätran 8,2%, Viskan 6,4 % och Örekilsälven 4,6% (SMHI, 2002). 2

Tabell 3-1. Avrinningsområden i Västra Götalands län, deras totala areal och procentuell andel av totala arealen som finns inom länet (SMHI, 2002). Avrinningsområde Total areal (km 2 ) Aeaandel inom länet (%) 67 Motala ström 15481 11 101 Nissan 2686 6 103 Ätran 3342 71 105 Viskan 2202 84 106 Rolfsån 694 78 107 Kungsbackaån 302 71 108 Göta älv 50229 33 109 Bäveån 301 100 110 Örekilsälven 1340 100 111 Strömsån 256 98 112 Enningdalsälven 782 71 Göta älv är landets största vattendrag enligt kriterierna medelvattenföring vid mynningen (565 m 3 /s), avrinningsområdets storlek (50 115 km 2 ) och längsta vattendrag från källan till havet (731 km). 15 procent av avrinningsområdet ligger i Norge. Det kommer dock på blygsamma 7:e plats avseende medelvärde av maximala årsflöden (SMHI, 2010a). Förklaringen är att snösmältningen på våren inte är lika dominerande för flödet som för de mer nordligt liggande älvarna. Snöns andel av årsnederbörden varierar från ca 10% vid kusten till uppemot 25% i Dalsland (www.smhi.se). 3.1.2 Vänern Vänern är Sveriges största insjö och norra Europas största sötvattenskärgård med 22 000 öar och skär (SNA, 2003). Vänern är en viktig naturresurs ur många aspekter; som vattentäkt, transportled, fiske, friluftsliv, recipient. Sjöns vattenmagasin är landets största för kraftproduktion. Sjöns vattenareal är 5650 km 2, medelvolym är 153 km 3 och medeldjupet är 27 m (www.smhi.se). Omsättningstiden, kvoten mellan sjöns volym och tillrinningen, är beräknad till 10 år (SMHI, 2008). Sjöns nivåförändringar har diskuterats under århundraden och särskilt frågan om dess sänkning och reglering. Vänerns nivå har mätts regelbundet sedan 1807 och sjön reglerades 1937. Vattenståndet påverkas starkt av vind och lufttryck och det kan skilja drygt 20 cm mellan västra och östra sidan. Medelvattenståndet är detsamma före och efter regleringen (44,34 m.ö.h.) men skillnaden mellan högsta och lägsta vattenstånd har minskat. Före regleringen, 1807-1934, var skillnaden 2,67 m och efter regleringen, 1938-1999, var skillnaden 2,02 m. Vänern avvattnas mot Kattegatt av Göta älv, Sveriges vattenrikaste älv. Under november 2000 - februari 2001 drabbades Västra Götaland och Värmland av översvämningar runt Vänern. Stora insatser gjordes för att mildra effekterna men skadorna blev ändå stora. Sedan dess har mycket arbete lagts ned runt problematiken kring Vänern och Göta älv. I kapitel 6 finns en sammanställning av slutrapporten från projektet Fördjupad studie rörande översvämningsriskerna för Vänern ett uppdrag från Västra Götalands länsstyrelse. 3.1.3 Vättern Vättern - Sveriges näst största sjö - ligger i en förkastningssänka och är därför långsträckt med branta strandlinjer och bråda djup. Vattenarealen är 1893 km 2, medelvolymen är 73,5 km 3 och medeldjupet 3

är 40 m (www.smhi.se). Sjön ligger högt i terrängen jämfört med de omgivande slätterna och har därför ett litet tillrinningsområde. Vattenomsättningstiden är närmare 70 år (SMHI, 2008). Vätterns vattenstånd har registrerats kontinuerligt sedan 1858. I slutet av 1930-talet byggdes sjön ut för vattenreglering och sedan 1940 anses regleringsförhållandena vara oförändrade. Medelvattenståndet före och efter reglering är i princip lika 88,49 m.ö.h. respektive 88,50 m.ö.h. Skillnaden mellan högsta och lägsta vattenstånd var 1,11 m före regleringen (1858-1939) och 1,03 m efter regleringen. Sjön är långsmal och ligger i nord-sydlig riktning vilket gör att landhöjningen påverkar vattennivån. Landhöjningen är högre i norr än i söder så att Vätterns nivå varje år stiger med ca 1,4 mm i Jönköping (www.smhi.se). Vättern rinner av mot Östersjön genom Motala ström. 3.1.4 Vattentillgångar Som vattenresurs har tidigare speciellt Vänerns betydelse berörts. Här beskrivs kortfattat länets resurser avseende befolkningens vattenförsörjning. I Västra Götaland försörjs 86% av den permanenta befolkningen av kommunalt vatten. Ytvatten är dominerande beroende på att de folkrikaste kommunerna och kustkommunerna använder ytvatten. Främsta källan är Göta älv varifrån ca 700 000 personer får sitt konsumtionsvatten, därnäst är Vättern den viktigaste ytvattentäkten. Den enskilda vattenförsörjningen sker nästan enbart med grundvatten (SNA, 2003). De största grundvattentillgångarna i jordlager finns i Skaraborg. Det finns också goda tillgångar i isälvsavlagringar i Sjuhäradsbygden samt på Ödskölts moar i Dalsland. De största grundvattentillgångarna i berggrunden finns i Västgötabergens sand- och kalkstenar. I länets övriga berggrund är uttagsmöjligheterna små, speciellt i Bohuslän och västra Dalsland. De kan dock vara tillräckliga för enskilda hushålls behov (SNA, 2003). 3.2 Klimatet Klimatet i Västra Götaland präglas av den maritima påverkan som kontakten med Atlanten och de västliga vindarna ger. Det maritima klimatet innebär relativt svala somrar och milda vintrar samt hög luftfuktighet. Havet och dess förmåga att lagra värme jämnar ut temperaturvariationer mellan årstider samt mellan dag och natt. I detta fall kan även Vänern betraktas som ett innanhav. 3.2.1 Temperatur Temperaturmönstret under vintern, med relativt milda temperaturer längs kusten och i en tunga inöver Vänern, slår igenom i årsmedeltemperaturen (www.smhi.se). Figur 3-2. Månadsmedeltemperaturer( C) för perioden 1961-1990 (s.k. normalperiod) för stationerna Vinga, Borås och Bastorp i Västra Götalands län. Källa: SMHI klimatdatabas. 4

Figur 3-2 illustrerar temperaturklimatet i Västra Götaland (månadsmedeltemperaturer 1961-1990) som präglas av stora variationer mellan kust och inland. Temperaturklimatet styrs av solinstrålningen, molnighet, topografi och närhet till stora vattenområden. Dygns- och årstidsvariation i temperaturen är nära knutet till solens variationer i höjd men även molnigheten påverkar. Hög molnighet jämnar ut temperaturvariationerna medan klara dagar och nätter ger stora dygnsvariationer. Topografin påverkar så att temperaturen sjunker med ökande höjd över havet, särskilt sommartid. I Västra Götaland har närheten till havet och de stora sjöarna Vänern och Vättern en utjämnande effekt på klimatet. I kustområdet är årsmedeltemperaturen högst, här representerat av Vinga (7,7 C). I Borås, som här får representera inlandet, är årsmedeltemperaturen 6,1 C medan Bastorp i den nordvästra delen av länet har årsmedeltemperaturen 5,3 C. Under sommaren är temperaturskillnaderna relativt små men under vintern märks havets utjämnande inflytande. Medeltemperaturen för december är 4 grader lägre i Bastorp jämfört med Vinga (SMHI Klimatarkiv). Det finns en gradient avseende vegetationsperioden (> +5 C) i länet. Vid kusten är vegetationsperioden (1961-1990) ca 210 dagar och minskar därefter inåt landet till ca 190 dagar vid Vänern (www.smhi.se). I en analys över varma perioder 1961-2010 framträder 1997 som det år då flest tropiska nätter har uppmätts i Sverige. Vid stationerna Vinga och Trubaduren registrerades hela 13 nätter då temperaturen inte understeg 20 C. Den varmaste natten i länet registrerades dock 6 augusti 1982 med lägsta temperaturen 23,0 C vid Väderöarna. Vinga var snubblande nära med 22,6 C den 11 augusti 1975 (SMHI, 2011a). 3.2.2 Nederbörd I Västra Götaland faller det minst nederbörd vid kusten och i de nordöstra delarna. Nederbördsrikast är områdena kring Borås och Landvetter. Den uppskattade verkliga årsnederbörden är ca 800 mm längs kusten. Den ökar snabbt inåt landet till ca 1000 mm för att sedan successivt minska till knappt 700 mm runt Vänern (www.smhi.se). Oväder med kraftiga vindar och skurar är inte ovanliga. Det värsta skyfall, som SMHI känner till, skedde 1 augusti 2002 på Orust (ca 200 mm), men officiella mätningar saknas (SMHI, 2009). Figur 3-3. Månadsmedelnederbörd (mm) 1961-1990 för stationerna Vinga, Borås och Lanna i Västra Götalands län. Årsmedelnederbörden är 631 mm på Vinga, 976 mm i Borås och 559 mm i Lanna för normalperioden 1961-1990. Källa: SMHI Klimatarkiv. I figur 3-3 visas månadsmedelnederbörd för tre platser, vilket illustrerar variationerna inom länet. Borås är tydligt nederbördsrikast av de tre platserna, även betraktat på månadsbasis. Vinga (kuststation) har större årsnederbörd än Lanna (14 km sydost från Skövde) men under juni-juli regnar det vanligen mer i Lanna. Länet framträder inte särskilt vid landsanalyser av extrem nederbörd 1900-2004 avseende 90 mm över 1000 km 2 under 24 timmar. Vad gäller största månadsnederbörd innehar dock Dingle (Bohuslän) Sverigerekordet för oktober månad med 330 mm (1967) och som ett exempel på extrem nederbörd 5

50 55 under kort tid kan konstateras att den 10 juli 1973 regnade det 130 mm på 1 timme i Tegelstrand och Slottet (Bohuslän). I Mustadfors, Dalsland uppmättes 120 mm på 3 timmar 23 juli 2002. Sverigerekord för årsnederbörd, 1866 mm innehas av Mollsjönäs (2 mil nordost om Göteborg) sedan 2008 (SMHI, 2009). En analys över nederbördsrika dygn presenteras i figur 3-4 utifrån återkomsttiderna 10 år respektive 100 år. De förstnämnda kan betraktas som ovanliga men inte oväntade regnmängder under ett dygn. På de nederbördsrikaste platserna uppgår mängderna till över 60 mm men även tämligen omfattande områden når mängder över 50 mm. För nederbördsmängder med 100 års återkomsttid förekommer närmare 100 mm men för större delen av länet är värdet runt 70 mm. Tilläggas bör att analysen baseras på avläsningar vid fasta tidpunkter under dygnet, vilket kan medföra att de verkliga mängderna underskattas. Figur 3-4. Beräknade nederbördsmängder under 1 dygn med återkomsttid 10 år(vänster) respektive 100 år (höger). Mätningarna har utförts under 25-50 år för de olika stationer som ingår i studien. Den statistiska analysen är baserad på Generalized Extreme Value (GEV) fördelning. Observera att kartorna har olika skalor. Den långsiktiga utvecklingen av vad som kan betraktas som den mest extrema nederbörden i Västra Götalands län visas i figur 3-5. Analysen baseras på en griddad databas med en upplösning på 4 km x 4 km, den s.k. PTHBV-databasen, och är därför inte helt jämförbar med observationer som baseras på direkta avläsningar vid mätstationer. Figuren visar medelvärdet för länet av årets högsta värde för varje gridruta. Analysen, som omfattar perioden 1961-2010, visar en ökning av nivån för den mest extrema nederbörden. Figur 3-5. Årets största dygnsnederbörd i Västra Götalands län 1961-2010 baserat på en griddad databas, s.k. PTHBV-databasen. Figuren visar medelvärdet över regionen av årets högsta värde för varje gridruta. Trenden för tidsserien visas som heldragen svart linje. 6

Snö kan komma oväntat. Ett exempel är 12 juni 1981 då det snöade i norra Bohuslän men även Nordkoster fick då snöblandat regn. Ett annat märkligt snöfall skedde 25 september 1893 bl.a. i Göteborg men även 27 september 1987 var delar av Dalsland kortvarigt snötäckta (SMHI, 2009). Hur stor är chansen för en grön juldagsmorgon i Göteborg, dvs. med ingen snö på marken? Under perioden 1900-1997 skedde det 62 gånger och endast 6 juldagsmorgnar vaknade göteborgarna med ett snötäcke på över 9 cm (SMHI, 1998). Snödjupsrekordet för länet finner vi i Ödskölt, Dalsland där 146 cm uppmättes 27 mars 1951 (SMHI, 2009). I Åmål noterades snödjupet 139 cm 16 februari 1966. Under januari-februari 1966, januarimars 1977 och april 1970 har snödjup över 90 cm noterats på flera platser (t.ex. Ulricehamn, Rånna, Krogstorp, Djursätra, Skövde och Tingvalla). Det största uppmätta snödjupet under 2000-talet är 95 cm i Bäckefors 1 mars 2010. 3.2.3 Avrinning Årsavrinningen speglar årsnederbörden på så sätt att den är lägst runt Vänern och Vättern, ca 200 mm (motsvarar 6 l/s/km 2 ), och högst i de nordvästliga och sydliga delarna av länet, ca 600 mm (motsvarar 20 l/s/km 2 ) (se figur 3-6). Avrinningen är lägst under sommaren då avdunstningen är högst. När avrinningen är som störst under året beror framförallt på hur vintern utvecklar sig. Om vintern blir kall och nederbördsrik så blir avrinningen stor då snön smälter på senvintern-våren. Vissa år kan dock avrinningen vara som störst under regnrika höstar (ex. 2006). Variationen mellan år är stor, vilket illustreras i figur 3-7, och flödestoppen är vanligen i början på året (januari-mars). Det exceptionella flödesåret 2000-2001 syns tydligt i diagrammet med ett kraftigt ökande flöde under hösten till följd av nästan konstant regnande. Kulmen nåddes i januari 2001. Figur 3-6. Årsavrinning (mm) för normalperioden 1961-1990. Källa: Klimatdata, vattenbalans (www.smhi.se). Figur 3-7. Exempel på vattenföringens variation mellan olika år. Modellberäknad vattenföring (m 3 /s) i en punkt i Göta älv (RT90: 6428357, 1278148). Källa: vattenweb.smhi.se. 3.2.4 Vindar Vindar med en sydlig till västlig komponent dominerar men i kustområdet är nordostliga vindar vanligast under vintern. Den högsta uppmätta medelvinden i Bohuslän är 32 m/s (Ursholmen 15 januari 1952 och Måseskär 5 januari 1975). Under stormen 22 september 1969 uppmättes den högsta medelvinden till 30 m/s (SMHI, 2009). Det råder vanligen västliga vindar vid stormarna och vinden för då med sig vatten från Atlanten. Kombinationen av höga vindhastigheter, lågt lufttryck och höga vågor gör att vattenståndet stiger. Det sker dock med en tidsfördröjning så att det högsta vattenståndet uppträder några timmar efter stormens maximum. 7

Trots att många kanske förväntar sig att de högsta vindstyrkorna borde observeras i Bohuslän så återfinns länsrekordet i Västergötland. På Vinga uppmättes 39 m/s den 5 januari 1976. En förklaring är att de maximala vindarna antagligen dämpas och styrs om av de sydnorska höjderna och fjällen. Vindrekorden för Sverige gäller stationer längs Östersjökusten men orsaken är troligen att dessa är placerade på högre höjder där det blåser mer (SMHI, 2009). Wern och Bärring (2009) har studerat hur vinden varierat i Sverige under perioden 1901-2008. Studien har kompletterats med ett faktablad som även omfattar 2009-2010 (SMHI, 2011b). Vindmätningar har i Sverige gjorts sedan 1800-talet men först på 1950-talet standardiserades mätningarna. Därför saknas långa homogena mätserier av vindhastighet i Sverige. Analysen baseras på förändring i geostrofisk vind, som utgår från tryckmätningar. Landet indelas i nio trianglar och den geostrofiska vinden ses som ett regionalt medelvärde för den centrala delen av triangeln. Beräkningen tar inte hänsyn till landskapets uppbromsande effekt, vilket direkta vindmätningar gör. Därför är den geostrofiska vindhastigheten högre än den uppmätta. På www.smhi.se finns en webbapplikation där grafer över olika vindmått kan laddas ned för de i studien använda nio trianglarna. Webbapplikationen är i dagsläget uppdaterad t.o.m. 2010. Ett av vindmåtten är antal tillfällen per år då den geostrofiska vindhastigheten varit minst 25 m/s. Det kan betraktas som ett mått på antal stormtillfällen inom triangeln. SMHI påpekar att första halvan av tidsperioden innehåller osäkrare värden än den senare halvan (figur 3-8). Västra Götalands län faller inom tre av trianglarna men huvudsakligen inom trianglarna Göteborg- Stockholm-Visby (nr 2) respektive Göteborg-Malung-Stockholm (nr 3). Större delen av Bohuslän och Dalsland faller utanför trianglarna. Figur 3-8. Antal fall med geostrofisk vindhastighet > 25 m/s. Den svarta kurvan visar ett utjämnat förlopp motsvarande ungefär 10-årsmedelvärden. Diagrammet avser triangeln Göteborg- Stockholm-Visby (triangel 2) 1900-2010. Det infällda diagrammet avser Göteborg- Malung-Stockholm (triangel 3)1951-2100. Källa: http://www.smhi.se/klimatdata/meteorologi/vind/1.3971 En linjär trendanalys av perioden 1951-2010 visar att antal tillfällen med geostrofiska vindhastigheter > 25 m/s ökar i triangel 2 (13%) och minskar i triangel 3 (-22%), men siffrorna är inte statistiskt signifikanta (SMHI, 2011b). Måtten maxvind, medelvind och vindenergi visar dock statistiskt säkerställd minskande linjär förändring för triangel 3. Om däremot perioden 1901-2008 studeras visar triangel 2 en statistiskt signifikant linjär trend med -49% dvs. minskande antal tillfällen (se figur 3-8). I det längre tidsperspektivet (1900-talet) ser stormtillfällena ut att ha minskat, men för den senare delen av perioden ses en ökning. Linjära trender i tidsserier påverkas mycket av vilken period som analyseras. Författarna (Wern och Bärring, 2009) är försiktiga med slutsatsen om säkerställda förändrade vindförhållanden. Variationen mellan år är stor. De anser dock att det finns en långsiktig 8

trend mot lugnare vindklimat sedan 1900-talet början, men att den beror på blåsigare förhållanden under de första årtiondena av 1900-talet. Den högsta beräknade geostrofiska vindhastigheten i studien, 66 m/s, inträffade i triangel 1 (Göteborg - Lund-Visby) 13 januari 1983. Vid Landsort och Vinga uppmättes vid samma tillfälle 31 m/s respektive 30 m/s (SMHI, 2011b). 3.2.5 Åska och blixtar I Sverige är åska vanligast under perioden maj-september och då särskilt eftermiddagar i juli. Åska kan dock förekomma under hela dygnet och under alla månader. I södra Sverige åskar det mer än i norra Sverige och Västra Götaland är det åskrikaste området i Sverige. Enskilda intensiva åsktillfällen kan ge stort utslag i statistiken. De blixtregistreringar som gjorts sedan 2002 i ett system med sensorer på nio platser runtom i Sverige har analyserats t.o.m. 2009 (Isaksson och Wern, 2010). Åskaktiviteten var under perioden störst i sydvästra Sverige. I Götaland registrerades flest urladdningar år 2002, drygt 80 urladdningar per 100 km 2 (rutor om 10 km x 10 km) och flest åskdagar 2006, drygt 20 per 25 km x 25 km (figur 3-9). Antalet dagar med åska per år varierade i medeltal mellan 25 vid kusten och avtagande inåt landet ned till 15 vid Vänern. Antal urladdningar per år i 10 x10 km rutor är drygt 120 kring Tjörn och Orust (2002-2009). Figur 3-9. Antal åskdagar per år baserat på perioden 2002-2009. Varje beräkningspunkt motsvarar 25 km x 25 km=625 km 2. Källa: beskuren karta från SMHI, 2011. En relativt stor del av urladdningarna registrerades kring öarna Orust och Tjörn natten till den 2 augusti 2002. Ett kraftigt åsk- och regnväder drog då in från havet vilket ledde till bränder och kraftiga översvämningar. För Götaland som helhet registrerades vid detta tillfälle uppemot 25 000 urladdningar och centrum för åskvädret låg runt öarna (SMHI, 2011b). 3.2.6 Väderdramatik i Västra Götaland För Västra Götaland liksom för andra delar av landet finns noteringar om svåra vädersituationer i SMHIs arkiv. Här beskrivs några dramatiska vädersituationer i länet. Källorna är Väder och vatten under ett århundrade 1900-1999 (SMHI, 1999) och Svåra snöoväder (SMHI, 2000). Beskrivningarna av översvämningarna 2005 och 2006 härrör från Historiska översvämningar (www.smhi.se). Den värsta torka som drabbat Sverige under 1900-talet skedde våren 1974 i Västergötland då uppehållsväder rådde kontinuerligt i 65 dagar. Skyfall som ger lokala problem är inte ovanliga. De leder oftast till relativt kortvariga problem med översvämmade vägar och källare, men kan givetvis för den drabbade vara nog så besvärligt. Problemen blir större ju mer tättbebyggt området som drabbas är. Ett exempel är det regn som drabbade Göteborgsområdet den 15 augusti 2011 då SMHIs station i Kungsbacka registrerade nästan 56 mm under 24 timmar. Regnet var intensivt och vissa områden kan ha fått upp mot 80 mm på några timmar enligt lokala bedömningar. Skyfallet ledde till att ett stort antal villor drabbades av översvämningar. Den nederbörd som föll under de oväder som drabbade främst Orust och Tjörn under två dygn, 1-3 augusti 2002, bedöms lokalt ha uppgått till ca 270 mm. De kraftiga skyfallen ledde till stora problem med vägar och källaröversvämningar. Dessa ytterst kraftiga regn är mycket ovanliga i Sverige, men ett liknande fall inträffade i området 17 juli 1939 då 128 mm nederbörd uppmättes på Väderöarna. Skadorna då var troligen dock mindre. Oväder med liknande extrema nederbördsförhållanden kan dock inträffa var som helst i regionen dvs. likaväl över Göteborg som över Orust (Lindahl m.fl., 2005). 9

Julorkanen 1902 och orkanen den 22 september 1969 drabbade främst Västkusten. Stormen 1969 gav liksom stormen ( Gudrun ) januari 2005 upphov till stora skogsskador och andra problem. Figur 3-10. Flödesdrabbade områden januari 2005. Det oväder som drabbade södra Sverige den 8-9 januari 2005 följdes av höga eller mycket höga flöden i många vattendrag i västra Götaland. Alltsedan 14 december hade rikligt med nederbörd fallit i området. Under ovädret och fram till den 20 januari föll ytterligare nederbörd. Största nederbördsmängderna kom på västsidan av Sydsvenska höglandet. Det flödesdrabbade området omfattade bl.a. inre Bohuslän, Dalsland, västra och södra Västergötland (figur 3-10). De relativt sett högsta flödena inträffade i nedre Ätran, med en återkomsttid 1 som bedömdes vara 10-20 år. Även Ätrans biflöde Högvadsån hade flöden med drygt 10 års återkomsttid. Mellersta Ätran, nedre Nissan, Säveån och några mindre och medelstora vattendrag på västsidan av Sydsvenska höglandet verkar ha haft flöden med en återkomsttid av 5-10 år. Övriga vattendrag bedömdes ha flöden med lägre återkomsttid. Flödet hade i de flesta vattendrag flera toppar med högsta värden den 8-9 januari, omkring 12 januari eller 19-20 januari. Kombinationen av höga flöden och mycket högt havsvattenstånd i samband med stormen förvärrade översvämningsproblemen i vattendragens mynningsområden i Kattegatt. En blöt höst och förvinter 2006 gav i december upphov till översvämningar och jordskred i västra Götaland. Värst drabbades Göteborgsområdet där extremt höga flöden inträffade i en del vattendrag i mitten av månaden. Flödena kulminerade i allmänhet under perioden 13-18 december. I vattendragens mynningsområden förvärrades översvämningarna av att vattenståndet i havet var högt (figur 3-11). De mest extrema flödena inträffade i små och medelstora vattendrag med stor sjöandel i Göteborgsområdet. Vid vattenföringsstationen Stensjön i Rolfsån uppmättes ett flöde med drygt 50 års återkomsttid. Ungefär lika extrema verkar flödena ha varit i Mölndalsån och Kungsbackaån. Nedre Säveån bedöms ha haft ett flöde med en återkomsttid på mellan 25 och 50 år. Många vattendrag i ett område från södra Halland till sydvästra Värmland hade flöden med återkomsttider på 10-50 år. Figur 3-11. Karta över områden berörda av höga flöden december 2006. 1 Återkomsttid för ett flöde är den tidsperiod inom vilken ett lika stort eller större flöde i genomsnitt inträffar en gång. 10

Foto från Mölndal 13 december 2006, taget av Nils Sjödin, SMHI. Vattendragen steg över sina bräddar och vatten strömmade in i många fastigheter och orsakade stora skador. Kommunerna Härryda, Mölndal, Lerum, Partille och Göteborg fick omfattande översvämningar från Mölndalsån och Säveån. Även Kungsbacka, som översvämmades av Kungsbackaån och Horred av Viskan, drabbades hårt. Många vägar fick stängas av på grund av översvämningar och jordskred. Järnvägen drabbades på flera platser och tågtrafiken på Västkustbanan söderut från Göteborg fick stoppas under flera dygn. Ett allvarligt jordskred skedde söder om Munkedal den 20 december till följd av de extremt blöta förhållandena. Skredet drog med sig cirka 500 meter av väg E6 och skadade järnvägen. Ett svårt snöoväder drabbade Västra Götaland 19-21 januari 1945 och snödjupet ökade t.ex. från 6 cm till 70 cm i Borås. I januari 1966 drabbades främst Götaland av ett svårt snöoväder varvid snödjupet i t.ex. Ulricehamn uppmättes till 110 cm. Mycket kraftiga snöfall skedde i början på april 1970 i Götaland och södra Svealand och Ulricehamn hade ca 1 m snötäcke. Den 17 november 1995 drog ett rejält snöoväder genom norra Götaland och sydöstra Svealand vilket ledde till trafikkaos och långvariga elavbrott. 3.2.7 Vågor Västerhavets öppna läge mot Nordsjön och Atlanten gör att havsytan nästan ständigt är i rörelse. Vågorna kan bli mycket höga eftersom Nordsjön och Skagerrak ger en lång blåssträcka. Under vår och sommar råder relativt lugna förhållanden men vintertid och särskilt i januari är vågorna ofta höga. Den 14 januari 2007 registrerades en 13,0 m hög våg vid Väderöarna. Det är den högsta våg som registrerats längs svenska kusten. Den signifikanta våghöjden, dvs. medelvärdet av den högsta tredjedelen av alla vågor uppmätta under en 20 minutersperiod, var 7,7 m (SMHI, 2010 b). Det är dock liten risk för att extremt höga enskilda vågor, s.k. monstervågor, ska uppträda i Skagerrak. Dessa kräver att många kraftiga vågsystem förekommer samtidigt, vilket inte är fallet i Skagerrak. 4 Metod för framtidsanalys Klimatsammanställningen har gjorts för Västra Götalands län avseende temperatur, nederbörd, vattenföring och snö. Ett antal klimatindex har framtagits kopplade till temperaturer och nederbörd. Dessa beskrivs under kap 4.1. Relevanta resultat för länet om extrema vindar, grundvatten, tjäle och brandrisker baseras på tidigare studier och presenteras i kap. 5.3, 5.5, 5.6 respektive 5.7. En kortfattad beskrivning av översvämningsrisker för Vänern ges i kap. 6 och en analys av framtida havsvattenstånd presenteras i kap. 7. 11

4.1 Studerade klimatindex Beräkningar och analyser av framtida klimatscenarier har gjorts för olika klimatindex. Kap. 5.1 Temperatur (medeltemperatur för år och säsong; vegetationsperiodens längd samt start- och sluttidpunkt; värmeperioder i form av varma dagar, värmeböljor och maximumtemperatur; dagar runt 0 C (nollgenomgång); uppvärmnings- och kylbehov) Kap 5.2 Nederbörd (medelnederbörd för år och säsong; kraftig nederbörd i form antal dagar med > 10 mm samt största 1-dygnsnederbörd och 7-dygnsnederbörd; perioder utan nederbörd dvs. < 1mm/dygn) Kap 5.4 Vattenföring (säsongsvariation och medelvattenföring; flöden med 100 års återkomsttid) Kap 5.6 Snö (maximala vatteninnehållet i snön; antal dagar med snö) 4.2 Geografiskt analysområde Det analyserade området avser Västra Götalands län (figur 4-1) och resultaten presenteras främst i form av kartor (ex. bilaga 1-10). I diagrammen visas resultat för hela länet men också för enskilda mätplatser (ex. havsvattenstånd). Analyser gällande vattenföring presenteras i utvalda punkter, såväl som i kartformat. Det område eller den plats som avses för respektive karta, diagram eller tabell framgår i figurerna eller i figurtexterna. Figur 4-1. Västra Götalands län. Mätstationer, vattendrag och mätpunkter som ingår i analysen. Kartan är producerad med Lantmäteriets data under Länsstyrelsens tillstånd för publicering av data och med data från SMHI. 4.3 Tidsperioder De studerade tidsperioderna är 1961-1990 för dagens klimat och för analys av framtidsklimatet har två perioder valts; 2021-2050 och 2069-2098. Samtliga tidsperioder omfattar 30 år. I klimatstudier jämförs aktuella värden med medelvärden för en längre period, en referensperiod. I enlighet med internationell praxis används i denna rapport den så kallade standardnormalperioden 1961-1990 som referensperiod. Nästa standardnormalperiod kommer att bli 1991-2020. 12

Referensperiod och analysperiod för olika undersökta parametrar i denna utredning kan variera med ett par år beroende på datatillgång och den tid det tar för modellerna att nå ett rimligt starttillstånd. 4.4 Variation och osäkerhet Det är viktigt vid tolkning av resultat från analyser av förändringar i ett framtida klimat att ursprunget till de variationer och osäkerheter som förekommer tydligt framgår och även hur denna variation kan bidra med information. Tolkningen av rapportens grafer bör koncentreras till långsiktiga trender snarare än till absoluta värden. Där det är tillämpbart presenteras spridningsmått i form av percentiler för att indikera spridningen i resultat mellan olika klimatmodeller. I denna rapport används 25:e resp. 75:e percentilen, vilket betyder att i princip all data förutom de fyra lägsta och de fyra högsta scenarierna innefattas i datamängden när 16 olika scenarier används. Därmed fås en uppfattning av klimatscenariernas spridning. Detta underlättar tolkningen då det ger en mer samlad bild av den tänkbara framtidsutvecklingen. Metoden som använts karakteriseras av att använda flera möjliga klimatscenarier, en så kallad ensemble, och bearbeta resultatet statistiskt. Syftet är att öka kvalitén i analysen och identifiera trender som är generella mellan olika scenarier. För att utnyttja fördelarna med ensembleanalys bör det finnas ett visst mått av variation. Speciellt gäller detta klimatsimuleringar där det är önskvärt att täcka in ett stort antal möjliga och olika scenarier som kan medföra mycket olika effekter. Hydrologisk respons som uppträder i flera olika klimatscenarier bedöms således mer trolig än hydrologisk respons som uppträder sporadiskt. Osäkerheter i den typ av resultat som presenteras i denna analys påverkas av: Val av utsläppsscenarier Val av global klimatmodell Val av regional klimatmodell Naturlig variabilitet Spridningen i resultat kan vara betydande för somliga klimatvariabler delvis beroende på att olika modeller beskriver klimatologiska processer på olika sätt, exempelvis återkopplingen mellan atmosfärisk koncentration av växthusgaser och temperatur. Det ligger i frågeställningens natur att det är svårt att på förhand definiera ett mått på responsen för ökade emissioner av växthusgaser, då detta är en effekt som modellerna syftar till att studera. Således är tillgången till flera olika klimatmodeller en stor fördel. Trender i respons som observeras i flertalet klimatmodeller och för flertalet utsläppscenarier är således att betrakta som mer robust eftersom samma resultat uppnåtts från olika oberoende förutsättningar. Om resultaten från olika modeller och utsläppscenarier är mycket olika är osäkerheten större. Det klimat som beskrivs av en klimatmodell kan inte förväntas vara i fas med det verkliga klimatet på kort tidsskala, ett fenomen som benämns naturlig variabilitet. Dock ska en välfungerande klimatmodell beskriva medelvärden och variabilitet med tillräckligt precision, t ex korrekt antal kalla och varma vintrar under en trettioårsperiod. Dessa vintrar kan infalla i en annan sekvens än i det observerade klimatet. 4.5 Beräkningsmodeller För att få en översiktlig bild av framtida klimat används globala klimatmodeller (GCM) som beskriver luftströmmar och väderfenomen översiktligt över hela jorden. Dessa drivs bland annat med antaganden om framtidens utsläpp av växthusgaser, så kallade utsläppsscenarier. Figur 4-2 visar hur upplösningen i de globala klimatmodeller som använts av IPCC utvecklats under de senaste 20 åren. 13

1990 1996 2001 2007 Figur 4-2. Horisontell upplösning i olika generationer av klimatmodeller som använts inom IPCC (modifierad efter IPCC 2007). Vertikal upplösning visas inte i figuren men följer en liknande utveckling mot finare upplösning. För mer detaljerade regionala analyser krävs en bättre beskrivning av detaljer som påverkar det regionala klimatet. Därför kopplas de globala klimatberäkningar till regionala klimatmodeller (RCM) med bättre upplösning och beskrivning av detaljer såsom exempelvis Östersjön och den Skandinaviska bergskedjan. Den regionala klimatmodellen drivs av resultat från den globala modellen på randen av sitt modellområde. Det gör att valet av global modell får stor betydelse för slutresultatet även regionalt. Regionala klimatmodeller finns bland annat vid forskningsenheten Rossby Centre på SMHIs forskningsavdelning. Figur 4-3 visar hur dataflödet ser ut mellan klimatmodeller på olika skalor och hur indata levereras till en hydrologisk modell där det är möjligt att studera effekter på vattenföring, magasineringen etc. Figur 4-3. Illustration av dataflödet mellan global- och regional modell samt nedskalning till hydrologisk modell. 14

Den hydrologiska modell som används är HBV-modellen. Det är en konceptuell avrinningsmodell utvecklad vid SMHI sedan slutet av 1970-talet (Lindström, m.fl., 1997). Modellen byggs upp av beräkningsrutiner för markfuktighet, snöackumulation och snösmältning, grundvatten och routing (beskrivning av vattnets väg). Indata till modellen har i denna studie hämtats från regionala klimatmodeller efter DBS-skalering, som beskrivs i avsnitt 4.6. Analyser med HBV-modellen är gjorda för oreglerade förhållanden. Det innebär att sjöar och reglerade magasin beskrivs som om de hade haft naturliga utlopp och inte aktivt reglerats för exempelvis vattenkraftsproduktion. Effekten av dessa reglerade magasin är dock begränsad för riktigt stora flöden, eftersom de måste släppas fram, oavsett reglering. Analyserna är gjorda för oreglerade förhållanden av flera skäl. Dels är det svårt att överblicka hur magasinen regleras. Dessutom kan de regleringsstrategier som tillämpas under nuvarande klimatförhållanden komma att ändras när klimatet ändras. Andra faktorer, som exempelvis ändrade marknadsstrategier hos kraftproducenterna, kan ha minst lika stor effekt på vattenhushållningen som klimatförändringarna. 4.6 Klimatdata för effektstudier För att använda klimatmodellernas utdata till att studera exempelvis hydrologiska effekter, krävs ett gränssnitt mellan klimatmodellen och den hydrologiska modellen. Anledningen är att klimatmodellerna inte kan beskriva det nutida klimatet tillräckligt väl för att ge en trovärdig hydrologisk respons, när utdata från klimatmodellen används direkt som indata till en hydrologisk modell. Under senare år har en ny metod utvecklats som möjliggör en sådan anpassning. Metoden benämns DBS-metoden (Yang m.fl., 2010) och innebär att data från meteorologiska observationer används till att justera klimatmodellens resultat för att ta bort de systematiska felen. De korrigeringsfaktorer som då införs bibehålls vid beräkningen av framtidens klimat, varefter klimatberäkningens utdata blir statistiskt jämförbar med observationer och direkt kan användas som indata till en hydrologisk modell. Vid användning av DBS-metoden bibehåller man vid övergången till den hydrologiska modellen både förändringar i medelvärden och de förändringar i klimatets variabilitet som ges av klimatmodellen. Metoden har tidigare använts för hydrologiska modellberäkningar av Andréasson m.fl. (2011). Figur 4-4 visar exempel på en anpassning med DBS-metoden. Figuren visar rådata i form av temperatur och andel nederbördsdagar och deras nederbördsintensitet från en klimatmodell, samt när dessa rådata anpassats med DBS-metoden. I figuren visas att data efter anpassningen stämmer väl överens med observerade data. Särskilt viktigt är att den överskattning av antal dagar med nederbörd med en viss intensitet som ges av klimatmodellen korrigeras. 15

Figur 4-4. 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). En förutsättning när DBS-metoden används är att resultaten för framtida tidsperioder måste jämföras med historiskt klimat så som detta beskrivs av klimatmodellen och inte av meteorologiska observationer. Metoden innebär också att det inte är möjligt att jämföra individuella dagar eller år med observationsdata. Anpassning av klimatmodellsdata med hjälp av DBS-metoden används i denna studie för nederbörd och temperatur, vilka också är drivvariablerna för den hydrologiska modellen. 4.7 Utsläppsscenarier För att kunna göra beräkningar av framtida klimat behövs antaganden om framtida utsläpp av växthusgaser. Vanligtvis används utsläppsscenarier som utarbetats av FNs klimatpanel, IPCC. Några exempel visas i figur 4-5. Dessa bygger på antaganden av världens utveckling fram till år 2100 (Nakićenović and Swart, 2000). I utsläppsscenarierna görs olika antaganden om jordens folkmängd, ekonomisk tillväxt, teknologisk utveckling m.m. Utifrån dessa antaganden uppskattas hur mycket klimatpåverkande gaser och partiklar som kommer att släppas ut. Dessa utsläpp ger upphov till förändringar i atmosfärens sammansättning, som till exempel mängden koldioxid i luften, vilket i sin tur har en inverkan på klimatet. Genom att göra simuleringar i klimatmodellerna med växthusgaskoncentrationer som motsvarar dagens förhållanden respektive för framtida förhållanden får man en bild av den framtida förändringen av klimatet. 16

Figur 4-5. Antagande om framtida utsläpp av CO 2 (vänster) och resulterande CO 2 -koncentrationer (höger) enligt olika scenarier (modifierad från IPCC, 2001). 4.8 Klimatscenarier Ett klimatscenario är en successiv realisering av ett utsläppscenario i en global- och en regional klimatmodell enligt dataflödet som beskrivs i figur 4-3. Samma utsläppscenario kan således ge upphov till olika klimatscenarier beroende på vilka globala och regionala modeller som används. De tre komponenterna illustreras i figur 4-6 där också de möjliga alternativen för utsläppsscenario (ES= Emissions scenario), global klimatmodell (GCM= Global Circulation Model) och regional klimatmodell (RCM= Regional Climate Model ) som används i denna studie framgår (se vidare avsnitt 4.8.1). Under flera år användes huvudsakligen sex klimatscenarier för de flesta studier av klimateffekter i Sverige, inklusive av den statliga Klimat- och sårbarhetsutredningen (SOU, 2007a). Dessa sex klimatscenarier bygger på en global klimatmodell från Hadley Centre i England (HadCM3/AM3H) och en från Max-Planck-institutet i Tyskland (ECHAM4/OPYC3). Dessa globala modeller har körts med utsläppsscenario A2 respektive B2 som de beskrivs av Nakićenović m.fl. (2000). De regionala klimatmodeller som användes benämns RCAO och RCA3 och kommer från Rossby Centre vid SMHIs forskningsenhet. Klimatscenario ES GCM RCM A1B B1 A2 ECHAM5(1) ECHAM5(2) ECHAM5(3) CNRM CCSM3 ARPEGE HadCM3(Q0) HadCM3(Q16) BCM RCA3 Aladin RACMO REMO HadRM3 HIRHAM Figur 4-6. Ett klimatscenario består av en kombination av utsläppsscenario (ES), global modell (GCM) och regional modell (RCM). Numera finns det tillgång till ett stort antal regionala klimatscenarier beräknade med nyare globala och regionala klimatmodeller. För Östersjön finns dock inga senare resultat än de som fanns tillgängliga vid tidpunkten för Klimat- och sårbarhetsutredningen. Det europeiska ENSEMBLESprojektet (van der Linden and Mitchell, 2009) syftade till att utveckla ett system för samordnade beräkningar av klimatförändringar baserat på ett antal europeiska och några utomeuropeiska globala och regionala klimatmodeller. Rossby Centre deltog i ENSEMBLES-samarbetet med den regionala 17