Populärvetenskaplig sammanfattning

Bakgrund och syfte

Hydrologiska processer, d.v.s. flöden av vatten och vattenburna substanser i sjöar och vattendrag, styrs i hög grad av meteorologiska faktorer såsom nederbörd och temperatur. Klimatförändringen förväntas därför kraftigt påverka samhällsfunktioner med kopplingar till t.ex. vattenresurser, vattenkraft och översvämningsrisker.

Mycket forskning har utförts för att förstå och kvantifiera dessa effekter men för ytterligare framsteg krävdes omfattande utveckling av olika delar. Ny och förbättrad metodik för att anpassa utdata från klimatmodeller för hydrologiska effektstudier behövdes. Studier av hydrologiska klimateffekter i väldigt små områden (t.ex. en stadsdel) och väldigt stora områden (t.ex. en världsdel) behövdes. Fria modelldata, skräddarsydda datorprogram och pedagogiskt material för olika användare behövde tas fram.

Mot denna bakgrund utformades forskningsprojektet HYDROIMPACTS 2.0(sv) med syfte att utveckla de verktyg, utföra de analyser och sprida de resultat som behövdes för att tydligt förbättra möjligheterna att bedöma klimatförändringens påverkan på hydrologin. I projektgruppen ingick expertis inom både hydrologi, klimatmodellering och IT från SMHI, Luleå Tekniska Universitet och Lunds Universitet.

Material and metodik

Inom projektet har det framtida klimatet (fram till år 2100) i Europa simulerats med en regional klimatmodell. Genom att använda olika globala klimatmodeller, olika antaganden om framtida utsläpp av växthusgaser samt olika upplösningar i tid och rum har ett 20-tal olika framtidsscenarier tagits fram. Dessutom har stora databaser med historiska meteorologiska och hydrologiska (d.v.s. vattenflöde) observationer använts.

Som de flesta modeller har också klimatmodeller systematiska fel, d.v.s. resultaten överensstämmer inte exakt med den observerade verkligheten. T.ex. kan den årliga medelnederbörden i ett visst område vara för hög eller för låg. Som en konsekvens blir också uppskattade hydrologiska effekter felaktiga. Dessutom använder klimatmodeller en relativt grov indelning av jordens yta, som t.ex. 25×25 km rutor. Modellens resultat uttrycks som medelvärden över dessa rutor, trots att t.ex. nederbörd kan variera väldigt kraftigt inom ett sådant område. Resultatet är därför inte lämpligt för vissa effektstudier på lokal skala.

Mot bakgrund av dessa begränsningar har mycket arbete skett inom HYDROIMPACTS 2.0 med att utveckla metoder för att korrigera systematiska fel samt att ”skala ned” klimatmodellens resultat till rätt skala, innan dessa används i hydrologisk effektmodellering.

Efter korrektion och nedskalning användes klimatmodelldata som indata i hydrologiska datormodeller. Dessa beskriver hur nederbörd omvandlas till vattenflöde genom att rinna t.ex. genom marken, på markytan eller i dagvattenledningar. Även ämnen som transporteras med vattnet beskrivs, t.ex. närsalter och föroreningar.

I projektet användes modeller för olika städer och jordar i Sverige, hela Sverige samt hela Europa. Resultaten från modellerna beskriver den förväntade framtida utvecklingen av inte bara vattenflöden och ämnestransport utan även t.ex. snötäcke, markfuktighet och vattennivåer i sjöar.   

Resultat

Projektet har genererat en stor mängd resultat för olika typer av hydrologiska klimateffekter och i det följande ges ett axplock.

  • Den framtida förväntade förändringen av intensiv nederbörd under resten av seklet har kvantifierats, vilken har betydelse för t.ex. översvämningsrisker, drift av reningsverk samt bräddning av dagvatten till sjöar och hav.
  • Vattenflöden har kopplats till olika klimatindex, för att kunna bättre förstå, beskriva och förutsäga t.ex. vårflodens variationer mellan olika år och dess framtida utveckling. Dessa möjligheter har stor betydelse för vattenkraftproduktion.
  • Inverkan av klimatförändring på både dagvattenvolymer och dagvattenkvalitet i svenska städer har studerats. Förutom klimatförändringen har även samhällsutvecklingen i form av ökad urbanisering beaktats, vilket gör frågeställningen extra komplex.
  • Förutsättningarna för föroreningstransport i mark i ett förändrat klimat har undersökts för olika jordtyper. Dessa förutsättningar avgör vilka risker det finns för föroreningar att nå yt- och grundvattentäkter och göra dem otjänliga.
  • Framtidsscenarier för flöden av vatten och näringsämnen har tagits fram i specifika modeller för svenska sjöar, hela Sverige och hela Europa. Dessa studier är i vissa avseenden de mest omfattande som hittills utförts inom området. 

Data för framtidsscenarierna i Sverige och Europa har gjort tillgängliga på hypeweb.smhi.se. Under projektet har aktiv kommunikation med slutanvändare och allmänhet skett i olika former, bl.a. via pedagogiska videor. Riktlinjer för hur klimatmodelldata bör användas i hydrologiska effektstudier har tagits fram. Projektets resultat har hittills redovisats i 15 granskade vetenskapliga artiklar, en bok samt i form av många andra publikationer (inkl. ett specialnummer av Tidskriften VATTEN) och konferensbidrag.

Konklusion

Vi tror att HYDROIMPACTS 2.0 har signifikant bidragit till förbättrade hydrologiska klimateffektstudier. Det är vår förhoppning att de metoder som utvecklats och de resultat som tagits fram blir värdefulla vid utformningen av policys och strategier för att anpassa samhället och dess hydrologiska system till ett förändrat klimat. Ett viktigt mål med projektet var att sprida resultaten samt utveckla verktyg och stöd för olika typer av användare, och vi tror detta mål uppfyllts väl.