Exempel på klimatindex

Här beskrivs några av de klimatindex som ofta förekommit i de studier SMHI presenterat sedan ca 2007. De är framtagna efter önskemål av olika sektorsföreträdare.

Urvalet kommer ursprungligen från diskussioner med olika sektorsföreträdare om deras behov av information för att kunna göra bedömningar över respektive sektors sårbarhet i ljuset av framtida klimatförändringar. Diskussionerna hölls främst under Klimat- och sårbarhetsutredningens arbete (SOU 2007:60) men även med andra sektorer i fristående projekt.

Önskemålen är vanligen av generell natur och i ett brett sammanhang vari klimatförändringar kan förväntas bli viktiga. De är sällan formulerade som specifika väldefinierade index. Den tekniska beskrivningen har därefter gjorts i enlighet med datatillgänglighet och tillförlitlighet. Det gör att en del önskemål som innefattar kombinationer av olika klimatvariabler inte är relevanta att ta fram.  Det räcker inte att något är tekniskt möjligt att utföra, resultatet kan ändå vara alldeles för osäkra.

Klimatindex bygger på studier gjorda över tid och baseras därför på varierande scenariounderlag och perioder. Klimatindex med samma namn kan ha olika tröskelvärden och periodlängder. De kan också ha beräknats på lite olika sätt beroende på datatillgång.

De klimatindex som används i webbapplikationen Klimatscenarier beskrivs här: Klimatscenarier indexdefinitioner

De klimatindex som använts för länens klimatanalyser baserade på RCP-scenarier finns beskrivna i rapporterna och här: Klimatindexdefinitioner

Här beskrivs några klimatindex som visat sig vara svårtolkade:

Vegetationsperiod

Mått på vegetationsperiod utgår från lufttemperatur och anger när perioden startar och slutar samt antalet dagar däremellan dvs. vegetationsperiodens längd.

Relationen mellan klimat och vegetation är relativt väletablerad. Vegetationsperiodens längd samt start- och slutdatum används i många sammanhang. För jordbruk används vanligen tröskelvärdet 5°C och för skog 2°C beroende på olika fysiologiska förhållanden. Det kan också förekomma andra tröskelvärden. 

För att utesluta enstaka milda vinterdagar så startar vegetationsperioden, i SMHI:s beräkningar, den första dagen i den första sammanhängande perioden med minst 4 dagar med medeltemperatur över 5°C. På motsvarande sätt slutar vegetationsperioden den sista dagen i den sista sammanhängande perioden med minst 4 dagar med medeltemperatur över 5°C. Vegetationsperiodens längd är antalet dagar mellan dessa datum.

vegetationsperioden

 

Förstora Bild
Förstora Bild

Vegetationsperiodens längd (antal dygn) i Värmland för referensperioden 1961-1990 och 2069-2098. Referensperioden är baserad på medianvärden av 16 klimatscenarier och framtidsperioden är baserad på medianvärden av 12 klimatscenarier.

Värme- och kylbehov

Inom energibranschen används begreppet graddagar för att bedöma behovet av uppvärmning och för att följa upp energiåtgången. 

Energiåtgången för att värma upp en byggnad är starkt korrelerad till utomhustemperaturen. Kylbehovet är i dagens läge mindre intressant men har t.ex. efter den varma sommaren 2014 rönt större uppmärksamhet.

För beräkningarna används tröskelvärden. I de beräkningar SMHI gjort baserade på klimatscenarier har vi utgått från den standard som används i produkten SMHI Graddagar. För uppvärmning antas att energisystemen behöver se till så att 17 grader uppnås i fastigheten. Övriga tillskott från solinstrålning, människor, apparatur, matlagning etc. ger sammanlagt en god inomhustemperatur. Graddagar beräknas som de tillskottsgrader som behövs för att nå 17 grader. Om utomhustemperaturen är -10 grader är antalet graddagar 27 (10+17), om utomhustemperaturen är +10 grader är antalet graddagar 7. För vår, sommar och höst kompenseras för en större instrålning.

Varje dags graddagar summeras för året i beräkningarna.

graddagar
Figuren visar ett exempel på hur uppvärmningsbehovet kan minska i framtiden för ett område i Sverige. De röda och blå staplarna är baserade på observationer av temperaturen och visar variationen i dagens klimat. Röda staplar indikerar kalla år då uppvärmningsbehovet är större. Diagrammet är normaliserat så att 0-värdet är medelvärdet för perioden 1961-1990. År 2010 sticker ut som ett år då uppvärmningsbehovet var ovanligt stor jämfört med de senaste årtiondena. För framtiden indikerar beräkningarna en stadigt nedåtgående trend beroende på allt mildare vintrar.
Förstora Bild

På motsvarande sätt beräknas kylbehovet, men med tröskelvärdet 20°C.

Måttet graddagar används också i samband med växtodling för att bedöma möjligheten att odla växter på olika platser, alltefter den temperatur som krävs för blomning, fruktsättning och så vidare.

Kraftig nederbörd

Begreppet Kraftig nederbörd är inget exakt begrepp men det beskriver tillfällen med mycket nederbörd utifrån ett modellsammanhang.


Intensiv konvektiv nederbörd (kraftig regnskur) är lokal och sker alltså på en skala som är mycket mindre än en gridbox i en regional klimatmodell. Detta fenomen omhändertas alltså på ett speciellt sätt i modellberäkningarna. Resultaten från modellberäkningarna är givna utifrån ett värde för varje gridbox. Det betyder att nederbörden är ett medelvärde för hela ytan.  Det går alltså inte att direkt jämföra observerad nederbördsmängd med data från en klimatmodell, eftersom observerade nederbördsmängder är lokala. 

Om det i verkligheten regnar t.ex. 100mm på en yta som motsvaras av 10% av en gridbox så kommer samma händelse i modellen att ge en nederbörd på 10 mm.

Klimatindexet Kraftig nederbörd har därför vanligen definierats som antal dagar med nederbörd över 10 mm, vilket kan betraktas som kraftig nederbörd i modellsammanhang.

Torka

Det finns många olika mått på torka och de varierar beroende på vilken tillämpning som avses. Mått på torka kan baseras på nederbörd, flöden eller markfuktighet.

De allra flesta förknippar torka med perioder med så lite nederbörd att vattentillgången börjar bli otillräcklig för växtligheten i naturen och i odlingar. Ett begrepp som är besläktat med torka är torrperiod, eller med andra ord en sammanhängande period med torra förhållanden t.ex. utan mätbar nederbörd. Torrperioder kan också relateras till perioder med låg vattenföring eller torra markförhållanden.

Meteorologisk torka

Torka är ett komplext fenomen och definieras av sammanhang och balans mellan vattentillgång och behov. Meteorologisk torka baseras på nederbördsdata t.ex. liten eller ingen nederbörd. För mätningar brukar lägsta möjliga mängd att mäta vara 0,1 mm och utgör därmed ett naturligt tröskelvärde för att skilja ut torra dagar. I klimatmodeller beror tröskelvärdet på modell och rumslig upplösning. Tröskelvärdet bör ligga högre och SMHI har vanligen använt 1,0 mm/dygn för att skilja på våta och torra dagar. Torra dagar är alltså dagar då nederbördsmängden är mindre än 1,0 mm/dygn och vanligen är klimatindexet uttryckt som längsta sammanhängande period med torra dagar.

Lågvattenföring

Kartan visar antal dygn per år då det är låg vattenföring i vattendragen för perioden 2069-2098 enligt beräkningar med RCP 8.5. Måttet är specifikt för varje plats.
Förstora Bild

Ytterligare ett sätt att beskriva torka är att beskriva perioder med låg vattenföring i vattendrag. Under torrare perioder, vanligen sommartid, är tillgången på vatten i vattendragen viktig för många olika verksamheter. Klimatindexet som här använts är antal dygn per år då det är låg vattenföring i vattendragen. Den mer exakta definitionen är antal dygn per år då vattenföringen är lägre än medellågvattenföringen dvs. medelvärdet av varje års lägsta värde för referensperioden.

För större delen av Sverige är det låg vattenföring (enligt den i analysen använda definitionen) 10-30 dygn/år i historiskt klimat (här: 1963-1992). I slutet på seklet ses kraftig ökning av antalet dagar med lågvattenföring för sydöstra Sverige. För norra Sverige framgår ingen förändring. För sydöstra Sverige kan den kraftigt ökade perioden med lågvattenföring ha betydande konsekvenser för vattentillgången för bevattning men även för dricksvatten.

Klimatindex Torrt i vattendragen

Marktorka

Torka kan definieras på många olika sätt utifrån användningsområde. För skog och jordbruksgrödor är tillgången på vatten i marken viktigast. Ett sätt att beskriva torka är att utgå från markförhållanden dvs. fuktigheten i marken.  Den mer exakta definitionen av torka har i dessa fall varit: Antal dagar per år med lägre markfuktighet än medellågmarkfuktigheten dvs. medelvärdet av varje års lägsta värde för referensperioden (här: 1961-1992). För att ta fram detta klimatindex har beräkningar gjorts med en hydrologisk modell driven av regionala klimatmodelldata.

Torrt i marken