Framtida medelvattenstånd

Underlag

Beräknade framtida medelvattenstånd som redovisas på flikarna i denna tjänst baseras på data från IPCC:s sammanställning ”AR6 Delrapport 1 – Den naturvetenskapliga grunden”¹ som publicerades 2021.

Beräkningarna tar hänsyn till storskaliga regionala variationer i havsnivåhöjning som medför att havet inte stiger lika mycket överallt på jorden, samt till den lokala landhöjningen.

Uppgifter om den totala landhöjningen har hämtats från modellen NKG2016LU² som tillhandahålls av Lantmäteriet³. Denna landhöjningsinformation är mer högupplöst än den som används i IPCC:s sammanställning. Det största bidraget från denna modell är en långsiktig landhöjning som främst beror på jordskorpans höjning efter den senaste istiden, så kallad postglacial landhöjning. Men landhöjningen påverkas även av hur mycket is som smälter på land i modern tid på grund av den globala uppvärmningen. Denna så kallade elastiska komponent av landhöjningen kommer från en senare studie om landhöjning⁴.

Regionala variationer

För en global projektion av havsnivåhöjning behövs information om hur mycket landbaserad is som smälter och hur mycket värme havet tar upp. För en regional projektion behövs dessutom information om var isen smälter och var havet tar upp värme. Storskaliga regionala variationer gör att havsnivån inte stiger lika mycket överallt på jorden.

Exempelvis varierar uppvärmningen som driver den termiska expansionen av havsvattnet mellan olika platser. Även effekten av inlandsisarnas avsmältning varierar mellan olika platser. När inlandsisarna smälter stiger havsnivån generellt, men den stiger inte lika mycket överallt på jorden. Det beror på att när inlandsisen smälter minskar dess massa och därmed dess dragningskraft. Det leder till att havsvattnet omfördelar sig och havsnivån sjunker i närheten av inlandsisen men stiger längre bort från ismassan.

Troliga projektioner

Beräkningarna utgår från projektioner, vilka IPCC bedömer som troliga, från fem olika utsläppsscenarier:

• SSP1-1,9
• SSP1-2,6
• SSP2-4,5
• SSP3-7,0
• SSP5-8,5

Nivåer redovisas på formatet ”median (nedre gräns för det sannolika intervallet till övre gräns för det sannolika intervallet)”. Det sannolika intervallet begränsas av den 17:e och 83:e percentilen. Dessa nivåer utgör således varken en nedre eller en övre gräns för medelvattenståndets möjliga nivå de valda åren.

Mindre troliga projektioner

Utöver de fem projektionerna som bedöms som troliga finns beräkningar baserade på två projektioner som IPCC bedömer som mindre troliga (SSP1-2,6 mindre trolig och SSP5-8,5 mindre trolig). De nivåer som baseras på projektioner som är mindre troliga redovisas för samma percentiler men här har inte intervallet bedömts som sannolikt av IPCC. Projektionerna bedöms av IPCC som mindre troliga eftersom de inkluderar processer förknippade med djup osäkerhet relaterade till inlandsisarnas instabilitet.

• För det låga utsläppsscenariot, SSP1-2,6, är skillnaderna mellan den troliga och den mindre troliga projektionen inte så stor. Det här indikerar att projektioner med lägre utsläpp är mer robusta och ger en liknande havsnivåhöjning även då mindre troliga isprocesser är inkluderade.
• För scenariot med mycket höga utsläpp, SSP5-8,5, skulle den mindre troligaprojektionen medföra stora konsekvenser om den inträffade. Av den anledningen kan dessa framtida medelvattenstånd vara användbara exempelvis för intressenter med mycket låg risktolerans i sina analyser.

Skillnaden mellan de troliga och mindre troliga projektionerna kommer från att avsmältningen från Antarktis och Grönland har hanterats olika. I den troliga projektionen nyttjas stora ensembler av ismodeller^5,6,7 för avsmältningen. I den mindre troliga projektionen baseras estimaten av Antarktis och Grönlands avsmältning på en intervjustudie med glaciologer⁸ samt en enskild ismodell⁹ med en parametrisering för kollaps av marina isväggar (MICI - marine ice cliff instability). Dessa två estimat tillhör de allra högsta som publicerats i den vetenskapliga litteraturen.

Det råder en begränsad förståelse för med vilken hastighet vissa av processerna som styr smältning av inlandsisarna bidrar till en långsiktig havsnivåhöjning. Förutsättningarna för att en så omfattande avsmältning som i de mindre troliga projektionerna under mycket höga utsläpp ska kunna inträffa är flera. Dels krävs en mycket snabbare kollaps av de flytande isshelferna i Antarktis, som leder till ett kraftigt ökat isflöde ner mot havet, än vad de troliga projektionerna visar. Dels krävs betydligt snabbare förändringar i inlandsisen på Grönland, både vad gäller massbalans och dynamiska isförluster, än vad de troliga projektionerna visar. De betydande osäkerheterna vad gäller främst tidsaspekten av dessa händelser beror på begränsad processförståelse, begränsad tillgänglighet till mätdata, för grov representation i modellsimuleringar samt osäkerheter kring påverkan från förändringar i atmosfär och hav. På grund av denna begränsade förståelse så kan inte IPCC bedöma sannolikheten för en havsnivåhöjning i nivå med de mindre troliga projektionerna.

För mer information, se Box 9.4, High-end Storyline of 21st-century Sea Level Rise¹⁰ i kapitel 9 i IPCC:s sammanställning AR6 delrapport 1. Länk till annan webbplats, öppnas i nytt fönster.

Metod för beräkningarna

Beräkningarna baseras på regional havsnivåhöjning från IPCC:s sammanställning AR6 Delrapport 1¹¹, den totala landhöjningen från modellen NKG2016LU¹², den elastiska landhöjningen från en studie av Kierulf¹³, samt beräknad medelnivå för referensperioden utifrån mätdata från 23 vattenståndsstationer längs Sveriges kust.

Ekvation för beräkningarna

Det framtida medelvattenståndet för en kustkommun, MVår, har beräknats enligt följande ekvation:

MVår = MVref + ∆MVSSP (år) – LH * (år – 2005)

Där MVref är medelnivån under referensperioden från 1995 till 2014 och ∆MVSSP är förändringen av medelvattenståndet relativt referensperioden för ett visst SSP-scenario. LH är den långsiktiga landhöjningens hastighet (total minus elastisk landhöjning) och 2005 det årtal som utgör referensperiodens mitt. år är det årtal som det framtida medelvattenståndet har beräknats för (exempelvis 2050 eller 2100).

Medelnivån under referensperioden

Som referensperiod har 1995 till 2014 använts eftersom denna period används i IPCC:s sammanställning AR6 Delrapport 1¹⁴.

Ur mätdata från 23 vattenståndsstationer längs Sveriges kust har ett medelvärde för perioden beräknats för varje station. Dessa har sedan interpolerats för att skapa ett dataset längs hela kusten, som i ekvationen används för termen MVref.

Förändring av medelvattenståndet

Termen ∆MVSSP i ekvationen kommer ur ett dataset från IPCC:s sammanställning AR6 Delrapport 1. Denna term innehåller projicerade havsnivåförändringar från samtliga processer som påverkar havsnivån, inklusive den elastiska landhöjningen. Storleken på termen varierar från kommun till kommun men domineras huvudsakligen av det stereodynamiska bidraget, det vill säga vattenståndsförändringar som beror av förändringar i havets salthalt, temperatur och cirkulation.

Den långsiktiga landhöjningen

Termen LH beskriver den långsiktiga landhöjningen. Denna består primärt av postglacial landhöjning vilken beror på det minskade trycket på jordskorpan då inlandsisen från den senaste istiden smälte bort. Ur ett samhällsplaneringsperspektiv kommer den postglaciala landhöjningen att vara relativt oförändrad de närmaste tusen åren, termen LH antas därför ha en konstant hastighet under tidsperioden fram till 2150.

Den långsiktiga landhöjningen bestäms genom att subtrahera den elastiska landhöjningen från den totala landhöjningen. Den totala landhöjningen tas från modellen NKG2016LU (avvägd landhöjning) och den elastiska landhöjningen från studien av Kierulf¹⁵.

Subtraktionen av den elastiska landhöjningen i beräkningarna är en nyhet från tidigare beräkningar av medelvattenståndet per kustkommun. Anledningen till förändringen är att det uppdagats att den elastiska delen av landhöjningen, som för Skandinavien primärt är en konsekvens av dagens avsmältning från Grönland och större glaciärer, ger ett ganska substantiellt bidrag till den totala landhöjningen på cirka 0,6–0,7 mm per år¹⁶ längs Sveriges kust. Den elastiska landhöjningskomponenten ingår dessutom redan i ∆MVSSP termen och den subtraheras därför från NKG2016LU för att undvika dubbelräkning.

Beräknas i ett regelbundet rutnät

De dataset som utgör indata för beräkningarna har bearbetats till ett regelbundet rutnät (grid) där varje ruta (gridruta) är 1x1 km. När ekvationen ovan applicerats på dessa dataset, blir resultatet ett värde för framtida medelvattenstånd i varje gridruta.

Beräkningar är gjorda för vart tionde år mellan 2030 och 2150 för respektive SSP-scenario. Varje SSP-scenario i IPCC:s material har tre olika dataset för termen ∆MVSSP (medianvärde samt 17:e och 83:e percentil). Beräkningen är därför gjord tre gånger för respektive scenario och år.

Värden på kommunnivå

De medelvattenstånd (framtida och för referensperioden) som redovisas för kommunerna på de olika flikarna består av medelvärden av de gridrutor som befinner sig inom beräkningsområdet för den aktuella kommunen. Beräkningsområdet utgörs av ett cirka 1 kilometer brett område längs kustlinjen, se bilden nedan för ett exempel.

Variationer inom kommunen

Det framtida medelvattenståndet för respektive SSP-scenario och år kan variera mellan gridrutor inom en kustkommun. Detta beror huvudsakligen på variationer i takten på landhöjningen, särskilt i kommuner som breder ut sig i nord-sydlig riktning. Störst skillnad i långsiktig landhöjning inom sitt kustområde har Gotland, där det skiljer knappt 1,8 mm/år mellan olika områden. Detta ger en skillnad på 9 centimeter på 50 år.

Medelnivån under referensperioden (1995–2014) kan också variera inom en kommuns kustområde, men det handlar om mindre variationer på upp till cirka 4 centimeter.

Skillnader mot tidigare versioner av Framtida medelvattenstånd per kustkommun

I januari 2018 publicerade SMHI en första version av ”Framtida medelvattenstånd för Sveriges kustkommuner” med tillhörande GIS-skikt. Underlaget till dessa baserades på de projektioner för globala medelvärden för havsnivåhöjning som redovisades i IPCC:s femte utvärderingsrapport AR5 Delrapport 1¹⁷ som utkom 2013.

I november 2020 kom en uppdaterad version baserad på regionala projektioner från IPCC:s specialrapport ”Havet och kryosfären i ett förändrat klimat (SROCC)”¹⁸. Projektionerna i SROCC och AR5 var identiska så när som på bidraget från Antarktis som var uppdaterat och större i SROCC.

Nuvarande version är baserad på IPCC:s sjätte utvärderingsrapport AR6 Delrapport 1 (2021)¹⁹ och alla komponenter som leder till havsnivåförändringar är uppdaterade. Dessutom är utsläppsscenarierna och den statistiska modellen som räknar samman de olika bidragen som ger havsnivåförändringar delvis nya. Förändringarna i underlagen från AR5 till SROCC var således betydligt mindre än de vi nu ser från SROCC till AR6.

Detta till trots överensstämmer de troliga projektionerna mycket väl med de tidigare för det globala medelvattenståndet och ganska väl för de regionala medelvattenstånden vid jämförelse av scenarier med samma klimatpåverkan. Däremot har de mindre troliga projektionerna ingen motsvarighet i AR5 eller SROCC.

De största skillnaderna från tidigare beräkningar fås för det låga scenariot (SSP1-2,6) samt det medelhöga (SSP2-4,5) där de nya nivåerna är högre än de föregående. Typiska skillnader för medianen är ungefär 20 cm vid år 2100. Ungefär halva förändringen kommer från det sterodynamiska bidraget (det vill säga förändringar i havets salthalt, temperatur och strömmar) vilket för svenska vatten alltså är större i de nya projektionerna för dessa utsläppsscenarier.

Under det mycket höga utsläppsscenariot (SSP5-8,5) är dock det sterodynamiska bidraget i AR6 projektionen mycket likt det i AR5 och SROCC. Samtidigt har det sannolika spannet blivit något smalare, särskilt under det mycket höga utsläppsscenariot SSP5-8,5.

En annan väsentlig förändring, som är oberoende av utsläppsscenario, är att landhöjningen korrigerats ned med 0,6–0,7 mm per år på grund av den nya kunskapen om den elastiska landhöjningen. Detta förklarar ytterligare 6–7 cm av skillnaden mot tidigare projektioner för år 2100.

Ytterligare en skillnad är att referensperioden flyttats framåt med tio år från 1986–2005 till 1995–2014. Det globala medelvattenståndet har höjts med 3 cm på dessa tio år.

Kunskapsläget förändras

Som diskuterats i stycket ovan är kunskapsutvecklingen inom området snabb. Mer mätdata samlas in och forskarna förstår hela tiden mer om de bakomliggande processerna. Skillnaderna mellan de troliga och de mindre troliga projektionerna är avsevärt större under ett mycket högt utsläppsscenario än under ett lågt, vilket visar att robustheten i dagens havsnivåprojektioner är större för låga utsläpp.

Eftersom framtida havsnivåer styrs av hur mycket växthusgaser som släpps ut är politiska beslut och klimatåtgärder viktiga. Den politiska utvecklingen i världen gör att en del klimatscenarier efterhand kommer bli mer sannolika, andra mindre.

De nivåer som redovisas här baseras på det senast sammanställda och på många punkter robusta kunskapsläget. Kunskapsutvecklingen innebär dock att nya förbättrade skattningar av framtida havsnivåer fortlöpande behöver tas fram.