Global havsnivåhöjning

Det senaste århundradet har det globala medelvattenståndet stigit. I framtiden kommer takten på denna höjning öka när klimatet fortsätter att bli varmare. Den globala förändringen av havsnivån har även inverkan på vattenstånden längs Sveriges kust.

En stor mängd vetenskapliga artiklar och sammanställningar har konstaterat att såväl temperaturen i haven som det globala medelvattenståndet har ökat och förväntas fortsätta öka framöver. Takten på dessa ökningar är starkt beroende av framtida mänskliga utsläpp av växthusgaser.

Varför stiger havsnivån?

Det globala medelvattenståndet beror på den volym vatten som fyller världshaven. Volymen påverkas till exempel av förändringar i vattenbalansen mellan land och hav och havens temperatur och salthalt. Processerna som påverkar havens nivå är många och komplicerade. Dessa processer påverkas i sin tur av variationer i och förändringar av klimatet.

Illustration av det hydrologiska kretsloppet
Illustration av de faktorer som påverkar havsnivån. Glaciärer och grundvatten, inlandsisar och oceanens temperatur och cirkulation påverkas av interaktioner mellan atmosfär, hav och is, och av den hydrologiska cykeln. I bilden visas också att havsnivån mäts dels utifrån jordens mitt, men också relativt land. Illustration IPCC AR5, figur 13.1 Förstora Bild

De viktigaste processerna som styr förändringen av havsnivån är dels interna förändringar och dels externa tillskott av färskvatten. Volymen vatten i världshaven ändras av vattnets temperatur eftersom vatten utvidgas när det värms upp och tar då mer plats. Detta kallas för termisk expansion och är en intern förändring.

Externa processer såsom förändringar i nederbörd eller magasinering av vatten på land gör också att havsnivån stiger eller sjunker. Tillförsel av färskvatten sker på grund av smältning av glaciärer i bergsområden och inlandsisarna på Grönland och Antarktis. Historiskt har avsmältning av glaciärer och inlandsisar varit det största bidraget, vilket orsakat ungefär dubbelt så stor global havsnivåhöjninghar som den termiska expansionen sedan år 1900. Mänsklig påverkan genom ökade halter av växthusgaser i atmosfären, vilket leder till en global uppvärmning är den dominerade orsaken till denna utveckling.

I polarområdena finns även havsis, som flyter i havet. När havsis smälter får inte detta någon större påverkan på havsnivåerna eftersom inget nytt vatten tillförs till havet. Även om havsnivån inte påverkas direkt så bidrar den kraftigt minskande utbredningen av havsisen i Arktis till en snabbare global uppvärmning. Dessutom påverkas ekosystemen när havsisens utbredning minskar.

Havsnivåhöjningen är olika märkbar på olika platser

Höjningen av den globala havsnivån är en medelnivå utslagen över alla hav. Hur mycket olika platser på jorden påverkas av denna medelhöjning skiljer sig dock på grund av faktorer som varierar över regionala och även lokala skalor. Viktiga bidrag här är det som händer när de stora inlandsisarna smälter.

När ett stort istäckes massa minskar så höjs havsnivån generellt. Men nivån sjunker i närheten av isen och stiger istället i områden långt bort från istäcket, på grund av bland annat förändringar i gravitationsfältet. För Sveriges del innebär detta att smältning av inlandsis på Antarktis höjer havsnivån mer än vad smältning på Grönland gör. Sådana variationer medför, tillsammans med skillnader i bland annat termisk expansion, att den regionala havsnivåhöjningen varierar med ±30 % av det globala medlet i olika havsområden. Dessutom innebär processer såsom landsänkning eller landhöjning att den upplevda havsnivån varierar på olika platser och skiljer sig från det globala medelvattenståndet. Landhöjningen efter den senaste istiden påverkar havsnivåerna längs Sveriges kust i hög grad. Läs mer om havsnivåhöjning i Sverige i artikeln Framtida vattenstånd längs kusten.

Högvattenhändelser blir vanligare när medelvattenståndet stiger

Under en storm eller ett kraftigt oväder kan vattenståndet stiga kraftigt men tillfälligt, en högvattenhändelse (stormflod) inträffar. Högvattenhändelser sker med medelvattenståndet som utgångsläge. Det innebär att de kommer att nå högre i framtiden när medelvattenståndet har stigit, jämfört med idag.

De nivåer på vattenståndet som vi idag betraktar som tämligen ovanliga kommer därmed att uppnås betydligt oftare på grund av det förhöjda utgångsläget. Lågt liggande kuststräckor och önationer har i vissa fall redan drabbats hårt och står fortsatt inför omfattande utmaningar orsakade av erosion och översvämningar.

Havet stiger snabbare

FN:s klimatpanel IPCC konstaterade 2013 i sin femte utvärderingsrapport AR5 att vart och ett av de tre senaste decennierna har varit varmare vid jordytan än samtliga tidigare årtionden sedan 1850. Haven har värmts upp i oförminskad takt sedan 70-talet och har absorberat mer än 90 % av överskottsvärmen i klimatsystemet. Detta fastställs i den specialrapport om havet och kryosfären i ett förändrat klimat (SROCC) som IPCC publicerade 2019. Minst en tredjedel av denna värme har tagits upp i de översta 2000 metrarna i Södra Ishavet, med konsekvenser för den globala oceancirkulationen och en stigande havsnivå som följd. Marina värmeböljor, händelser då temperaturen i ytlagret i havet höjs kraftigt, är dubbelt så vanliga nu jämfört med 80-talet och de väntas bli mycket vanligare i framtiden.

Analyser av vattenståndsmätningar visar att det globala medelvattenståndet har höjts med totalt ca 18 cm under åren 1900-2018. Hastigheten på höjningen över hela tidsperioden är 1,5 mm/år, men har ökat till 3,3 mm/år för perioden 1993-2018. Accelerationen i havsnivåhöjningen sedan 1970-talet beror på en kombination av ökad termisk expansion och ökad massförlust från Grönland. Tillskotten från Grönland och framförallt Antarktis väntas bli allt viktigare faktorer i framtiden på grund av att smältningen av inlandsisarna går allt snabbare. Under perioden 2007-2016 var massförlusten från det Antarktiska istäcket tre gånger så stor jämfört med 1997-2006. För Grönland är isförlusten nu dubbelt så stor jämfört med samma tidsperiod.

Framtida prognoser

I IPCC:s SROCC-rapport redovisas ett stort antal beräkningar av havets stigning fram till slutet av 21:a århundradet med perioden 1986-2005 som referens. Dessa beräkningar grundar sig i olika klimatscenarier, så kallade Representative Concentration Pathways (RCP), vilka beskriver hur mycket växthuseffekten kommer att förstärkas i framtiden. Scenarierna baseras på antaganden om framtida markanvändning och utsläpp av växthusgaser och luftföroreningar, vilket i sin tur är beroende av exempelvis befolkningsutveckling, energianvändning och ekonomisk tillväxt.

figur visar beräknad global framtida medelvattenståndshöjning
Beräknad global framtida medelvattenståndshöjning under 2000-talet jämfört med perioden 1986-2005. Linjerna i diagrammet avser genomsnittliga värden för RCP2,6, RCP4,5 och RCP8,5 och det sannolika intervallet för dessa RCP-er visas med skuggning, där fältet i mitten är en överlappning mellan de två intervallen. Sannolikt är av IPCC definierat som 66-100% sannolikhet. Illustration Del av figur 4.9, IPCC SROCC 2019. Förstora Bild

Utsläppen av växthusgaser, och därmed den globala uppvärmningen och hur snabbt havet stiger, beror alltså på världssamhällets agerande och politiska beslut. Scenarierna spänner mellan en mycket stark klimatpolitik där vi inte bara minskar utsläppen kraftigt utan dessutom aktivt minskar mängden koldioxid i atmosfären på global skala (RCP2,6), till ett scenario med ökande utsläpp av växthusgaser, ett stort beroende av fossila bränslen och en långsam teknikutveckling (RCP8,5).

I scenariot med det högsta utsläppet av växthusgaser, RCP8,5, anges ett intervall på 61-110 cm som sannolikt.

Global havsnivå relativt 1986-2005 från IPCC SROCC 2019
I tabellen visas prognoser för den globala havsnivåhöjningen i meter jämfört med referensperioden 1986 – 2005 utifrån tre av IPCC:s RCP-scenarier. Siffrorna avser medianvärden för havsnivåhöjningen för åren 2046 – 2065, 2081 – 2100 samt år 2100. Det sannolika intervallet visas inom parentes. Sista raden visar median av uppskattade hastigheter på havsnivåhöjning år 2100 i mm/år, sannolikt intervall inom parentes. Data från tabell 4.4, IPCC SROCC 2019. Förstora Bild

Forskning som utkommit under senare år har visat att smältningen av det västantarktiska istäcket skulle kunna gå snabbare än vad som antagits i bland annat IPCC:s rapport AR5. Det är dessa nya forskningsresultat som är anledningen till att nivåerna av höjning har ökat i SROCC-rapporten från 2019, speciellt tydligt för högre utsläppsscenario. Det finns också studier som pekar på en betydligt högre havsnivåhöjning år 2100 än det sannolika intervall som anges av IPCC, även om sannolikheten bedöms vara låg eller mycket låg. Dessa osäkerheter beror framförallt på svårigheten att säkert bedöma den framtida utvecklingen av det Västantarktiska istäcket. Det påtalas i SROCC att en global havsnivåhöjning på 2 meter till år 2100 inte kan uteslutas, men det finns inte någon bedömning av hur sannolikt det är att detta skulle kunna ske. Forskningen gör hela tiden framsteg och dessutom utvecklas vår bild av hur klimatet förändras allteftersom effekterna av lokal, nationell och global klimatpolitik blir tydliga. SMHI kommer att fortsätta bidra till, följa och analysera den internationella forskningsutvecklingen rörande framtidens havsnivåer.

Vad händer efter 2100?

Även om utsläppen av växthusgaser skulle upphöra idag så skulle de flesta aspekter av klimatförändringen vara bestående under många århundraden framöver. Beroende på RCP-scenario kommer 15 – 40 % av den koldioxid som redan har släppts ut att finnas kvar i atmosfären i mer än tusen år.

Den globala havsnivån kommer också att fortsätta stiga långt efter 2100 eftersom den havsnivåhöjning som beror på att havet värms upp och utvidgar sig kommer att fortsätta i många hundra år. Havet är mycket bra på att lagra värme och temperaturerna i ytvattnet kommer att vara förhöjda under många århundraden även efter att vi eventuellt upphör släppa ut koldioxid. Värme fortsätter att överföras från havsytan till djupare delar av havet och därmed kommer haven att fortsätta värmas upp och utvidgas under mycket lång tid framöver. Studier visar att för varje grad som vi värmer upp klimatet så kan havsnivån över riktigt långa tidsskalor komma att stiga med minst 2 meter. De utsläpp som sker idag kommer alltså att ha en effekt över en mycket lång tid framöver.

2300
Beräknad global framtida medelvattenståndshöjning fram till år 2300 jämfört med perioden 1986-2005 för scenarierna RCP2,6 och RCP8,5. Data är ifrån IPCC SROCC (2019). De heldragna linjerna visar medianvärden och fälten visar de sannolika intervallen. Osäkerheten i värdena ökar efter 2100, speciellt för det höga utsläppsscenariot. Trolighetsgraden ”sannolikt” är av IPCC definierat som 66-100% sannolikhet. Illustration Del av figur 4.2, IPCC SROCC 2019. Förstora Bild

Osäkerheten i de modeller som uppskattar framtida havsnivåhöjning ökar betydligt efter år 2100, till stor del beroende på jokern i leken: Antarktis. På Västantarktis som är den delen som nu smälter snabbast finns is lagrad som skulle höja den globala havsnivån med ungefär 5 meter om den smälte helt. Tidsskalan för ett sådant förlopp är svårbedömd, men det handlar troligtvis om en tidsskala på hundratals år under ett scenario med mycket snabb uppvärmning. Denna utveckling är svårbedömd, men det finns oroande tecken på instabiliteter i istäcket.

Figuren ovan visar att havsnivåhöjningen vid år 2300 skulle kunna bli mer än 4 meter om vi följer ett högt utsläppsscenario. Fysiska förutsättningar för sådana extrema höjningar finns, men sannolikheterna är låga. Om vi snabbt lyckas dämpa klimatuppvärmningen minskar risken för en drastiskt ökande avsmältning på Antarktis avsevärt, vilket också visas av utvecklingen av havsnivån om vi följer RCP2,6. Fortsatta ansträngningar för att minska utsläppen av växthusgaser är därmed en viktig faktor för att begränsa och minska sårbarheten för översvämning från havet.