Markmodeller i klimatberäkningar

För att bättre förstå klimatets nuvarande och framtida variationer behövs modeller som hanterar processer både inom och mellan t.ex. atmosfär, mark, vegetation, sjöar och hav. En viktig del är att beskriva hur mark och vegetation kopplas till atmosfären och utflödet av vatten från land till hav.

Inom markmodellen beräknas exempelvis lufttemperatur, fuktighet, vindhastighet och snötäcke, vilket är information som vanligen efterfrågas. Klimatberäkningarna förväntas svara på hur de varierar både i tid och i rumslig skala.

Det kan gälla nattemperaturen under våren i en odlingsregion eller tillrinningen av vatten under året i ett avrinningsområde. Modellsystemet måste därför kunna beskriva processer i tidsskalor från timmar till år.

Rossby Centres klimatmodell

Markmodellen i Rossby Centrets regionala klimatmodell fokuserar på de fysikaliska processerna inklusive snö. Den är utvecklad för att vara en nedre gräns för atmosfären vilket har betydelse för hur detaljerat markprocesserna beskrivs.

Exempelvis har bara ett lager snö snö valtVi h. valt att bara ha ett lager snö då det ger en tillräckligt bra beskrivning av snöns temperatur vid ytan och dess vatteninnehåll. Om vi varit mer intresserade av temperaturen inne i snötäcket hade en beskrivning av snön med flera lager krävts.

Marken agerar också leverantör av vatten från land till hav. Man kan säga att den är en länk mellan atmosfär och hav och som sådan viktig för hydrologin. Den direkta kontakten mellan hav och atmosfär är däremot viktigare för processerna i atmosfären.

Den nuvarande markmodellen består av skog och öppen mark. Skogen är uppdelad i trädkrona och markyta. Den öppna marken är i sin tur delad i bevuxen och obevuxen mark. Modellen behandlar också snö i skogen och snö på öppen mark var för sig.

Markens olika temperaturskikt

Marken är indelad i fem skikt för beräkningar av temperatur. Skiktens tjocklek ökar med djupet så att det översta skiktet endast är 1 cm och det lägsta skiktet är 1,9 m. Denna indelning beror på att ändringarna i marktemperatur sker långsamt djupare i marken men snabbt vid markytan.

För beräkningar av markvatten används endast två skikt; det övre är 7 cm och det undre är 2,2 m. Avrinningen från det undre skiktet tillförs så småningom havet i en hydrologisk beräkningskedja.

Det finns åtta vattenmagasin i markmodellen; regn som fastnar i träd respektive låg vegetation, snö i skog och på öppen mark, vatten i de två snömagasinen och två markvattenmagasin.

Kopplat till klimatmodellen finns också en sjömodell. Den hanterar processer i sjön, både med och utan is och eventuell förekomst av snö på isen.