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. Enligt FN:s klimatpanel IPCC är det mycket sannolikt att mänsklig påverkan har varit den främsta drivkraften bakom dessa ökningar sedan åtminstone 1970-talet1. Takten med vilken temperaturen i haven och havens nivå kan komma att öka framöver 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. Sedan början av 1900-talet har avsmältning av glaciärer och termisk expansion varit de främsta orsakerna till havsnivåhöjningen. Under de senaste decennierna har emellertid massförlusten från inlandsisarna ökat och numera är det avsmältning av glaciärer och inlandsisar som bidrar mest till havsnivåhöjningen2.  Mänsklig påverkan genom ökade halter av växthusgaser i atmosfären, vilket leder till en global uppvärmning är den dominerade orsaken till denna utveckling.

Isberg Dotson
Isberg vid Dotsons isshelf, Västantarktis, januari 2017. Isshelfen är den flytande delen av inlandsisen. I detta område bildas isberg, som bryts loss ("kalvar") från den yttre delen av shelfen. Foto Ola Kalén, SMHI Förstora Bild

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, det finns en liten effekt på några fåtal procent på grund av att densiteten minskar. Även om den direkta påverkan på havsnivån är liten så bidrar den kraftigt minskande utbredningen av havsisen i Arktis till en snabbare global uppvärmning eftersom havsytan reflekterar mindre solinstrålning än isen gör. Dessutom påverkas ekosystemen när havsisens utbredning minskar.

Havsnivåhöjningen är olika märkbar på olika platser

Höjningen av den globala havsnivån är en medelnivå uträknad 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 omkring två tredjedelar av de globala kustlinjerna kommer att uppleva en regional havsnivåhöjning som inte skiljer sig med mer än 20 % från det globala medlet3.

Dessutom innebär processer såsom landsänkning eller landhöjning att den upplevda havsnivåförändringen varierar på olika platser och skiljer sig från det globala medlet. 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. Hur högt vattenståndet stiger avgörs bland annat av vindens styrka och riktning, lufttryck och av hur mycket vatten som finns i området innan stormen. När medelvattenståndet stiger i framtiden så kommer högvattenhändelser att nå högre upp jämfört med idag.

Översvämning Uddevalla
Högvattenhändelse i Uddevalla. Förstora Bild

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 konstaterar 2021 i sin sjätte utvärderingsrapport AR6 delrapport 1 - Den naturvetenskapliga grunden, att vart och ett av de fyra senaste decennierna har varit varmare vid jordytan än samtliga tidigare årtionden sedan 18504.  Marina värmeböljor, händelser då temperaturen i ytlagret i havet höjs kraftigt, är dubbelt så vanliga nu jämfört med under 80-talet och med en fortsatt global uppvärmning väntas de bli vanligare i framtiden. Haven har värmts upp i oförminskad takt sedan 70-talet och har absorberat mer än 90 % av överskottsvärmen i klimatsystemet5.

Det är så gott som säkerställt att värmeinnehållet i haven kommer att fortsätta öka under 2000-talet. På grund av den långsamma cirkulationen i djuphaven kommer den associerade uppvärmningen sannolikt att fortsätta till åtminstone år 2300 även under scenarier med låga utsläpp av växthusgaser6. Konsekvenser av detta innefattar förutom effekter på havslevande organismer även påverkan på den globala oceancirkulationen och en stigande havsnivå.

Analyser av vattenståndsmätningar visar att det globala medelvattenståndet har stigit med ca 20 cm mellan 1901-2018. Hastigheten på höjningen över hela tidsperioden är ca 1,7 mm/år, men har ökat till 3,7 mm/år för perioden 2006-2018. Accelerationen i havsnivåhöjningen sedan 1970-talet beror på en kombination av ökad termisk expansion och ökad massförlust från Grönland7. 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 2010-2019 var massförlusten från det Antarktiska istäcket tre gånger så snabb jämfört med 1992-1999. För Grönland är isförlusten nu mer än sex gånger så snabb baserat på samma tidsperioder.

Framtida prognoser

I IPCC:s AR6-rapport redovisas ett stort antal beräkningar av havets stigning fram till år 2150 med perioden 1995-2014 som referens. Dessa beräkningar grundar sig i olika utsläppsscenarier, så kallade ”Shared Socioeconomic Pathways” (SSP), vilka beskriver olika socioekonomiska utvecklingar kombinerat med olika nivåer på strålningsdrivning8. Scenarierna baseras på antaganden om bl.a. framtida befolkningsutveckling, energianvändning och globala koldioxidutsläpp.

SPM8d
Förändring av det globala medelvattenståndet (meter) relativt år 1900 fram till år 2100. Historiska förändringar är från mätningar. Här visas troliga projektioner för fem olika utsläppsscenarier (medianvärden) och sannolika intervall för SSP1-2,6 och SSP3-7,0. Den streckade linjen visar den 83:e percentilen av beräkningar under SSP5-8,5 där särskilda processer i inlandsisarna har inkluderats. Konfidensnivån är låg för beräkningar av dessa processer (dvs. de bedöms som mindre troliga) men effekterna av dessa processer skulle bli stora och de kan inte uteslutas. Illustration IPCC Förstora Bild
Sannolik höjning av det globala medelvattenståndet (cm)
Utsläppsscenario År 2050 År 2100 År 2150
Mycket lågt (SSP1-1,9) 18 (15-23) 38 (28-55) 57 (37-86)
Lågt (SSP1-2,6) 19 (16-25) 44 (32-62) 68 (46-99)
Medelhögt (SSP2-4,5) 20 (17-26) 56 (44-76) 92 (66-133)
Högt (SSP3-7,0) 22 (18-27) 68 (55-90) 119 (89-165)

Mycket högt (SSP5-8,5)

23 (20-29) 77 (63-101) 132 (98-188)

I tabellen visas projektioner för den globala havsnivåhöjningen i centimeter jämfört med referensperioden 1995 – 2014 utifrån fem olika SSP-scenarier. Siffrorna avser medianvärden för havsnivåhöjningen för åren 2050, 2100 samt år 2150. Det sannolika intervallet visas inom parentes. Data från tabell 9.9, IPCC AR6 2021. 

Skillnaden mellan framtida havsnivåer för olika utsläppsscenarier som redovisas i tabellen och grafen ovan visar tydligt hur viktigt det är att hålla nere mängden växthusgaser i atmosfären. Kan vi hålla nivåerna låga blir temperaturökningen i atmosfären lägre och därmed också de framtida havsnivåerna.

Utöver de projektioner som redovisas i tabellen ovan så finns även projektioner för ett scenario med mycket höga utsläpp som inkluderar en mycket snabb avsmältning av inlandsisarna i IPCC:s AR6 rapport. Detta är ett högrisk-scenario med låg sannolikhet som inte helt kan uteslutas om utsläppen snabbt ökar, och sönderfallet av de flytande isshelferna på framförallt Västantarktis går mycket snabbare än vad som bedömts som sannolikt. Detta scenario visar att om samhällsutvecklingen följer det mycket höga utsläppsscenariot går det inte att utesluta att havsnivån globalt skulle kunna stiga med upp mot två meter till år 2100 och upp mot fem meter till år 2150.

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 på längre sikt?

Även om utsläppen av växthusgaser skulle upphöra idag så skulle de flesta aspekter av klimatförändringen vara bestående under många århundraden framöver. På dessa längre tidskalor blir det ännu tydligare att våra nuvarande och framtida utsläpp av växthusgaser har en mycket stor betydelse. Den globala havsnivån kommer att fortsätta stiga i hundratals till tusentals år och därefter förbli förhöjd i tusentals år. Det beror på att den termiska expansionen och avsmältningen av glaciärer och inlandsisar är tröga processer. Det tar mycket lång tid för dessa processer att komma i jämvikt med den befintliga temperaturökningen även om utsläppen av växthusgaser begränsas kraftigt.

Havet är mycket bra på att lagra värme och temperaturerna i ytvattnet kommer att vara förhöjda under lång tid även efter att vi eventuellt upphör släppa ut koldioxid. Värme kommer att fortsätta överföras från havsytan till djupare delar av haven och därmed kommer haven att fortsätta värmas upp och utvidgas under mycket lång tid framöver.

Studier visar att om uppvärmningen begränsas till 1,5 grad kommer havsnivån globalt att stiga med omkring 2-3 meter under de efterföljande 2000 åren. Begränsas uppvärmningen istället till 2 grader blir höjningen 2-6 m och vid 5 graders uppvärmning blir höjningen 19-22 m under de efterföljande 2000 åren9. De utsläpp som sker idag kommer alltså att ha en effekt över en mycket lång tid framöver.

SPM8e
Figur SPM.8. Förstora Bild

Osäkerheten i de modeller som uppskattar framtida havsnivåhöjning ökar efter år 2100 och ännu mer efter 2150, 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 helt10. 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.

Figur SPM.8 (till vänster): Förändring av det globala medelvattenståndet vid år 2300 (meter) relativt år 1900.  Troliga projektioner visas för år 2300 under scenarierna SSP1-2,6 samt SSP5-8,5 där den 17:e – 83:e percentilen visas med skuggning. Att flera scenarier inte visas beror på att antalet beräkningar där är för få för att ge ett robust resultat. Den streckade pilen illustrerar den 83:e percentilen i beräkningar under SSP5-8,5 där mindre troliga processer i inlandsisarna har inkluderats. Figuren och figurtexten är ett utsnitt från Figur SPM.8. 

Figuren visar att det finns potential för en extremt hög havsnivåhöjning till år 2300 om vi följer ett mycket 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 SSP1-2,6. Fortsatta ansträngningar för att minska utsläppen av växthusgaser är därmed en viktig faktor för att begränsa och minska sårbarheten för översvämning från havet.

Källhänvisningar

1,2,3,5,6,7,9 Fox-Kemper, B., H. T. Hewitt, C. Xiao, G. Aðalgeirsdóttir, S. S. Drijfhout, T. L. Edwards, N. R. Golledge, M. Hemer, R. E. Kopp, G. Krinner, A. Mix, D. Notz, S. Nowicki, I. S. Nurhati, L. Ruiz, J-B. Sallée, A. B. A. Slangen, Y. Yu, 2021, Ocean, Cryosphere and Sea Level Change. In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S. L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M. I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J.B.R. Matthews, T. K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press. In Press.

4 Gulev, S. K., P. W. Thorne, J. Ahn, F. J. Dentener, C. M. Domingues, S. Gerland, D. Gong, D. S. Kaufman, H. C. Nnamchi, J. Quaas, J. A. Rivera, S. Sathyendranath, S. L. Smith, B. Trewin, K. von Shuckmann, R. S. Vose, 2021, Changing State of the Climate System. In: Climate Change 2021: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Masson-Delmotte, V., P. Zhai, A. Pirani, S. L. Connors, C. Péan, S. Berger, N. Caud, Y. Chen, L. Goldfarb, M. I. Gomis, M. Huang, K. Leitzell, E. Lonnoy, J. B. R. Matthews, T. K. Maycock, T. Waterfield, O. Yelekçi, R. Yu and B. Zhou (eds.)]. Cambridge University Press. In Press. www.ipcc.ch/srocc/

8 Föreläsning om klimatscenarier (SMHI)

10Mathieu, M., Rignot, E., Binder, T., Blankenship, D., Drews, R., Eagles, G., Eisen, O., Ferraccioli, F, Forsberg, R., Fretwell, P, Goel, V., Greenbaum, J.S., Gudmundsson, H.,  Guo, J., Helm. V., Hofstede, C., Howat, I., Humbert, A., Jokat, W., Karlsson, N.B., Lee, W.S., Matsuoka, K., Millan, R., Mouginot, J., Paden, J., Pattyn, F., Roberts, J., Rosier, S., Ruppel, A., Seroussi, H., Smith, E.C., Steinhage, D., Sun, B., van den Broeke, M.R., van Ommen, T.D., van Wessem, M. & Young, D. A. (2019). Deep glacial troughs and stabilizing ridges unveiled beneath the margins of the Antarctic ice sheet. Nature Geoscience, 13(2), 132-137.