Framtida isutbredning i svenska farvatten - Analys av isförhållandena runt år 2040 och 2070

SMHI har analyserat hur havsisens utbredning och beskaffenhet i Bottenviken, Bottenhavet, Ålands hav och Norra Östersjön kan komma att förändras i ett perspektiv på 20 respektive 50 år, vilket motsvarar runt år 2040 och 2070. Analyserna utgår från sju indikatorer som beskriver olika aspekter av havsisens förändring. Indikatorerna är framtagna i samråd med Sjöfartsverket och valda både utifrån tillgång till data och med syfte att vara relevanta ur isbrytningsperspektiv.
Som underlag för analyserna ligger historiska observationer från SMHI, det Finska Meteorologiska Institutet (FMI) och Sjöfartsverket, samt klimatscenarier framtagna i tidigare projekt.
Klimatscenarier som representerar två olika utsläppsscenarier (RCP4,5 och RCP8,5) har analyserats från totalt tio olika klimatmodellsimuleringar. Klimatscenarier baserade på det lägre utsläppsscenariet (RCP2,6) saknas i underlaget eftersom befintliga klimatmodellsimuleringar för detta scenario bedömdes ha för låg kvalité. Tidsramen för denna utredning medgav inte heller framtagande av nya klimatscenarier.
Resultatet av analyserna visar att framtidens isvintrar blir lindrigare med avseende på havsisens maximala utbredning jämfört med kontrollperioden (1975–2004). Issäsongens längd blir också kortare, med störst förändring i de södra delområdena. Inget scenario indikerar dock helt isfria vintrar, och åtminstone Bottenviken väntas i medel bli helt istäckt även i framtiden. I södra Bottenviken kommer is tjockare än 10 cm dock att försvinna för RCP8,5. På 20 års sikt är förändringen av den maximala isutbredningen mindre tydlig på grund av en fortsatt stor naturligt förekommande väderdriven mellanårsvariation. På 50 års sikt däremot är signalen tydligare och visar minskad isutbredning och en något mindre mellanårsvariabilitet.
Istäcket förväntas bli tunnare i medel i samtliga delområden och utbredningen av tjock deformerad is förväntas minska. Modellerna saknar dock förmågan att simulera så kallade stampisvallar. Dessa vallar bildas då tunnare is pressas upp mot en landfast iskant eller land vid kraftiga vind- och vågförhållanden, och kan utgöra ett problem för sjöfarten även under lindriga isvintrar. Tunnare och glesare is kommer även att leda till ökade isdriftshastigheter i Bottenviken och Bottenhavet.
Antalet dagar med utfärdade isrestriktioner till svenska hamnar förväntas minska i takt med att issäsongen blir kortare och isförhållandena lindrigare. Fördelningen av isrestriktioner förändras också, främst i Bottenviken där de högre isklasserna (1A/B) minskar till fördel för de lägre isklasserna (1C/II) som istället ökar.
Förändringar i isutbredning, issäsongens längd och jämnisens medeltjocklek bedöms ha en låg osäkerhet eftersom resultatet styrks av både observationer bakåt i tiden och modellsimuleringarna som ligger förhållandevis nära observationerna. Förändringar i deformation, istjockleksfördelning och isdrift bedöms ha en hög osäkerhet eftersom det saknas eller finns väldigt få observationer som kan styrka resultatet från modellscenarierna.
Utredningen begränsas delvis av att data för det lägre strålningsscenariot RCP2,6 och analys av eventuella förändringar i väder- och vindförhållanden saknas. En annan begränsande faktor som kan påverka resultatens tillförlitlighet är det låga antalet regionala klimatmodellsimuleringar med tillförlitliga isparametrar.

Summary
SMHI has analysed how sea ice conditions in the Bothnian Bay, Bothnian Sea, Åland Sea and northern Baltic Proper may change in a 20 and 50 year perspective relative to 2020. The study is focused on seven indicators describing different aspects of sea ice change. The indicators were identified jointly with the Swedish Maritime Administration (SMA), and chosen based on available data and relevance to ice breaking.
The study is based on historical observations from SMHI, the Finnish Meteorological Institute (FMI) and SMA, and climate scenario data from previous projects.
Climate scenarios representing two different representative concentration pathways (RCP4.5 and RCP8.5) have been analysed based on a total of ten different climate model simulations. Scenarios based on the lower representative concentration pathway (RCP2.6) are absent because existing datasets for this pathway do not have sufficient quality for sea ice parameters. The time frame for this assignment did not allow for new climate scenario simulations to be produced.
The results show that future winters will gradually, on average, have a smaller maximum ice extent compared to the control period (1975-2004). Ice seasons will also get shorter, with the largest differences in the southern areas. None of the scenarios yield ice free winters, and at least Bothnian Bay is expected to become fully ice covered on average, also during future winters. However, in the RCP8.5 scenario, ice with an average thickness of 10 cm or more disappears from the southern Bothnian Bay.
In a 20-year perspective, changes in maximum ice extent are less distinct due to large inter-annual variations. In a 50-year perspective the change becomes more distinct and shows decreasing ice extents and smaller inter-annual variations.
Level ice is expected to get thinner on average in all analysed areas, and the presence of heavily deformed ice is expected to decrease. However, models lack the ability to simulate brash ice barriers, which are formed when thin ice is pressed against a thicker ice edge or land by wind and waves. These types of barriers can be problematic for ships even in mild winters, and are expected to occur also in the future. Thinner and less dense ice fields also lead to increased ice drift in the Bothnian Bay and Bothnian Sea.
The number of days with ice class based traffic restrictions for Swedish harbours are expected to decrease as sea ice thickness become thinner and ice seasons become shorter. The distribution of restrictions will also change, mainly in the Bothnian Bay where days with heavier ice classes (1A/B) decrease and days with lighter ice classes (1C/II) increase.
Changes in maximum ice extent, length of ice season and average level ice thickness are judged to have a low uncertainty as the results are supported by both historical observations, and by the fact that model simulations are relatively close to the observations during the historical period. Changes in ice deformation, ice thickness distribution, and ice drift are judged to have a higher degree of uncertainty as there are no or very few observations to support model results.
The study is partly limited by the lack of data for the lower RCP2.6 and by lacking analyses of possible changes in meteorological conditions. Another limiting factor is the relatively low number of regional climate model simulations with reliable ice parameters used in the study.