Extremhändelser och klimat
Förändringar under de senaste 200 åren,
med fokus på Norra Europa
Anna Rutgersson, professor i meteorologi
Institutionen för geovetenskaper
Uppsala Universitet
Baltic Earth – Earth System Science for
the Baltic Sea region
Forskarnätverk, fokus på att bättre
förstå Jordsystemet i
Östersjöområdet
Vetenskapliga utmaningar
Salinitetsdynamik
Koppling land-hav och biogekemiska
återkopplignar
Naturkatasytrofer och extremhändelser
Vattensånd och dess dynamic
Variabiliteten hos vatten och energicykler
Integrera mänsklig påverkan I förståelsen
• Website: www.baltic-earth.eu
Second Assessment of Climate Change
for the Baltic Sea Basin (BACCII)
BACC projektet
• Sammanställning av kunskapsläget, enbart
granskad literature. Totalt 80 författare från
minst 20 länder.
• BACC II boken kan laddas ner elektroniskt
från Springers hemsida:
http://www.springer.com/gp/book/9783319160
054
Generella kommentarer:
• Förändringar av parametrar i en viss region är en
kombination av global uppvärmning och eventuella
förändringar av cirkulationsmönster.
• Stor variabilitet hos klimatet i vårt område, svårt att
urskilja statistiskt signifikanta trender eftersom den
naturliga variabiliteten är stor.
• Extremhändelser är sällan förekommande (per
definition), svårt att erhålla signifikans när man studerar
trender.
Temperatur - Uppvärmning
Temperaturökningen i Östersjöregionen
större än globala medeluppvärmningen
under samma period.
• Uppvärmningen har fortsatt under
senaste årtiondet, specifikt:
– Dock inte under vintern
– Störst uppvärmning på våren.
– Störst för de norra delarna av
området.
Rutgersson et al., (2014) Observed changes and
variability of atmospheric parameters in the Baltic Sea
region during the last 200 years. Clim. Res., 61: 177–
190.
Temperturanomalier for Östersjöområdet 1871-2013,
Blått norr om 60 grader, rätt söder om 60 grader.
Högre medeltemperatur ger
förskjutning av extremer
Långtidstrernder:
• Få statistiskt signifikanta trender:
–
–
–
–
Ökat antal tropiska nätter (Tmin>20°C)
Ökat antal sommardagar (Tmax>25°C)
Minskat antal frostdagar (Tmin<0°C)
Minskat antal isdagar (Tmax<0°C).
• Standardavvikelser av temperatur i
södra delen av området:
– Längden av extremt milda perioder har
ökat under vintern.
– Antalet värmeböljor har ökat under
sommaren.
Extremhändelser: senaste årtiondena
Kortare period, mindre statistisk signifikans, större
förändringar
• För alla vädertyper (zonal, meridional, anticyklonisk) har man
sett en ökning i persistensen (2-4 dagar mellan 70-talet och
90-talet).
• Spelar persistensen någon roll?
mm/day
mm/day
Persistence
24
Bonn-Friesdorf
20
16
12
8
Total precipitation = 211 mm
Number of wet days = 50 days
Number of wet periods = 7
Number of dry periods = 8
Longest wet period = 37 days
4
0
December 1994
January 1994
February 1994
Total precipitation = 224.5 mm
Number of wet days = 27 days
Number of wet periods = 15
Number of dry periods = 16
Longest wet period = 4 days
24
20
16
12
8
4
0
December 1967
Figure from Sergey Gulev
January 1967
February 1967
Apr-Sep
Absolute
precipitation extremes:
observed changes in 95% percentile of precipitation
ar
(a)
10
10
20
30at 95%
40 level50
significant
20
30
winter
40
50
60
60
60
50
50
50
40
40
40
30
30
(b)
30
Zagreb
60
-10
0
10
20
30
40
50
60
60
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
60
60
60
50
50
50
-100 to -7
-7 to -6
-6 to -5
-5 to -4
-4 to -3
-3 to -2
2 to 3
3 to 4
4 to 5
5 to 6
6 to 7
7 to 100
ar
(c)
20
30
40
50
40
40
30
30
60
70
40
1951-2008
-10
0
10
(d)
20
30
40
50
95th percentile
30
60
<
-7 -7
-6 -6
-5 -5
-4 -4
-3 -3
-2
23- 3
4
45
56- 6
7
>7
10
DP
Apr-Sep
70
% per decade
mean intensity
Changes in absolute extremes
differ from those in totals
Figure from Sergey Gulev
Zolina et al. 2005, Geophys. Res. Lett.
Extremhändelser: senaste årtiondena
– Antal dagar med extrem nederbörd har ökat.
Antal dagar med extrem nederbörd (a) >10 mm per dag and
(b) >20 mm under tre efterföljande dagar I Litaune 1961–2008
(Rimkus et al 2011).
– Ökad extrem nederbörd har inte lett till ökad förekomst av extrema
vattenflöden.
Avrinning
Säsongsvariation:
Changes in river hydrographs between two
study periods in hydrological districts and
whole Latvia. (Apsite et al. 2012 [in press]).
• Avrinning på vintern ökar, vårflöden minskar på grund
av mindre snösmältning
Atmosfärens circulation
• Ökat antal djupa lågtryck (inte antal lågtryck).
Antal djupa lågtryck för 4 20-årsperioder (Lehmann et al.,
2011).
Vindklimatet
Vinden hänger tätt ihop med cirkulationen.
• Vindklimatet uppvisar stora variationer, ingen stabil
långtidstrend (på årsbasis).
NAO+
Hög frekvens
av
blockeringssituationer.
Stormindex för Stockholm 1785-2005 (Bärring and Fortuniak 2009), 99th percentile of wind speeds in the vicinity
of Stockholm 1850-2009 from HiResAFF (Schenk and Zorita 2011, 2012). Data normalized with respect to the
period 1958-2005. Bold lines represent the 11y-running mean to highlight decadal variations.
Vind på säsongsbasis (kortare
tidsperiod)
Säsongsvariationer:
– Ökning av djupa lågtryck (vind) under vinter och vår.
– Minskning under hösten
Sliding decadal (11-y) mean seasonal wind speed
anomalies for the Baltic Sea regions for 1850-2009
(Schenk and Zorita, 2011, 2012).
Vattenstånd
• Stigande trend (långtid):
– Ökning av det absoluta vattenståndet (1800-2000): 1.3 mm/yr till 1.8
mm/yr. Stämmer väl med det globala medelvattenståndet (1.7
±0.5mm/yr).
Linear trends calculated in sliding windows of fixed lengths of the annual sea-level record in Warnemünde
(Germany). From Richter et al. (2011).
Vattenstånd
• Situationer med extrema vattenstånd ökar snabbare (minskar
långsammare) i områden med landhöjning.
– Norra delarna av Östersjöområdet.
– Södra delarna av Östersjöområdet ingen klimatpåverkan av situationer av
extrema vattenstånd kunde påvisas.
Extremhändelser, utveckling under
senaste 200 åren.
Uppvärmning – ökning av varma perioder (värmeböljor).
Ökning av persistens – situationer (dagar) med extrem
nederbörd har ökat, de mest extrema händelserna
intensifierade.
…
Extremhändelser, forskningsbehov
Bättre infrastruktur (mätsystem)
Bättre integration med samhällsinfrastruktur/processer
Bättre modelleringssystem
…
Extremhändelser
Svårt att skilja variabilitet från trender.
Behövs mer förståelse för variationer av extrema
hydrometeorologiska händelser och koppling till
klimatförändringar.
Måste ta hänsyn till variationer av cirkulationsmönster (kan
leda till oväntad påverkan på parametrar).
Naturkatastrofer med stor samhällspåverkan oftast en
kombination av extrema hydrometeorologiska händelser
och svagheter i samhällets beredskap.
