En övervägande del av miljöövervakningen är idag schemalagd på förhand, trots att vädervariationer har stor betydelse för vattnets egenskaper. Därför är det ofta slumpen som avgör vilket tillstånd vattenmiljöerna befinner sig i när provtagningen sker. Om vi jämför vattenprov som tagits vid torka eller vid högflöde så kan vattnets egenskaper skilja sig enormt. Det kan finnas många anledningar till detta. Utsläpp från punktkällor koncentreras vid lågflödesförhållanden, vilket kan orsaka ohälsosamt höga föroreningshalter. Utsläpp från diffusa källor kan däremot öka vid blötare väderlek då marken genomströmmas av mer vatten vilket mobiliserar olika ämnen. Samtidigt finns fördröjningar längs vattenvägarna. Den sammanlagda effekten av vädervariation för vattenkvaliteten är därför komplex.
Exempel på extrema väderhändelser och dess påverkan
Extrema väderhändelser som påverkar vattenmiljöer inkluderar torka, skyfall, vårflod, köldepisoder och värmeböljor. Eftersom Sverige är ett land med distinkta årstider är vissa av dessa händelser relativt förutsägbara i tiden. I norra Sverige är exempelvis vattenflödena ofta lägst vintertid då nederbörden lagras som snö, medan vattenflödena i södra Sverige med milda regniga vintrar ofta är som högst då. I den norra delen av Sverige är årets högsta flöde ofta förknippat med snösmältning och vårflod och är relativt förutsägbart. I södra Sverige är tidpunkten för årets högsta flöde mindre förutsägbar. Man brukar benämna säsongsvariationen hos vattenflöden som den ”hydrologiska regimen” och den varierar mellan olika delar av landet. Dessutom dämpas variationen i vattenflöde ju större avrinningsområdet är, och ju större andelen sjö är i avrinningsområdet. Variationen är störst i små områden utan sjöar.
Skyfall inträffar oftast sommartid och kan ha stor påverkan på vattenkvaliteten. Vattnet tar då ytliga vägar genom landskapet och kan transportera föroreningar och bakterier till sjöar och vattendrag och även enskilda brunnar. En studie vid Umeå universitet konstaterade att det fanns en hög korrelation mellan skyfall i Göta älvdalen och utbrott av magsjuka hos invånarna, sannolikt orsakad av bakterier i dricksvattnet.
Temperaturen har också stor påverkan på vattenflöden och vattenkvalitet. Under extremt kalla förhållanden kan kravis bildas och ansamlas på botten i vattendrag. Det leder till en dämningseffekt som kan orsaka översvämning mitt i vintern trots att flödet egentligen är lågt. Extremt höga temperaturer kan å andra sidan orsaka syrebrist och algblomningar.
Extrema väderhändelser kan också påverka vattenkvaliteten under en längre tid. En studie vid Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) har visat att den torra sommaren 2018 med marktorka i stora delar av landet påverkade olika markkemiska processer. Transporten av nedbrutna och oxiderade ämnen till sjöar, vattendrag och kustområden kan pågå under en lång tid efter själva väderhändelsen.
Det extrema väderåret 2018
De färgade prickarna illustrerar flödessituationen under extremåret 2018. Torkan och värmen under sommaren märktes av i vattenförråden i hela landet, men de mest extrema lågflödena återfinns i södra Sverige.
Våren kom tidigt med värme och mindre nederbörd än normalt, sommaren fortsatte med ovanligt torrt och varmt väder. Landskapet torkade ut och de höga flödena under vårfloden sjönk snabbt. Snart blev torkan påtaglig för skogs- och lantbrukare. I skogen härjade stora skogsbränder och i odlingsområden vissnade grödorna. Mot slutet av sommaren var det ovanligt låga flöden i nästan alla vattendrag i hela landet, trots att flertalet av dessa vattendrag några månader tidigare varit översvämmade. År 2018 går till historien som ett av de mer extrema väderåren, och en utmaning för alla som arbetar med miljöövervakning.
Några extrema väderhändelser 2018
Säsong |
Plats |
Händelse |
Notering |
|
Vinter |
Åsnorrbodarna, Hälsingland |
Största snödjup sedan mätstart (1973) |
173 cm |
|
Vår |
Ammerån, Indalsälven |
Högsta vattenföring sedan mätstart (1971) |
339 m3/s |
|
Tvärån, Kalixälven |
Högsta vattenföring sedan mätstart (1958) |
127 m3/s |
|
|
Norralaån |
Högsta vattenföring sedan mätstart (1987) |
54 m3/s |
|
|
Röströmsälven |
Högsta vattenföring sedan mätstart (1958) |
321 m3/s |
|
|
Göteborg |
Nytt Sverigerekord i högsta lufttemperatur i maj |
31,1 grader |
|
|
Sommar |
Kvarn, Östergötland |
Nytt Sverigerekord i antal högsommardagar |
66 dagar |
|
Svenska Högarna |
Nytt Sverigerekord i antal soltimmar |
2407 timmar |
|
|
Stekenjokk |
Nytt Sverigerekord i högsta maximala medelvind i juni |
30,9 m/s |
|
|
Stekenjokk |
Nytt Sverigerekord i högsta maximala medelvind i augusti |
28,7 m/s |
|
|
18 vattenföringsstationer i Svealand och i Götaland (se karta) |
Lägsta vattenföring sedan mätstart |
varierande |
|
|
Året |
Stockholm |
Lägsta årsnederbörd sedan 1892 |
345 mm |
|
Växjö |
Lägsta årsnederbörd sedan 1886 |
414 mm |
|
|
Karlshamn |
Lägsta årsnederbörd sedan 1874 |
402 mm |
|
|
Östmark-Åsarna |
Lägsta årsnederbörd sedan mätstart (1943) |
529 mm |
Ett uttorkat vattendrag i Yorkshire Dales National Park i England, sommaren 2018. Extremtorkan drabbade inte bara Sverige, utan många andra områden och inte minst England. Yorkshire Dales är vanligtvis ett blött och fuktigt landskap.
Mätningar av väder och vatten
Väderövervakningen är relativt god i Sverige. Nederbörd mäts fortlöpande av SMHI på ca 700 platser i landet. Dessutom finns väderradar och satellitövervakning som ger god ytmässig täckning. Nu testas även övervakning av nederbörd med mikrovågsteknik mellan mobilmaster, vilket kan ge en högupplöst bild av nederbörd i tätorter. SMHI:s hydrologiska grundnät består av ca 330 mätstationer med fortlöpande övervakning av vattenföring och vattenstånd i sjöar och vattendrag.
Den ytmässiga täckningen av mätningarna är intressant att reflektera över. De ca 700 stationerna med nederbördsmätning mäter en sammanlagd yta som motsvarar ett kontorsarbetsrum. Genom att sprida ut dem i landet och använda smart interpolering beskriver de ändå nederbördsmönster över hela Sverige. Tack vare att nederbörd samlas upp i avrinningsområden ger de hydrologiska mätstationerna en avsevärt högre ytmässig täckningsgrad. SMHI:s ca 330 hydrologiska stationer mäter avrinning från avrinningsområden som till ca 90 procent täcker Sveriges yta.
Den tekniska utvecklingen går snabbt och nu kan vem som helst köpa en väderstation och rapportera in sina observationer, se till exempel WOW – Weather Observations Webside. Samtidigt sker datainsamling från flygplan, fartyg och fordon på vägnätet. På sikt kommer detta ge bättre beskrivning av meteorologiska förhållanden och i förlängningen bättre prognoser av extremväderhändelser.
Trender i extremväder
SMHI följer upp förekomst av vissa typer av extremväder kontinuerligt genom ett antal klimatindikatorer:
- Extrem punktnederbörd – årets maximala dygnsnederbörd vid ett antal punkter (dvs. väderstationer) som varit i drift under en längre tid. Extrem lokal nederbörd kan skapa problem med översvämningar i tätbebyggda områden när dagvattennätet inte förmår leda bort vattenmassor. Ingen tydlig trend syns under perioden 1900-2019.
- Extrem arealnederbörd – antalet tillfällen med minst 90 mm nederbörd över 1000 km² under 24 timmar. När så mycket som 90 mm faller på 24 timmar får man höga flöden i vattendrag med risk för ras och översvämningar i det utsatta området. Ingen tydlig trend syns under perioden 1931-2019.
En motsvarande analys av årets högsta dygnsmedeltemperatur visar att den ökar långsamt, mest i södra Sverige, där det blivit cirka en grad varmare de senaste 50 åren. Förändringen av årets lägsta dygnsmedeltemperatur är större, cirka tre grader varmare de senaste 50 åren. De lägsta temperaturerna stiger alltså betydligt snabbare än de högsta temperaturerna.
Extrem punktnederbörd 1900–2019. Medelvärdet av årets största dygnsnederbörd (staplar) som bygger på 60 utvalda stationer. Röd kurva visar en utjämnad kurva av staplarna. Prickad svart kurva visar en utjämnad kurva av samtliga stationer som varit i drift under året. Källa: smhi.se
Extrem arealnederbörd. Varje stapel i diagrammet visar antalet fall per tioårsperiod sedan 1931 i Sverige med minst 90 mm nederbörd över 1000 km² under 24-timmar. Källa: smhi.se
Händelsestyrd miljöövervakning
Ibland finns möjligheter att genomföra intensiva provtagningar under en kortare tid för att till exempel studera hur vattenkvaliteten varierar under en extrem väderhändelse. Ett exempel på en sådan kampanjmätning genomfördes av SLU på uppdrag av SMED i Kalixälven 2008-2009 då totalfosforhalten under vårfloden mättes. Resultaten visade att en betydande del av hela årstransporten av fosfor sker under vårfloden, vilket den ordinarie schemalagda provtagningen missade (Figur 3).
Totalfosforhalt i Kalixälvens mynning under ordinarie miljöövervakning (svarta prickar) samt vid kampanjmätning under vårfloden (lila prickar). Källa: SMED
Hjälpmedel för händelsestyrd miljöövervakning
Idag finns flera hjälpmedel för en händelsestyrd miljöövervakning. Automatiska vattenprovtagare kan placeras ut vid en sjö eller vattendrag och ta vattenprover när exempelvis vattennivån stiger eller när salthalten förändras, utan att någon människa behöver vara närvarande. Dessa automatiska provtagare laddas ofta med en karusell med provflaskor som successivt fylls på när provtagning triggas.
Drönare är en teknik som utvecklas snabbt. SMHI deltog 2019 i ett Vinnova-projekt som utvecklade en drönare som kan hämta vattenprover från ett stort antal platser på kort tid. Med sådan teknik kan ett stort antal prover hämtas även under kortare väderhändelser.
Det finns även hjälpmedel för den traditionella miljöövervakningen. På uppdrag av Havs- och vattenmyndigheten har SMHI utvecklat en gratis webbtjänst som skickar notifikationer om kommande höga eller låga flöden. På en webbsida anger användaren platser och larmnivåer, samt vilken epostadress som notifikationerna ska skickas till. Systemet jämför sedan dagliga flödesprognoser med användarens inställningar och skickar en notifikation när någon larmnivå överskrids/underskrids.
På detta sätt får exempelvis landets kalkningshandläggare hjälp att planera vattenprovtagning vid flödestoppar, när så kallade ”surstötar” kan inträffa som skadar fisk och bottenlevande djur. I försurningens spår är det inte medelvärdet utan extremvärdena som dödar, och utan en händelsestyrd miljöövervakning skulle detta vara svårt att både upptäcka och åtgärda.
Forskare vid SMHI har sammanställt en rapport om extremväder i dagens och framtidens klimat som belyser vilka förändringar vi kan förvänta oss i Sverige. Rapporten beskriver även hur samhället påverkas och ger exempel på åtgärder som motverkar negativa konsekvenser av extremväder.
