Stigningen i havnivået

Av: Sigbjørn Grønås, Professor i meteorologi og Ina Thorstensen Kindem, Bjerknessenteret. Først publisert på forskning.no. 

De to viktigste parametrene FNs klimapanel IPCC diskuterer i sine rapporter er global middeltemperatur og klodens gjennomsnittlige havnivå.

Den siste rapporten om det vitenskapelige grunnlaget for klimaendringer (IPCC 2007) gir de nyeste anslagene for observert økning de siste tiårene og framtidig økning for ulike scenarier for utslipp av klimagasser. Både global temperatur og havets nivå har steget mer de siste tiårene enn i tiårene før.


Global temperatur har økt med 0,2 grader per tiår siste 30 år. I siste tiåret fram til 2003, da en har hatt nøyaktige satellittmålinger, har havet steget med 3,1 cm i gjennomsnitt.

Modellert stigning i havnivået mindre enn observert
Anslag for framtiden blir beregnet i klimamodeller som omfatter både atmosfære og hav. Resultatene blir gjerne kalt framtidsprojeksjoner og avhenger en god del av de framtidsscenarier for utslipp som brukes.

Klimamodellenes evne til å simulere klimaendringer blir i stor grad testet på observerte klimaendringer de siste 150 år. For global temperatur stemmer modellresultatene godt overens med observerte endringer i denne perioden.

Spesielt er oppvarmingen de siste tiårene svært realistisk. Det er også interessant at de første projeksjonene klimapanelet publiserte i sin første rapport i 1990, også stemmer godt med den temperaturstigning som siden er blitt observert.

For havnivået gir modellberegningene imidlertid cirka 50 prosent mindre stigning enn det som er observert de siste 50 årene (The sea level numbers, RealClimate.org, 27. mars 2007). En har ennå ikke funnet en god forklaring på dette.

IPCC har fått kritikk for at denne feilen ikke blir nevnt i IPCCs sammendrag for politikere. Det er heller ikke nevnt at projeksjonene for havnivå fram til slutten av hundreåret er beregnet på en litt annen måte enn i den forrige rapporten fra 2001.

Ulike bidrag til heving av havet
I den nye rapporten varerier økningen i globalt havnivå for de ulike utslippscenariene fra 19 til 59 cm for perioden 2090-2099 i forhold til 1980-1999. Stigningen vil fortsette i mange hundre år og kan til sammen komme opp i mer enn en meter selv ved en stabilisering av konsentrasjonene til klimagassene i atmosfæren ved 2100. Dette skyldes at havet fortsetter å utvide seg etter som oppvarmingen når dypere lag.

Endringer i havnivået skyldes bidrag fra tre ulike kilder: Havets ekspansjon etter som det varmes opp, smelting av isbreer utenfor polene og smelting av de store iskappene på Grønland og i Antarktis.

Det største bidraget til nå skyldes utvidelse av havet og blir beregnet direkte fra klimamodellenes resultater. For de siste ti årene fram til 2003 har denne delen stått for cirka 1,6 cm av den totale hevning på 3,1 cm (IPCC 2007).

Videre har smelting fra isbreer utenfor polområdene bidratt til 0,8 cm økning i havnivået. Bidraget er beregnet etter en enkel empirisk formel, basert på data fra 1963-2003, som knytter smeltingen til global temperatur. Etter som de fleste av disse breene forsvinner de neste hundre år, avtar dette bidraget.

Gjennom de siste årene har i tillegg isen på Grønland og i Antarktis startet å avgi smeltevann. Dette bidraget er anslått til 0,42 cm, med like store bidrag fra begge iskappene. Til sammen forklarer disse tre kildene det aller meste av den totale vannstandshevingen det siste tiåret.

Smelting av de store iskappene vanskelig å beregne
Det må understrekes at beregningene av bidraget fra de store iskappene ved polene, hvor bare Grønland har vann tilsvarende 7 meter i havets nivå, byr på store problemer.

Eventuelle bidrag beregnes i to deler. Det ene knyttes til massebalansen ved overflaten, dvs. nedbør tilført som snø om vinteren minus smelting fra overflaten om sommeren. Dette beregnes noenlunde greit på grunnlag av data fra klimamodellene. I projeksjonene er det lite og negativt (bidrag til lavere havnivå) fordi IPCC antar at Antarktis øker sin ismasse mer enn hva Grønland taper.

Det andre bidraget, som er mye vanskeligere å beregne, omfatter endringer i ismassenes bevegelse ned mot havet og påfølgende kalving. Det er observert økt kalving rundt kanten av både Grønland og Antarktis de siste årene. Flere fysiske prosesser som tar del i denne istransporten er ennå mangelfullt forstått. Derfor har en ikke realistiske modeller som kan beskrive det som skjer.

Dette betyr igjen at vi ikke har realistiske prognostiske beregninger for hvor mye slik smelting vil bidra med. Projeksjonene fra IPCC antar helt enkelt at bidraget fra Grønland og Antarktis holder seg konstant på de små verdiene som er observert de siste få årene. Mangel på kunnskap gjør at vi simpelthen ikke vet hvor stort bidrag kalvingen kan gi. Forskere har gjettet på 20 cm fram til år 2100, økningen kan bli større og den kan bli mindre, ingen vet.

Smelting av iskapper i tidligere mellomistider
Klimaforskere frykter likevel betydelig smelting av de store iskappene som følge av den globale oppvarmingen de neste hundre år. Denne frykten er først og fremst basert på kunnskap om havnivået fra tidligere mellomistider. I mellomistiden for cirka 125 000 år siden har man anslått at global temperatur var en grad varmere enn i dagens klima. Den gang sto havnivået 4 til 6 meter høyere enn nå, blant annet fordi store deler av Grønlandsisen var borte (IPCC 2007).

Det er nærliggende å tenke at noe liknende vil skje under dagens globale oppvarming. Men manglende forståelse for involverte fysiske prosesser gjør at vi ikke vet hvor lang tid en slik smelting kan ta.

Den forrige IPCC-rapporten i 2001 antydet at en betydelig reduksjon av Grønlandsisen ville ta minst 1000 år, den siste rapporten antyder at det kan skje på langt kortere tid. Grunnen til at smeltingen kan ta kortere tid baserer seg på fysisk tenkning om at smeltingen kan øke raskt – ikkelineært- om den først kommer skikkelig i gang.

Smelting av isen på Grønland og i Vest-Antarktis – området i sør som er mest utsatt for smelting - vil bli nøye overvåket i årene som kommer, ikke minst ved hjelp av målinger fra satellitter. I tillegg vil det settes mye inn for å utvikle mer realistiske fysiske modeller for hvordan smeltingen av iskapper foregår.

Trolig vil vi likevel i lang tid måtte leve med en betydelig usikkerhet knyttet til smelting av iskappene ved polene.

Anslag for heving av havnivået i Norge
Som nevnt har IPCC underestimert sine anslag for de siste 50 årene. IPCCs projeksjoner fram mot slutten av hundreåret kan derfor også være for små. Et uslippscenario kalt B2 gir en global oppvarming på 2,4 grader og en heving av havet mellom 20 og 43 cm 100 år fram i tid. Om en antar at dette er 50 prosent for lavt, økes intervallet til 30 og 64,5 cm.

Disse tallene er noe høyere enn om dagens observerte økning fortsetter som nå (31 cm).

Mer utførlige beregninger foretatt av S. Rahmstorf (Science, 19. januar 2007), basert på en enkel empirisk lineær relasjon mellom endring i havnivået og endring i global temperatur, gir høyere anslag: mellom 55 og 110 cm når flere utslippsscenarier er regnet med. Selv om Rahmstorfs empiriske relasjon har et visst fysisk grunnlag, er metoden blitt kritisert (se diskusjon i Science). Det er viktig at klimamodellene forbedres for å gi mer realistiske beskrivelser om endringer i havnivået.

Hevingen vil variere noe både fra hav til hav og innen hvert hav. For kystene i Vest-Europa regner en med at vannstanden blir opp til 15 cm høyere enn gjennomsnittet (IPCC 2007). I Norden må en også korrigere for fortsatt landheving siden siste istid. For kysten på Vestlandet og Sørlandet er ikke dette nødvendig, siden landhevingen her har stoppet opp.

Derimot vil landet heve seg nærmere en halv meter til år 2100 innerst i Oslo- og Trondheimsfjorden. Basert på Rahmstorfs beregninger, kunnskap om regionale variasjoner og landheving beregner Drange m.fl. (Klima 2/2007) at havet stiger opptil en meter langs kysten av Norge innen år 2100. Dette er langt mer enn anslag fra IPCC (2007) basert på beregninger i klimamodeller.

Stormflo
Sterke lavtrykk kan gi stormflo langs vår kyst. Slik bidrar værforholdene til en ekstra heving av havet i tillegg til tidevannet. Stormflo hos oss skyldes lavt lufttrykk og oppstuving av vann i Nordsjøen, en oppstuving som setter opp en kystbølge som vanligvis beveger seg langs vestkysten av Danmark, Skagerrak og oppover langs kysten av Vestlandet.

Maksimal flo får vi når en stormflo faller sammen med springflo. Springflo forekommer cirka hver 14. dag når tidevannskreftene fra månen legges til tidevannskreftene fra sola.

Samfunnsmessige konsekvenser av et høyere havnivå i Norge vil være tydeligst i forbindelse med stormflo. La oss ta et eksempel fra Bryggen i Bergen, der stormflo allerede i dag skaper problemer for bygningene, butikkdrift og trafikkerende. Med god grunn frykter en at bryggegårdene på sikt ikke tåler de stadige oversvømmelsene.

Høyeste målte springflo i Bergen er 241 cm (26. februar 1990) over det nivået som kalles sjøkartnull (Sjøkartverket). Bidraget fra været er beregnet til 80 cm i dette tilfellet. Sammenfall av maksimal stormflo og springflo er sjeldne hendelser, og det må tas høyde for at ekstreme værsituasjoner kan gi enda større bidrag enn 80 cm. Meteorologisk institutt har beregnet et bidrag på 100 cm fra været (Magnar Reistad, met.no), men i en situasjon da det ikke samtidig var springflo.

Dette betyr at det i dagens klima fins en reell sjanse for at været kan bidra med 100 cm også i en situasjon med maksimal springflo.

En forventer bare små endringer i framtiden i de meteorologiske forholdene som gir stormflo (RegClim.met.no). Derfor setter vi mulig meteorologisk tillegg til springflo i framtiden til 100 cm. Dersom hevingen av havnivået settes til 60 cm, vil mulig maksimal vannstand ved springflo ved slutten av hundreåret være 60 + 20 = 80 cm høyere enn dagens rekord. I tillegg til dette kommer eventuelle endringer i bidrag til havets nivå fra isen på Grønland og i Antarktis, bidrag som kan gjøre seg mer gjeldende i hundreårene som kommer.