Yttrande över länsstyrelsens rapport om fysisk
TJÄNSTESKRIVELSE Handläggare Eva-Lena Larsdotter Datum 2015-09-24 Ärendebeteckning KS 2015/0586 Kommunstyrelsen Yttrande över länsstyrelsens rapport om fysisk planering i Kalmar län med hänsyn till ett förändrat klimat - översvämning Förslag till beslut Kommunstyrelsen antar samhällsbyggnadskontorets yttrande som sitt och överlämnar det Länsstyrelsen i Kalmar län som Kalmar kommuns yttrande över rapporten fysisk planering i Kalmar län med hänsyn till ett förändrat klimat – översvämning. Bakgrund Länsstyrelsen i Kalmar län skickade den 18 juni en remiss till Kalmar kommun gällande säkerhetskrav för byggnader samt vägar och distributionsanläggningar vid kust, sjöar och vattendrag i Kalmar län med hänsyn till ett förändrat klimat. Länsstyrelsen har utarbetat ett förslag till riktlinjer vad gäller säkerhetskrav för strandnära byggnationer, vägar och distributionsanläggningar i länet. Remissen vänder sig till länets kommuner samt angränsade länsstyrelser och sektorsmyndigheter. Länsstyrelsen önskar svar på remissen senast den 15 oktober. Samhällsbyggnadskontoret har utarbetat ett förslag på yttrande som bifogas tjänsteskrivelsen. Sammanfattningsvis anser Kalmar kommun att det ska råda lika riktlinjer från landets länsstyrelser där det råder samma förutsättningar. Kalmar kommun utgår från att länsstyrelsens riktlinjer endast gäller nybyggnation. I remissen står att plushöjden för byggnader bör ange lägsta grundläggningsnivå eller schaktbotten för att undvika fukt i grunden, det är alltså marknivån som ska vara avgörande. Kalmar kommun anser att färdig golvhöjd fortsatt skall användas som begrepp i detta avseende. För de byggnadsdelar som ligger under den nivån bör olika tekniska lösningar redovisas och kunna tillämpas. Kommunledningskontoret Adress Box 611, 391 26 Kalmar │ Besök Östra Sjögatan 18 Tel 0480-45 00 00 vx │ Fax 480-45 00 47│[email protected] KS 2015/0586 Kalmar kommun efterfrågar riktlinjer från länsstyrelsen avseende förslag på material och byggtekniker som kan användas för kompletteringsbebyggelse i befintliga miljöer. Eva-Lena Larsdotter projektledare Bilagor: Yttrande Bilaga 1 Bilaga 2 Länsstyrelsens följebrev Länsstyrelsens rapport SMHI:s rapport 2 (2) Handläggare Eva-Lena Larsdotter 0480-450262 Datum 2015-09-24 Diarienr 2015-3646 Yttrande över länsstyrelsens rapport: Fysisk planering i Kalmar län med hänsyn till ett förändrat klimat – översvämning Sammanfattning Syftet med rapporten är att redovisa länsstyrelsens syn på vilken klimathänsyn man bör ta vid fysisk planering längs med länets kuster, sjöar och vattendrag inför nybyggnationer, ombyggnationer och infrastruktur. SMHI:s rapport 2014 med klimatanalys av länets havsvattenstånd och beräknade vattenstånd ligger till grund för länsstyrelsens ställningstagande. Riktlinjerna syftar till att skapa ett robust samhälle med hög förmåga att klara av klimatförändringar. Klimatförändringarna har redan medfört att havsnivån i vår del av Sverige stiger snabbare än landhöjningen. Havsnivåhöjningen är accelererande, det vill säga den kommer att gå fortare och fortare. SMHI bedömer att vi bör räkna med ca 1 meters havsnivåhöjning på 100 års sikt. Till detta ska adderas högsta högvattennivåer. I vårt län har högvattennivåer på cirka 1,5 m uppmätts. I ett varmare klimat förväntas nederbörden öka vilket kan leda till ökade översvämningar längs sjöar och vattendrag. Stigande havsnivåer kan leda till översvämningar, kusterosion och stigande grundvattennivåer. Höga havsnivåer kan även infalla samtidigt som skyfall med höga vattenflöden i vattendrag och kraftigare stormar med höga våghöjder. I rapporten beskrivs även klimatanpassningsåtgärder man kan vidta vid fysisk planering med tre grundläggande åtgärder: 1. Attack – bygga ut i vattnet på pelare eller flytande konstruktioner 2. Reträtt – nyttja lågområden tillfälligt och överge dem vid översvämning 3. Försvar – bygga skyddsanordningar, ex vallar, pumpar Kommunen har ett samlat ansvar för bebyggelseplaneringen inom sitt område. För en långsiktig strategi bör klimatfrågor framförallt behandlas i en översiktsplan. I detaljplan har kommunen möjlighet att med planbestämmelse kräva skyddsåtgärder för att motverka olyckor, översvämning och erosion enligt PBL 4kap 12§. Samhällsbyggnadskontoret Adress Box 611, 391 26 Kalmar │ Besök Storgatan 35A Tel 0480-45 00 00 vx │[email protected] 2 (3) Länsstyrelsens rekommendationer för Kalmar kommun I länsstyrelsens rapport anges riktvärden i Kalmar län. Rekommendationerna delas in i tre grupper; översvämningszon 1-3, Markområden med låg, viss och stor sannolikhet för översvämning. För Kalmar kommun rekommenderas följande: • Översvämningszon 1: +2,8 m över dagens medelvattennivå för nybyggnation av bostäder, riskobjekt och samhällsviktiga funktioner på. • Översvämningszon 2: På +2,5 m (men under +2,8 m) kan man bygga samhällsfunktioner av mindre vikt t.ex. sporthallar och campingstugor. För bostadshus, dagligvaruhandel eller vuxenskolor i denna zon krävs klimatanpassningsåtgärder. • Översvämningszon 3: På +2,2 m (men under +2,5 m) bör endast enkla byggnader som garage, uthus och dylikt samt utbyggnader av befintliga byggnader och vägar med alternativa förbifartmöjligheter tillåtas. I denna zon kan även tillåtas kontor, lager, restauranger, sporthallar, handel men kräver särskilda klimatanpassningsåtgärder. Kommunens kommentarer till Länsstyrelsen Planeringshorisont I dokumentet hålls det ett 100-års perspektiv på alla ställen förutom när man kommer till planeringshorisonten som är satt till 2100, 85 år. I vårt grannlän Blekinge har man satt 100 år, vilket ger andra utgångspunkter för byggnation. Vad är motiveringen till att man på Länsstyrelsen i Kalmar har valt en annan planeringshorisont? Ska länsstyrelser i Sverige, där likartade förhållanden råder, ha olika riktlinjer? Kalmar kommun anser att det ska råda lika riktlinjer i Sverige där det råder samma förutsättningar. Lokalisering av bebyggelse Grundregeln är att bebyggelse och byggnadsverk ska lokaliseras till mark som är lämpad för ändamålet med hänsyn tagen till bland annat risk för olyckor, översvämningar och erosion (PBL 2kap 5§). I PBL 2kap 3§ förtydligas att planläggning ska ske med hänsyn till bland annat klimataspekter. I remissen konstateras att plushöjd kan sättas för mark och/eller byggnader. Kalmar kommun har hittills vid planering och bygglov tillämpat +2,65 meter (RH2000) för färdig golvnivå för nya bostäder. I remissen står att plushöjden för byggnader bör ange lägsta grundläggningsnivå eller schaktbotten för att undvika fukt i grunden, det är alltså marknivån som ska vara avgörande. Kalmar kommun anser att färdig golvhöjd fortsatt skall användas som begrepp i detta avseende. För de byggnadsdelar som ligger under den nivån ska olika tekniska lösningar redovisas och kunna tillämpas. Kalmar kommun utgår från att länsstyrelsens riktlinjer endast gäller för nybyggnation. Vid planering för nybyggnadsområden och utfyllnadsområden kan det fungera att föreskriva åtgärder för att uppnå marknivåer/grundläggningsnivåer på föreslagna +2,8 meter men avvägningar måste kunna ske i anslutning till befintlig bebyggelse och infrastruktur med tanke på att de kanske ligger på en lägre nivå och hur de kommer påverkas. Vad händer vid exempelvis bygglovprövning för kompletteringar av ny bebyggelse i befintliga bostadsområden med lägre markhöjd än 2,8 meter? Och anslutande lägre gatumark? 3 (3) Det måste vara möjligt att använda sig av robust och anpassningsbar teknik och design såsom översvämningståliga konstruktioner och byggnader, alternativa typer av grundläggningar och byggnadsmaterial. Likaså att mer sårbara funktioner placeras ovanpå mer robusta, exempelvis bostäder ovanpå verksamheter. Ny teknik finns att använda för kompletteringsbebyggelse i befintliga miljöer. Se bilaga 1 och 2 med utdrag ur Handbok för fysisk planering i översvämningshotade områden ”Stigande Vatten”, av länsstyrelserna i Västra Götalands och Värmlands län, 2011. Kalmar kommun efterfrågar riktlinjer från länsstyrelsen avseende förslag på material och byggtekniker som kan sanktioneras för detta ändamål. I remissens rapport på sidan 6 finns rubrik om vad som får regleras i planbestämmelser men inleds istället med följande exempel på planbestämmelser som saknar stöd i PBL: • att översvämningsskydd ska anordnas på nya byggnader, till exempel flyttbara skyddsluckor framför fasaderna. • att färdigt golv i bottenvåningens bostäder inte får understiga en viss nivå, t.ex. + 2,5 meter, • att källare eller golv ska byggas med vattentät betong. • att strandkanter ska vara erosionsskyddade före utbyggnad för att skydda åkanter mot erosion och inte försämra stabiliteten Kommunen efterlyser hellre punkter med riktlinjer från länsstyrelsen om planbestämmelser som har stöd i PBL. Remissen innefattar främst en kunskapssammanställning som redan finns framtaget i tidigare klimatrapport. Kommunen har förväntningar på tydligare riktlinjer för planering och åtgärdsförslag, och exempelvis likt våra grannlän en tydlig rekommendation för hantering vid planläggning och bygglov. Redaktionell synpunkt Rubriceringen av följebrevet ”Säkerhetskrav för byggnader samt vägar och distributionsanläggningar vid kust, sjöar och vattendrag i Kalmar län- med hänsyn till ett förändrat klimat” borde vara samma som bilagda rapport ”Fysisk planering i Kalmar län med hänsyn till ett förändrat klimat – Översvämning”. Titlarna ger olika signal om innehållet. Medverkande Detta remissvar har tagits fram av kommunens arbetsgrupp för klimatanpassningsplan och godkänts av samhällsbyggnadskontorets ledningsgrupp. Enligt uppdrag för Kalmar kommun Eva-Lena Larsdotter projektledare Fysisk planering i Kalmar län med hänsyn till ett förändrat klimat - Översvämning Fysisk planering i Kalmar län med hänsyn till ett förändrat klimat - Översvämning Diarienummer: 424-4085 -15 Författare Lars Ljungström Omslagsbild: Claus Kempe, Mönsterås 2010 Copyright Länsstyrelsen Kalmar län (ej bilaga) Innehållsförteckning Sid 1. Syfte 1 2. Omfattning 1 3. Bakgrund 1 Klimatscenarier Konsekvenser av stigande havsvatten Lokala förutsättningar Markstabilitet 4. Riskanalys 3 Sannolikhetsbaserad analys Återkomsttid Planeringshorisont 5. Ansvarsfördelning 4 6. Vad säger lagen? 5 Plan och bygglagen Miljöbalken 7. Riktvärden Kalmar län 6 Bakgrund Riskvärdering 8. Klimatanpassningsåtgärder 10 Referenser 13 Bilaga 1. Syfte Planeringsunderlaget visar länsstyrelsens syn på vilken klimathänsyn man bör ta vid fysisk planering längs med länets kuster, sjöar och vattendrag. Riktlinjerna är framtagna i syfte att skapa ett samhälle som är robust och som har en hög förmåga att klara av klimatförändringar. De regionala gränsvärdena för fysisk planering visar på områden med hög risk för översvämning och som därför är olämpliga att bebygga. På så sätt medverkar Länsstyrelsen till att undvika förutsägbara problem som är svåra och kostsamma att lösa. Underlaget visar på Länsstyrelsens bedömning av vilka säkerhetsnivåer som behövs för att säkra byggnader samt olika typer av infrastruktur mot översvämningsrisker relaterat till stigande havsnivåer och/eller högre extremflöden i vattendrag. Risker som ett förändrat klimat förväntas orsaka. Till grund för länsstyrelsens ställningstagande är den analys som SMHI gjort av länets havsvattenstånd och beräknade extremvattenstånd, rapporten medföljer som bilaga till denna rapport. 2. Omfattning Riktlinjerna omfattar fysisk planering längs länets kuster, sjöar och vattendrag för nybyggnationer och ombyggnationer, vägar och distributionsnät för energi- och vattenförsörjning, avlopp, tele och ITtjänster. Riktlinjerna utgår från den kunskapsnivå som finns år 2015, med utgångspunkt från resultaten i senaste kunskapssammanställning av IPCC år 2013, samt SMHI:s analys av extrema vattenstånd i Kalmar län 2014, rapport nr 66 (bilaga). Riktlinjerna kan komma att uppdateras i samband med ny kunskap, ex kommer SMHI under 2016 att ta fram en metod för att beräkna högsta vattenstånd för Sveriges hela kuststräcka. 3. Bakgrund I syfte att ta reda på planeringsförutsättningarna beställde länsstyrelsen en klimatanalys från SMHI av beräknade framtida extrema havsvattenstånd längs länets kuster utifrån det senaste forskningsunderlaget vad gäller klimatförändringar, IPCC:s femte rapport, AR 5. ² SMHI´s rapport visar utifrån statistiska metoder sannolikheter för extrema vattenstånd och vilka faktorer som ligger bakom dessa. I analysen från SMHI har man endast räknat med den globala vattennivåhöjningen och kompenserat för landhöjningen på platsen, anledningen därtill är att klimatmodellerna är för osäkra för att säga något om hur kraftiga stormar vi kan förvänta oss, eller hur stormfrekvenserna ser ut i ett framtida klimat. Klimatförändringarna har redan medfört att havsnivån i vår del av Sverige stiger snabbare än landhöjningen, ett problem som förväntas öka i takt med att havsvattnet blir allt varmare och glaciärer och inlandsisar smälter. SMHI gör bedömningen att vi bör räkna med cirka 1,0 meters havsnivåhöjning på 100 år sikt. Vid fysisk planering ska man till detta addera högsta högvattennivåer. I Kalmar län har högvattennivåer på cirka 1,5 meter uppmätts. …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….¹ Havsnivåer i Kalmar län, Signild Nerheim, Johan Södling, SMHI rapport nr 66, 2014 ² IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. ᶟ Sverige inför klimatförändringar SOU2007:60. 1 I SMHIs analys utgår man från denna nivå då klimatscenarierna inte säger något om ökad stormintensitet i framtiden. I ett varmare klimat förväntas däremot nederbörden öka både i mängd som i intensitet, vilket förväntas leda till ökade översvämningar längs länets sjöar och vattendrag. Översvämningsrisker medför ett ökat hot för det strandnära boendet. Ett problem som förväntas öka i omfattning, då trycket på det strandnära boendet hela tiden ökar.ᶟ Klimatscenarier Kustzonen i Sverige utgör endast cirka 6,5 % av landets areal men den befolkas av cirka 3,5 miljoner invånare. Bebyggelsetrycket längs kusten är därför stort och omkring 30 % av den svenska kusten är bebyggd inom 100 meter från strandlinjen med närmare 120 000 byggnader. En trend i bostadsbyggandet är att attraktiva hamnområden bebyggs. Det finns också en tendens att fritidshus nära större orter i kustområdena övergår till permanentbebyggelse. Klimatscenarier handlar om troliga utvecklingar av klimatet utifrån olika socioekonomiska förutsättningar. I SMHI:s rapport¹ redogörs för de olika klimatscenarier som ligger till grund för beräkningarna av havsnivåhöjningarna. Rapporten utgår från IPCCs senaste forskningsrapport² där man har gjort helt nya typer av klimatmodellberäkningar på hur framtidens klimat kan komma att utvecklas. Modellberäkningarna grundar sig på en uppsättning scenarier som beskriver fyra olika utvecklingsbanor för framtida koncentrationer av växthusgaser i atmosfären. De går under benämningen RCP (representative concentration pathways). Syftet med RCP: erna är att konkretisera klimatutvecklingen utifrån hur mycket växthusgaser det finns i atmosfären. Scenarierna visar på möjlig framtida utveckling utifrån utsläppstrender. ⁴ Modellerna visar hur klimatet förändras utifrån den påverkan växthusgaserna har på de fysikaliska processerna inom och mellan atmosfären, landytan, haven och havsisen. Klimatmodellerna utgår från flera olika modellsimuleringar för att bättre ta hänsyn till osäkerheter, men också för att kunna bedöma vilka resultat som är robusta. Konsekvenser av stigande havsvatten Stigande havsvattennivåer kan förutom översvämningar även medföra en ökad risk för kusterosion och stigande grundvattennivåer. ⁵Man bör även räkna med att höga havsvattennivåer dessutom kan infalla samtidigt som skyfall med höga vattenflöden i vattendrag och kraftigare stormar med höga våghöjder. Alla förändringar som kan påverka markens hållfasthet måste tas med i beräkningar vid ianspråktagande av mark för byggnationer. Stabiliteten i ett material påverkas av om jorden är vattenmättad. Havsnivåhöjningar påverkar därför grundläggningsförhållanden med ökande krav på hållfasthet. Vid planering av byggnadskonstruktioner i strandnära läge måste hänsyn tas till höjt medelvattenstånd. Analyser av underlagets stabilitet och hållfasthet måste väga in beräknad havsnivåhöjning under byggnadsverkets planerade användningstid. Ett ökat exploateringstryck vid tätorterna längs kusten medför dessutom mer hårdgjorda ytor och minskade möjligheter till naturlig infiltraton och ökat tryck på vatten och avloppsnät. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ⁴ http://www.smhi.se/kunskapsbanken/klimat/rcp-er-den-nya-generationen-klimatscenarier-1.32914 ⁵ http://www.lansstyrelsen.se/skane/SiteCollectionDocuments/sv/publikationer/2009/planPM_stigande_havsniva_webb.pdf ⁶ http://www.boverket.se/globalassets/publikationer/dokument/2009/bygg_for_morgondagens_klimat.pdf 2 Översvämningar medför även ökade risker för ras, erosion och skred. Myndigheten för Samhällsskydd och Beredskap (MSB) har regeringens uppdrag att stödja kommuner och länsstyrelser med översiktliga kartläggningar av markens stabilitet i bebyggda områden där det finns förutsättningar för jordrörelser. Syftet är att identifiera bebyggda områden som översiktligt inte kan klassas som stabila. Resultatet av karteringen ska vara ett stöd för länsstyrelse och kommun. Det är ett underlag för arbetet med riskhantering och visar var skredrisker kan finnas.⁶ Lokala förutsättningar Vid fysisk planering där det föreligger risker att drabbas av översvämningsskador är det extra viktig att se över om det finns andra risker som kan uppstå som följd av/eller i kombination med översvämningar. Det kan finnas lokala förutsättningarna som behöver granskas vid nyexploateringar för att bedöma områdets lämplighet och vilka eventuella säkerhetsmarginaler som dessutom kan behöva vidtas. Exempel på risker som kan uppstå är: - risker för erosion vid högflöde, - risker för erosion av vågor, - risker för vågöversköljning - kombinationseffekter som ökad översvämningsrisk vid högvattenföring i vattendrag samtidigt som det råder högt vattenstånd. 4. Riskanalys Enligt Nationalencyklopedin är en risk möjligheten att något oönskat ska inträffa, en kombination av sannolikhet och konsekvens.⁷ Problemet är att besluta var gränsen ska gå för vad som är en risk som går att tolerera. En hög tolerans för att olyckor kan inträffa kan kräva stora insatser för säkerheten. Har man däremot en liten tolerans för olyckor krävs mindre insatser. Det gäller att bestämma sig för vilken nivå man bör ligga på med hänsynstagande till avvägningen mellan risker och ekonomi. När det gäller fysisk planering är försäkringsbolagens värdering av stor betydelse. Högriskområden blir naturligtvis väldigt dyra att försäkra, alternativt hög självrisk (se vidare under pkt 5 ansvarsfördelning). Sannolikhetsbaserad analys Syftet med denna typ av analys, som även kallas probabilistisk analys, är att uppskatta sannolikheten för att möjliga skadefall ska kunna inträffa. I den sannolikhetsbaserade analysen ställs sannolikheten för en olycka mot konsekvenserna varvid en risknivå beräknas. I den sannolikhetsbaserade analysen förekommer även begreppen individrisk, samhällsrisk samt kostnads/nyttoanalys. De regionala riktlinjerna för att bedöma riskerna utifrån ett översvämningsperspektiv utgår från en sannolikhetsbaserad analys. Riktlinjerna är satta utifrån av hur stor sannolikheten är för att det värsta tänkbara scenariot eller skadehändelsen ska inträffa. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ⁷ https://www.msb.se/RibData/Filer/pdf/18458.pdf 3 Återkomsttid Med återkomsttid menas att en händelse i genomsnitt inträffar eller överträffas en gång under en given tidsperiod. Sannolikheten för exempelvis ett 100-årsflöde i ett vattendrag är 1 på 100 för varje enskilt år. För en väg med en beräknad livslängd på 100 år och som är dimensionerad för att klara en 100-årsnivå är den ackumulerade sannolikheten för översvämning med nivåer över 100-årsnivån under denna period 63 procent. Där är skälet till att man för riskobjekt sätter gränsen vid eller till och med bortom flöden med återkomsttider på cirka 10 000 år. Sannolikheten under 100 års exponering är då endast 1 procent. Den statistikteori som återkomsttider bygger på kallas extremvärdesteori. I analysen har SMHI använt sig av tre olika sannolikhetsfördelningar varav två redovisas i SMHI´ s rapport.¹ Alla återkomsttider som beräknas är relativt medelvattenståndet, MW. Vid beräkningarna har SMHI antagit att stormfrekvensen i ett framtida klimat är densamma som idag, samt att vinduppstuvning inte är ett problem som behöver beaktas i Kalmar län. I princip tar man alltså det beräknade vattenståndet för år 1990, adderar en uppskattning av den globala vattennivåhöjningen, och kompenserar för landhöjningen på platsen. Riskbedömningen för stigande havsvatten och översvämningar längs vattendrag skiljer sig åt. När det gäller översvämningar längs vattendrag finns det en översvämningsrisk under hela tidsperioden fram till sekelskiftet, risken ökar i och för sig ju närmare sekelskiftet vi kommer, med ökande nederbörd i ett förändrat framtida klimat. Vad gäller risken för översvämningar från havsvatten är risken för riktigt höga vattenstånd mot 2, 5 meter över dagens medelvattennivå obefintlig i dagsläget. Risken på lång sikt är däremot större. Enligt de värsta klimatmodellerna ökar riskerna markant mot slutet av sekelskiftet, med stigande globala havsvattennivåer. Planeringshorisont Vid riskvärdering utgår man från vilken planeringshorisont man har för byggnadsverket. När det gäller riskerna med höga vattenstånd utifrån en stigande havsvattennivåer ökar sannolikheten med tiden då havsnivåhöjningen accelererar. Höga flöden orsakade av skyfall och stigande nivåer i vattendrag är till viss del annorlunda då man inte har momentet med en stigande grundnivå motsvarande havsnivåhöjningen att ta hänsyn till, även om 100 årsflödena förväntas öka i länets vattendrag jämfört med dagens klimat. Planeringshorisonten är viktig vid bedömning av vilken klimathänsyn man ska ta i den fysiska planeringen. Planerar man byggnadsverk eller infrastrukturer i områden med högre risker för översvämning är det viktig att visa på planerade klimatanpassningsåtgärder. Byggnadsverk ska alltid lokaliseras till mark som är lämpad för ändamålet. ⁸ ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ⁸ http://www.notisum.se/rnp/sls/lag/20100900.htm6. 4 5. Ansvarsfördelning Den enskilda har ansvaret att skydda sin egendom mot skador. Skador regleras via försäkringsbolag. Vid översvämningar är ofta självriskerna höga, detta i kombination med åldersavdrag gör att översvämningar kan bli väldigt kostsamma för den enskilda. Försäkringsbolagen höjer dessutom försäkringspremier och självrisker i områden med höga skadefrekvenser. Vid återkommande översvämningar vid normalregn ska man däremot ta kontakt med sin kommun om skadeersättning. Kommunen har ett ansvar att dimensionera och underhålla ledningssystemen så att de klarar normalt förekommande regn Kommunen ᶟ har ett samlat ansvar för bebyggelseplaneringen inom sitt geografiska område. Med stöd av plan och bygglagen svarar kommunen för den fysiska planeringen genom att bl. a upprätta översiktsplaner för planeringen av mark- och vattenanvändningen. Den detaljerade planeringen för ny, förändrad eller befintlig bebyggelse sker genom detaljplaner och innebär en närmare prövning av markens lämplighet för bebyggelse och reglering av bebyggelsemiljön. I denna prövning måste kommunen ta hänsyn till de hot och risker klimatförändringar kan medföra i syfte att skapa ett robust samhälle. Genom skadeståndslagen har kommunen ett generellt skadeståndsansvar som gäller under tio år från den skadegörande handlingen. Länsstyrelsen utövar tillsyn över plan och byggnadsväsendet i länet och samverkar med kommunen i planprocessen. Länsstyrelsens roller i detta sammanhang är flera: samordningsrollen avseende olika statliga intressen, myndighetsrollen att bl. a pröva detaljplanen, tillsynsrollen att verka för ex. en god miljö samt rådgivningsrollen att tillhandahålla underlag, ge råd om tillämpning av PBL m.m. Vad gäller klimatanpassning har länsstyrelsen skyldighet enligt PBL att bevaka att hälso- och säkerhetsfrågor tillgodoses i kommunens bebyggelseplanering och att överpröva rättsverkande planer där dessa frågor inte tillgodosetts. (se vidare under pkt 6). 6. Vad säger lagen? Hantering av risker för översvämning och erosion behandlas i plan- och bygglagen. Detta regleras dels genom att vid planläggning ska bebyggelse och byggnadsverk lokaliseras till mark som är lämpad för ändamålet (PBL 2:5) ⁸, och dels genom att länsstyrelsen ska ingripa om lokaliseringen kan antas bli olämplig bl. a. med hänsyn till risken för översvämning och erosion (PBL 11:10). I 2 kap. 3§ nya PBL finns ett förtydligande som innebär att planläggning ska ske med hänsyn till bland annat klimataspekter. Syftet med detta förtydligande är att planläggning ska främja goda miljöförhållanden dels genom anpassning till klimatförändringarna, dels genom en minskad klimatpåverkan. Kommunen är skyldig att i sin myndighetsutövning tillförsäkra att bebyggelse lokaliseras till mark som är lämplig för ändamålet. Under senare år har Plan- och bygg-lagen förtydligat att i den lämplighetsprövningen ingår även risken för översvämning och erosion. 5 Vad får regleras i planbestämmelser? Vad som får regleras med detaljplan framgår av 5 kap PBL. Exempel på planbestämmelse som saknar stöd i PBL är: • att översvämningsskydd ska anordnas på nya byggnader, till exempel flyttbara skyddsluckor framför fasaderna. • att färdigt golv i bottenvåningens bostäder inte får understiga en viss nivå, t.ex. + 2,5 meter, • att källare eller golv ska byggas med vattentät betong. • att strandkanter ska vara erosionsskyddade före utbyggnad för att skydda åkanter mot erosion och inte försämra stabiliteten Genomförande och planbeskrivningar visar på hur bebyggelsen ska anpassas och utformas. Vid planering måste man ta hänsyn till riskaspekter och planera utifrån ett hållbarhetsperspektiv. Det innebär att kommunen i ett tidigt skede identifierar risker så att verksamheter i översiktsplaner och detaljplaner lokaliseras till lämpliga platser ur risksynpunkt. I detaljplaner ska kommunen bedöma om det krävs särskilda klimatanpassningsåtgärder för att planområdet ska anses som lämpligt för den användning som planen anger. Klimatfrågor bör framförallt behandlas i översiktsplanen. Där finns den helhetssyn som behövs för att kunna överblicka konsekvenserna av klimatförändringarna. Lokaliseringsprövningar görs med fördel i fördjupningar eller tillägg till översiktsplanen. Plushöjd mot översvämning i detaljplaner Åtgärden innebär att en viss plushöjd föreskrivs för mark och/eller byggnader. Syftet är att minska sannolikheten för att en översvämning ska nå byggnaden och orsaka vattenskador. Tillräcklig plushöjd bestäms utifrån beräkningar av högsta vattennivåer inom en viss tid. Beräkningarna ska vara relevanta för planområdet och dess användning. Högre flöden på grund av framtida klimatförändringar bör beaktas. För byggnader bör plushöjden ange lägsta grundläggningsnivå eller schaktbotten för att undvika fukt i grunden. Det är möjligt att reglera plushöjd på mark med stöd av 5 kap. 7 § p5. Miljöbalken Miljöbalken (MB2:2 – 3) ⁹ anger att den som bedriver en verksamhet ska inhämta nödvändig kunskap och tillämpa försiktighetsprincipen samt använda sig av bästa möjliga teknik inom rimliga gränser. Lagen kan vara tillämplig ex vid utförandet av skyddsåtgärder mot översvämning och erosion som kan kräva tillstånd enligt Miljöbalken. Lagen anger dessutom ingen begränsning av vilka verksamheter som avses varför bestämmelserna även bör gälla vid myndighetsutövning. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ⁹ https://www.notisum.se/rnp/sls/lag/19980808.htm 6 7. Riktvärden Kalmar län Bakgrund I SMHI:s beräkningar av hur vattennivån kommer förändras har man använt sig av klimatmodeller och utgått från vattennivåmätningar i regionen. I Kalmar län finns två mätstationer för vattennivåmätningar, Oskarshamn och Ölands norra udde. Vid beräkningarna har SMHI även tagit med en tredje mätstation i Blekinge, Kungsholms fort, en mätstation som SMHI bedömer som representativ för södra Kalmar län. Vattenståndet med 100 -300 års återkomsttid kommer enligt SMHI:s beräkningar att nå 220-230 cm över dagens medelvattennivå i RH 2000 utifrån en global höjning som följer IPCC RCP 8,5. Riskvärdering SMHI har beräknat sannolikheten till 63 % att vattenståndet når 220 cm vid länets Östersjökuster någon gång under en 100 årsperiod. De stora samhälleliga och ekonomiska konsekvenserna för översvämning vid ex bostäder gör att säkerhetskraven har satts till mindre än 1 % sannolikhet för översvämning under en 100-årsperiod. Detta motsvarar högsta beräknade flöde (Hbf)längs sjöar och vattendrag, vilket gör att man för dessa kan man använda sig av dagens översvämningskarteringar. Vad gäller kustvatten är sambanden mer komplexa, och i dagsläget saknas en metodik för att beräkna högvattenstånd med mindre än 1 % sannolikhet för översvämning under en 100 års period. SMHI menar att ett halv meters tillägg på vattenståndet med 300 års återkomsttid motsvarar ett säkerhetskrav på mindre än 1 % sannolikhet för översvämningar under en 100 års period. Sett till planeringshorisonten 2100 innebär säkerhetskraven för bl. a samhällsviktiga funktioner och bostadsbebyggelser m.m. (se vidare kap 8) att riktlinjerna för klimathänsyn hamnar på en plushöjd av 280 cm över dagens medelvattennivå ¹⁰. För norra länsdelen ( Oskarshamn och Västervik) som har en mindre landhöjning motsvarar det 270 cm. Fysisk planering Klimatförändringar kräver planering med långt tidsperspektiv. Fysisk planering som ska genomföras i närheten av vatten bör föregås av en riskanalys och utredning om översvämningsrisker. Det bästa sättet att minska riskerna för översvämningsskador är självklart att undvika nybyggnation inom riskområden. I plan och bygglagstiftningen står det förtydligat att bebyggelse ska lokaliseras till mark som är lämpad för ändamålet med hänsyn till de boendes och övrigas hälsa, säkerhet samt med hänsyn till risken för olyckor, översvämning och erosion. Sårbara eller samhällsviktiga funktioner ska därför inte förläggas till översvämningshotade områden. Exempel på sårbara funktioner som man bör förlägga till markområden med låg sannolikhet för översvämning är hälso- och sjukvård samt omsorg, information och kommunikation, energi och kommunalteknisk försörjning, transporter, miljöfarliga verksamhet samt skydd och säkerhet. Vissa anläggningar kan dock lokaliseras till riskområden förutsatt att man vidtar åtgärder för att minimera riskerna. För samtliga åtgärder som vidtas i syfte att minimera riskerna eller lindra konsekvenserna av översvämning krävs både löpande kontroller som underhåll. .…………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ¹⁰ Säkerhetskrav för byggnader, vägar och distributionsanläggningar i låglänta områden vid kust, sjöar och vattendrag – hänsyn till översvämningsrisker i föränderligt klimat. Remiss. Länsstyrelsen Blekinge län Dnr 424-3167-14 7 Åtgärderna ska framgå i både planbeskrivning som exploateringsavtal. Länsstyrelserna i Mellansverige har tagit fram en vägledning för fysisk planering¹¹. Vägledningen förordar en metod där markutnyttjande styrs med hänsyn till utsattheten för översvämning från sjöar och vattendrag i samband med höga flöden. Rekommendationerna är ett enkelt instrument för att visa var vilken typ av bebyggelse är lämplig utan att vidta speciella åtgärder. Markområden med låg sannolikhet för översvämning (översvämningszon 1) Endast i områden som inte hotas av högsta beräknade flöde, eller i områden längs kusten som har mindre än 1 % risk fram till år 2100 att drabbas av översvämningar bör nybyggnationer av bostadshus, riskobjekt och samhällsfunktioner av betydande vikt lokaliseras. I Södra och mellersta Kalmar län (Torsås, Kalmar, Mönsterås, Mörbylånga och Borgholms kommuner) motsvarar det områden som är upp till 2,8 meter över dagens medelvattennivå. För de norra kommunerna (Oskarshamn och Västervik) med större landhöjning motsvarar det områden upp till 2,7 meter över dagens medelvattennivå. Markområden med viss sannolikhet för översvämning (Översvämningszon 2) I områden med 300 års flöde, dvs. där sannolikheten för översvämningar fram till år 2100 är 28 % längs vattendrag eller i kustområden som är över 2,5 meter över medelvattennivån längs Kalmar läns kust (2,4 meter för Oskarshamn och Västervik)kan samhällsfunktioner av mindre vikt lokaliseras som servicebyggnader, sporthallar, campingstugor och liknande. För att förlägga bostadshus eller dagligvaruhandel i denna zon krävs klimatanpassningsåtgärder Markområden med stor sannolikhet för översvämning (Översvämningszon 3) I områden som hotas av 100-årsflöde eller 100 årig återkomsttid, dvs. där sannolikheten för översvämningar beräknas till 63 % eller högre fram till år 2100 vilket motsvarar områden 2,2 meter över dagens medelvattennivå längs Kalmar läns kustområden med planeringshorisont 2100, bör endast enkla byggnader som garage, uthus, sjöbodar samt utbyggnader av befintliga byggnader och vägar med alternativa förbifartsmöjligheter tillåtas. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………….. ¹¹ Översvämningsrisker i fysisk planering – rekommendationer för markanvändning vid nybebyggelse. Länsstyrelserna 2006 8 9 10. Klimatanpassningsåtgärder I princip finns det tre olika klimatanpassningsåtgärder man kan vidta vid fysisk planering, sen finns det flera varianter eller kombinationer av de tre grundläggande åtgärderna. 1. Attack- att bygga ut över vattnet, antingen på höga pelare eller på flytande konstruktioner. 2. Reträtt- att nyttja låga områden mer tillfälligt för att överge dem när översvämningarna kommer 3. Försvar -att bygga skyddsanordningar exempelvis vallar och pumpar. Kommunen har möjlighet att med planbestämmelse kräva skyddsåtgärder för att motverka olyckor, översvämning och erosion (PBL 4kap 12§). Detta görs genom att kommunen i detaljplanen anger att bygglov inte får ges förrän en viss skydds- eller säkerhetsanläggning genomförts på tomten eller i området, under förutsättning att det vid planläggningen visats att marken med föreslagna säkerhetsåtgärder är lämplig att bebygga. ¹² Det finns många rapporter som redogör för hur man kan klimatanpassa städer och skydda befintlig bebyggelse från översvämningar. I planeringshandboken Stigande vatten från Boverket listas olika typer av klimatanpassningsåtgärder enligt nedan man kan vidta beroende på typ av översvämning. För att minska sannolikheten att drabbas, eller i syfte att minska skadorna vid översvämning (se vidare exempelkatalog). ¹ᶟ 01. Absorption (gröna tak, gröna fasader, vegetation) Vegetation av olika slag är ett effektivt sätt att fördröja vatten. Genom att absorbera nederbörd minskar tillrinningen till sjöar och vattendrag vilket minskar översvämningsrisken. 02. Infiltration (genomsläpplig markbeläggning, infiltrationsanläggningar och infiltrationsstråk) Marken täcks med material som infiltrerar överflödigt vatten och minskar flöden. Andelen hårdgjord yta i ett planområde kan regleras i detaljplanen. 03. Flödesvägar (biodiken, svackdiken, öppna kanaler, tvåstegsdiken) Ordnade vattenvägar där vatten leds bort. 04. Uppsamling (bassäng, dammar, perkolations och infiltrationsmagasin, torra dammar, mångfunktionella uppsamlingsplatser, retentionsområden) Vatten kan magasineras tillfälligt i parker, lekplatser eller fotbollsplaner. Platserna görs med fördel vegetationsrika för ökad rening av vattenet. Uppsamling kombineras med flödesvägar. 05 Fördröjning (nya vattenvägar, restaurering av vattendrag, strandfodring, våtmarker, utjämningsmagasin) Vattnet fördröjs genom olika åtgärder, ofta används vegetation som fördröjningsåtgärd. ……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. ¹² Klimatanpassning i planering och byggande Boverket (2010) ¹ᶟ Stigande vatten – en handbok för fysisk planering i översvämningshotade områden. Länsstyrelsen i Västra Götalands län, rapport 2011:72. 10 Länsstyrelserna gav gemensamt ut skriften klimatanpassning i fysisk planering¹⁴ som listar åtgärder som kan vara aktuella att vidta vid översvämningar. Åtgärderna är i stort samma som handboken från Västra Götaland. 06 Tekniska åtgärder upphöjt område, vall/barriär, vågbrytare, ändrad reglering, ökning av vattendragets tvärsektion) vid tekniska åtgärder måste det säkerställas att lösningen inte förvärrar översvämning någon annanstans. 07 översvämningsparker (parker)Boverket listar olika klimatanpassningsåtgärder man kan göra vid fysisk planering⁵. Kommunen kan i detaljplanen bestämma hur marken ska disponeras. Hur man disponerar marken kan skapa säkerhetsavstånd framför ex känsliga verksamheter ex genom markanvändning, vegetation och placering av bebyggelse. Bassäng/invallning mot översvämning. En bassäng eller invallning tjänar som buffert vid översvämning, nederbörd eller dagvattenstigning. Åtgärden är möjlig att genomföra som skyddsanordning med stöd av 5 kap. 7§ p 11 PBL. Dike mot översvämning. För att samla upp utsläpp eller dagvatten. Åtgärden tjänar som buffert vid översvämningar, nederbörd och dagvattenstigning. Åtgärden är möjlig att reglera som utformning av allmän plats och tomt med stöd av 5 kap. 3§ resp. 5 kap 7§ p4 och 6. Vall mot översvämning. Åtgärden innebär att jordmassor placeras så att en vall bildas som en fysisk barriär mellan ett risk och skyddsobjekt. Åtgärden kan användas mot översvämningar. Åtgärden är möjlig att reglera som skyddsanordning med stöd av 5 kap. 7§ p 11 PBL. Markbeläggning mot översvämning. Åtgärden innebär att marken förse med viss ytbeläggning för att släppa eller leda vatten. Åtgärden är möjlig att reglera med stöd av 5 kap 3§ PBL. Förbud mot källare. Åtgärden innebär förbud mot källare för att förhindra skador vid översvämningar. Åtgärden är möjlig att reglera med stöd av 5 kap 7§ p2 PBL. Plushöjd mot översvämningar. Åtgärden innebär att en viss plushöjd föreskrivs för mark och/eller byggnader. Syftet är att minska sannolikheten för översvämningsskador. Åtgärden är möjlig enl. 5 kap. 7§ p5. Erosionsskydd med naturmaterial, nätkorgar med sten, betongmadrasser, fiberdukar i kombination med krossmaterial eller växtetablering. Åtgärden är möjlig med stöd av 5 kap 3§ och 5 kap 7§ PBL. ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ¹⁴ Klimatanpassning i fysisk planering – Vägledning från länsstyrelserna (2012) 11 Referenser 1 Havsnivåer i Kalmar län, Signild Nerheim, Johan Södling, SMHI rapport nr 66, 2014 2 IPCC, 2013: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovern-mental Panel on Climate Change (Stocker, T.F,D.Qin, G-K Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A.Nauels, Y.Xia, V.Bex And P.M. Midgley (eds.). Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA 3 Sverige inför klimatförändringar SOU2007:60. 4 www.lansstyrelsen.se/skane/SiteCollectionDocuments/sv/publikationer/2009/ planPM_stigande_havsniva_webb.pdf 5 www.boverket.se/globalassets/publikationer/dokument/2009/bygg_for_morgondagens_ klimat.pdf 6 www.msb.se/RibData/Filer/pdf/18458.pdf 7 http://www.smhi.se/kunskapsbanken/klimat/rcp-er-den-nya-generationen-klimatscenarier1.32914 8 http://www.notisum.se/rnp/sls/lag/20100900.htm 9 https://www.notisum.se/rnp/sls/lag/19980808.htm 10 Säkerhetskrav för byggnader, vägar och distributionsanläggningar i låglänta områden vid kust, sjöar och vattendrag – hänsyn till översvämningsrisker i föränderligt klimat. Remiss. Länsstyrelsen Blekinge län Dnr 424-3167-14 11 Översvämningsrisker i fysisk planering – rekommendationer för markanvändning vid nybebyggelse. Länsstyrelserna 2006 12 Stigande vatten – en handbok för fysisk planering i översvämningshotade områden. Länsstyrelsen i Västra Götalands län, rapport 2011:72. 13 Klimatanpassning i planering och byggande Boverket (2010) 14 Klimatanpassning i fysisk planering – Vägledning från länsstyrelserna (2012) Bilaga Havsnivåer i Kalmar län, Signild Nerheim, Johan Södling, SMHI rapport nr 66, 2014 12 Klimatanpassning? Klinta Borgholms kommun Foto: Länsstyrelsens arkiv 13 Signild Nerheim och Johan Södling RAPPORT NR 66 Havsnivåer i Kalmar län Pärmbild. Bilden föreställer Färjestaden på Öland. Foto: Sten Bergström, SMHI RAPPORT NR 2014-66 Författare: Uppdragsgivare: S. Nerheim, J. Södling Länsstyrelsen i Kalmar län Granskningsdatum: Granskare: Dnr: Version: 2014-12-19 2014-05-12 Håkan Persson Sofia Åström 2014/1994/9.5 1.2 Havsnivåer i Kalmar län Uppdragstagare Projektansvarig SMHI 601 76 Norrköping Lennart Larsson Uppdragsgivare Kontaktperson Länsstyrelsen Kalmar Län Lars Ljungström 011-495 8430 [email protected] 391 86 KALMAR Distribution Länsstyrelsen i Kalmar län, Kalmar läns kustkommuner Klassificering (x) Allmän ( ) Affärssekretess Nyckelord Global havsnivåhöjning, extrema havsvattenstånd, planering Övrigt Uppdaterad version 2015-02-23: Observationer från stormen Egon har inkluderats, i övrigt förtydliganden kring återkomsttid och sannolikhet. 2015-05-12: Nytt kapitel 5.3, 6.1, samt tillägg i sammanfattningen. Sofia Åströms granskning gäller nya delar i rapporten. Denna sida är avsiktligt blank Innehållsförteckning 1 SAMMANFATTNING ............................................................................. 1 2 BAKGRUND OCH SYFTE ..................................................................... 1 2.1 Kort om höjdsystem ........................................................................................ 1 3 VAD PÅVERKAR HAVSNIVÅERNA? ................................................... 2 3.1 Extrema vattenstånd ....................................................................................... 2 3.1.1 Vågor och vinduppstuvning ............................................................................................ 2 3.2 Uppmätt vattenstånd nära Kalmar län ............................................................. 2 3.3 Globala havsvattenståndet - IPCC AR4 till AR5 .............................................. 5 3.4 Landhöjning .................................................................................................... 6 3.5 Havshöjning i Kalmar län................................................................................. 6 4 METOD .................................................................................................. 6 4.1 Statistisk extremvärdesanalys ......................................................................... 6 5 RESULTAT ............................................................................................ 7 5.1 Förändring av medelvattenståndet i Kalmar län .............................................. 7 5.2 Extrema vattenstånd i Kalmar län.................................................................... 9 5.3 Påverkan på land .......................................................................................... 11 6 DISKUSSION OCH SLUTSATSER ..................................................... 11 6.1 Planeringsnivåer – på 50 och 100 års sikt ..................................................... 12 7 FÖRDJUPAD BESKRIVNING ............................................................. 13 7.1 Global havshöjning........................................................................................ 13 7.2 Statistiska metoder........................................................................................ 16 7.2.1 7.2.2 7.2.3 Val av sannolikhetsfördelning ....................................................................................... 16 Konfidensintervall ......................................................................................................... 16 Goodness-of-fit ............................................................................................................. 16 7.3 Återkomsttider i ett framtida klimat ................................................................ 17 7.4 Erosion, vågor och vattenstånd ..................................................................... 17 8 REFERENSER ..................................................................................... 20 Denna sida är avsiktligt blank 1 Sammanfattning Länsstyrelsen i Kalmar län har beställt en uppdatering av beslutsunderlag som rör havsnivåerna 2100. De senaste resultaten från IPCC:s femte rapport, AR5, används för den globala vattenståndshöjningen. Uppgifter om lokal landhöjning används för att beräkna höjningen av medelvattenståndet lokalt, och observerade havsvattenstånd används för att beräkna extrema vattenstånd lokalt i dag och 2100. Underlaget ska användas för att ta fram riktlinjer för planering nära havet. Havsvattenståndets variation påverkar verksamheter och bebyggelse nära kusten. Översvämningsrisk vid höga havsvattensstånd förekommer vid passerande lågtryck där atmosfärstryck och vindar samverkar så att vatten trycker på mot land. Det extrema vattenståndets höjd relativt land påverkas av den ostörda vattenytans läge. I ett framtida klimat kommer medelvattenståndet att vara högre än i dag. SMHI har tagit fram extrema vattenstånd för Kalmar län för dagens och framtidens förhållanden. Vid samma tillfällen påverkas kusten oftast även av vågor som slår mot land, och i vikar och sund kan också vattenståndet vara högre än vid öppna kusten. Beräknade extrema vattenstånd för Kalmar län år 2100 varierar mellan 220 och 230 cm i RH2000. Resultatet gäller för den högsta globala havshöjningen enligt IPCC (+98 cm från 1990 till 2100), och för en statistisk fördelning motsvarande 100 respektive 300 års återkomsttid. En återkomsttid på 100 år motsvarar 1 % sannolikhet varje enskilt år. En återkomsttid på 300 år motsvarar 0,33 % sannolikhet varje enskilt år. Planering för stigande havsnivåer gäller framförallt för det som händer på lång sikt. Riskerna för ökande översvämningsrisker på kort sikt är betydligt lägre. • • • 2 Stigande havsnivåer påverkar inte sannolikheten för översvämningar från havet väsentligt från nu och några decennier fram i tiden På 50 års sikt kan havsnivåns höjning lokalt komma att bli ca 20-30 cm högre än idag, med måttligt högre risker för översvämningar jämfört med idag För planering på längre sikt än 2100 är det viktigt att förstå att havshöjningen inte slutar år 2100 Bakgrund och syfte I och med att IPCCs femte sammanställning (AR5) publicerades 2013 har Länsstyrelsen i Kalmar vänt sig till SMHI för att få beräknade extrema havsvattenstånd för Kalmar länbaserat på de senaste resultaten. Syftet är att ge underlag för fysisk planering i Kalmar län. Rapportens beskriver hur extrema vattenstånd förekommer i länet. Extrema vattenstånd med olika återkomsttider beräknas med hjälp av statistiska metoder. Analysen utförs för dagens klimat, och för framtidens klimat. Rapportens huvuddelar beskriver metoder och resultat relativt kortfattat, medan en mer detaljerad beskrivning av processer och metoder finns i senare stycken. 2.1 Kort om höjdsystem SMHI mäter vattenståndet i ett lokalt höjdsystem, alltså i anknytning till en fixpunkt vid själva mätaren. Sedan räknas vattenståndet om och relateras till årets beräknade medelvattenstånd. Här har betydelsen av landhöjningen tagits bort, så att det går att jämföra extremer mellan åren, även i områden där landhöjningen är stor. Nr. 66 SMHI – Vattenstånd i Kalmar län 1 För planering måste nivåerna anges relativt fasta höjder på land. Medelvattenytans höjd i år ligger vid något värde i till exempel RH2000, Rikets höjdsystem 2000. I Sverige har vi varit vana vid att medelvattenytans nivå i de fasta höjdsystemen har sjunkit, men i takt med att globala havshöjningen snabbar på, kommer detta att ändras. 3 Vad påverkar havsnivåerna? 3.1 Extrema vattenstånd Havsvattenståndet varierar i tid och rum längs med den svenska kusten. Höga havsvattenstånd inträffar när lufttryck och pålandsvindar samverkar i att lyfta och trycka vattenmassor upp och in mot kusten. Stora lokala variationer förekommer. Östersjön fungerar till stor del som en badbalja. Svängningarna är störst nära baljans ändar, vilket betyder att det är högre extremer i norra Bottenhavet och i södra Östersjön än mitt på. Baljan kan också vara mer eller mindre full, eftersom det tar tid att fylla på och tömma Östersjön. Under blåsiga höstar brukar Östersjön långsamt att fyllas allt mer, och när det då förekommer stormar eller andra förhållanden som ger höga vattenstånd så startar dessa från ett högre utgångsläge vilket gör att vattnet når högre än om det hade startat från en lägre utgångsposition. Kalmar län med sin belägenhet i södra delen av egentliga Östersjön upplever alltså oftare höga vattenstånd än vad Stockholm närmare mitten av bassängen gör, och många av Östersjöns rekord har inträffat under perioder där den generella vattennivån varit förhöjd. 3.1.1 Vågor och vinduppstuvning Vid samma tillfällen som vattenståndet i havet är högt är det också vanligt med kraftiga vågor in mot kusten. Vågorna blir högst där det är djupt vatten nära kusten, och där det är öppet vatten. Det kan därför förväntas vara större vågor på ostsidan av Öland än i Kalmarsund vid ostlig vind. Kraftiga vindar kan också ge lokala effekter i vikar och sund då vattnet som trycker på inte har någonstans att ta vägen vilket ger högre vattenstånd inne i viken än utanför. Detta sker speciellt i grunda vikar eftersom vattnet i djupare områden tar sig ut igen längs botten. Man skulle kunna befara att effekten är vanligt förekommande i Kalmarsund, och det är det förmodligen också, men inte vid samma vindriktning som ger de mest extrema vattenstånden. 3.2 Uppmätt vattenstånd nära Kalmar län När extrema vattenstånd ska beskrivas i detalj används statistiska metoder, och det är viktigt att ha en stor mängd data från en lång tidperiod med hög kvalitet som underlag för beräkningarna. Tre av SMHI:s mätstationer är relevanta att studera för at ta fram resultat för Kalmar län; Kungsholmsfort vid Karlskrona, Ölands norra udde och Oskarshamn. Figur 1 visar mätstationernas belägenhet, tillsammans med mätstationen från Sjöfartsverkets ViVa-nät i Kalmar. Mätningarna från Kungsholmsfort ligger i Blekinge men är av speciellt stort intresse för södra länet då denna mätserie både är lång och håller hög kvalitet. Den är dessutom samlokaliserad med Lantmäteriverkets GPS-mätstation för landhöjning. Mätningarna vid Ölands norra udde startades 1851, men där är det dygnsvärden fram till 1961 så mätserien har inte lika hög kvalitet. Mätningar i Oskarshamn startade 1961. SMHI har tillgång till Sjöfartsverkets ViVa-data från 2009 och framåt. Sjöfartsverkets data från Kalmar har använts för att illustrera samvariationen längs kusten. Återkomsttider har beräknats enbart på SMHI-stationerna eftersom Kalmar-data inte finns för tillräckligt många år för att utföra analysen. Nr. 66 SMHI – Vattenstånd i Kalmar län 2 Figur 1. Kartbild över de vattenståndsstationer som användes i analysen. Kungsholmsfort i Blekinge används för att ta fram resultat för södra länet. Positioner för de tre SMHI-stationerna visas i Tabell 1och för Sjöfartsverket i Tabell 2: Tabell 1. SMHIs mätstationer i och nära Kalmar. Namn Stations-ID Longitud Latitud Kungsholmsfort Oskarshamn Ölands norra udde 2088 2085 2083 15,5894 16,4779 56,1052 57,2749 Tabell 2. Sjöfartsverkets mätstation i Kalmar. Namn Stations- Longitud Latitud ID Kalmar 35105 16,3783 56,6593 Data från 1886-12-31 1960-09-15 1851-08-01 Data till Mängd data Idag 127 år Idag 53 år Idag 163 år Data från Data till 2009-04-23 Idag Mängd data 4 år En viktig fråga att belysa är huruvida variationer i länet är relativt likartade, eller om någon mätstation oftast visar högre eller lägre vattenstånd än de andra vid ett högvattentillfälle. Om det är god samvariation kan man utgå ifrån att resultat från någon av mätstationerna är relativt representativt även för övriga länet. Figur 2 visar ett tillfälle av höga vattenstånd för alla fyra stationer från ett tillfälle med högt vattenstånd under tidperioden som det finns data tillgängliga för. Vid vattenståndsmaximum är nivåerna identiska vid Kungsholmsfort och Ölands norra udde, men lite lägre utanför Kalmar och Oskarshamn. Den exakta fördelningen kommer att variera lite från fall till fall, men genomgående är samvariationen så god att årsmax från båda de två längsta mätserierna bedöms vara representativa för länet. Figur 3 visar vattenståndet under stormen Egon som drog in över Sverige den 10 januari. Vattenståndet som uppnås är något lägre än i exemplet från 2012, och det är god samvariation när vattenståndet är högt. Innan vattenståndet når sitt maximum är det tydliga skillnader mellan stationerna vilket beror på var lågtrycket passerar och vilka vindar som då är förhärskande. Nr. 66 SMHI – Vattenstånd i Kalmar län 3 Figur 2. Ett exempel på att det är stor grad av samvariation i havsvattenståndet vid höga vattenstånd i Kalmar län. Vid låga vattenstånd är bassängeffekten mer utpräglad och utslaget är större i södra delarna. Figur 3. Vattenståndet under stormen "Egon" januari 2015. Stormen Egon drog in över Sverige 10 januari, och den 11 januari passerade lågtrycket så att vattenståndet blev högt längs Kalmars kust. Medelvärdet av alla årshögsta vattenstånden (jämfört med medelvattenståndet) är högst i Kungsholmsfort, 75 cm, vilket beror på att svängningen i bassängen påverkar mer i södra delen Östersjön. Medelvärdet för Oskarshamn är 68 cm och för Ölands norra udde 70 cm. Medelvärdet för Kungsholmsfort från 1961 fram till idag, alltså den period som är gällande för Oskarshamn, är 79 cm. Nr. 66 SMHI – Vattenstånd i Kalmar län 4 3.3 Globala havsvattenståndet - IPCC AR4 till AR5 När havet stiger stiger också utgångsläget för alla sorters vattenståndsvariationer. En storm som har potentialen att höja vattenståndet +1 m idag har i framtiden samma potential att höja havsytan – skillnaden är att om medelvattenståndet är 50 cm högre än idag så kommer den resulterande nivån vara +150 cm jämfört med dagens medelvattenstånd. Observationer visar att havet har börjat stiga snabbare än förut. I Sverige har havshöjningen inte varit kännbar i stora delar av landet, men nu börjar det bli allt tydligare. Figur 4 visar den globala havshöjningen enligt fyra möjliga framtidsscenarion som ger olika stora utsläpp av växthusgasar. De fyra staplarna visar höjningen för åren 2081-2100. Den högsta höjningen återfinns för RCP8,5. För året 2100 är höjningen enligt RCP8,5 52 till 98 cm (tabell 13.5, IPCC AR5). I resultaten har den högsta nivån från IPCC:s femte rapport, AR5, använts. Det innebär en global höjning om 98 cm från 1990 till 2100. Figur 4. Genomsnittliga global havsnivåhöjning fram till 2100 jämfört med 1986-2005. Resultaten är från en kombination av globala modeller, och tidsförloppet visas för två utsläppsscenarier, RCP2,6 och RCP8,5, både som median och som 90 % av alla resultaten. Resultat för perioden 2081-2100 visas för alla RCP-scenarier som färgade vertikala staplar med motsvarande medianvärde som en horisontell linje. Det högsta scenariot, RCP8,5 leder till en höjning av havsytan på mellan 52 och 98 cm för 2100. Medianvärdet för åren 2081-2100 är 45-82 cm vilket visar att mycket av höjningen sker mot slutet av seklet. Källa: IPCC AR5, Summary for policy makers, figur 9. Nr. 66 SMHI – Vattenstånd i Kalmar län 5 3.4 Landhöjning Redan i början på 1700-talet observerades att jorden höjde sig i Norden. Eftersom man trodde att det var havsvattnet som försvann kallades fenomenet då för vattuminskning. Idag vet vi att det är landet som höjer sig efter att ha varit tungt belastat av den kilometertjocka isen under senaste istiden. Landhöjningen varierar och är störst i norra Sverige vid Bottenvikskusten (cirka 1 cm/år) och minst i Skåne (cirka 0 cm/år). Mer exakt, vid Kungsholmsfort är landhöjningen 1,4 mm/år, vid Oskarshamn är den 2,0 mm/år och vid Ölands norra Udde är landhöjningen 2,5 mm/år. 3.5 Havshöjning i Kalmar län Utifrån SMHI:s mätningar och uppgifter om den absoluta landhöjningen går det att beräkna vad den havshöjningen har varit lokalt i länet sedan mätningarna startades. Resultaten visar att havshöjningen i norra Kalmar län har varit strax under 0,2 cm/år för mätperioden, medan havsnivåhöjningen vid Kungsholmsfort har varit något lägre, strax under 0,15 cm/år. Analysen gäller för hela mätperioden, d.v.s. från 1851 för Ölands norra Udde, 1960 för Oskarshamn och 1889 för Kungsholmsfort. Det finns skillnader mellan Öland och Oskarshamn som visar att havshöjningen har varit snabbare efter 1960 också i Kalmar län. Under de senare åren har en ny modell för den absoluta landhöjningen tillkommit som ger något andra siffror än beräkningen som gjordes 2008. Det finns ett behov av att utvärdera de två olika metoderna mot varandra så att osäkerheten i beräkningarna ovan kan uppskattas. 4 Metod 4.1 Statistisk extremvärdesanalys Ett väl vedertaget sätt att modellera extrema vattenstånd är med återkomsttider. Den vanligaste ansatsen man gör när man jobbar med återkomsttider, är att bygga en modell kring vattenståndstidsseriens årshögsta värden. Dessa värden antas vara oberoende och följa en och samma sannolikhetsfördelning. Utifrån denna fördelning får man kunskap om hur årets högsta vattennivå beter sig på den aktuella platsen. Det är viktigt att tolka återkomsttider korrekt. T.ex. ska man tolka 100-årsvattenståndet som det vattenstånd som det varje år är 1 sannolikhet på 100 att detta värde överskrids. På samma sätt ska man tolka meningen ”Vattenståndet 80 cm har återkomsttid 50 år” som att det varje år är 1 möjlighet på 50 att vattenståndet överskrider 80 cm. I resultaten nedan är det återkomsttider på 100 år eller mer som är av intresse. En återkomsttid på 100 år motsvarar 1 % sannolikhet varje enskilt år. En återkomsttid på 300 år motsvarar 0,33 % sannolikhet varje enskilt år. Sannolikheten under en längre period är inte densamma som för ett enskilt år. Exempelvis är sannolikheten 63 % för att en händelse med 100 års sannolikhet ska överskridas under en period på 100 år. Nr. 66 SMHI – Vattenstånd i Kalmar län 6 5 Resultat 5.1 Förändring av medelvattenståndet i Kalmar län Med utgångspunkten att havet stiger enligt det högsta av IPCCs scenarier, och att landhöjningen är konstant, har förändringen av medelvattenytan beräknats för Kalmar län. Figur 5 visar höjningen av havsvattenståndet lokalt förutsatt att havet stiger 30 cm fram till 2050 och totalt 1 m från 1990 till 2100 vid Ölands norra udde och Kungsholmsfort i Blekinge. Ölands norra udde är representativ för norra länet och Kungsholmsfort är representativ för södra länet. Det skiljer sig lite mellan de två bilderna, och landhöjningen kompenserar inte i någon större utsträckning för havshöjningen i området. Medelvattenståndet år 2014 är 12-13 cm i höjdsystemet RH2000 för hela Kalmar län (Tabell 3). Eftersom landhöjningen varierar i länet kommer medelvattenytan höjas olika mycket relativt land fram till 2100. Tabell 3 visar medelvattenståndet i RH2000 för 2014 och 2100, samt nettoförändringen från 1990 fram till 2100 eftersom detta är referensperioden som används. Figur 6 visar en vy från Kalmar mot Ölandsbron. När havet stiger kommer normalvattenståndet att vara betydligt högre än idag. Tabell 3. Medelvattenståndets nivå 2014 och 2100, samt beräknad höjning av medelvattenytan från 1990 till 2100. Station MedelvattenMedelvattenståndet Förändring i ståndet 2014 2100 [cm i RH2000] medelvattenstånd [cm i RH2000] 1990-2100 [cm] Kungsholmsfort Oskarshamn Ölands norra udde 13 13 12 Nr. 66 SMHI – Vattenstånd i Kalmar län 96 91 86 82,6 76 70,5 7 Figur 5. En tänkt höjning av havsvattenståndet (grön linje) förutsatt en global havsvattenståndshöjning om +1 m och lokal landhöjning vid Ölands norra udde och Kungsholmsfort. Nr. 66 SMHI – Vattenstånd i Kalmar län 8 Figur 6. När medelvattenytan stiger kommer den orörda vattenytan att flyttas högre upp, närmare bebyggelse och infrastruktur. Bilden är från Kalmar. Foto: Sten Bergström, SMHI. 5.2 Extrema vattenstånd i Kalmar län Extremvattenstånden har beräknats med statistisk extremvärdesanalys. Figur 7 visar vattenstånd med olika återkomsttider för Kalmar län, 2014 och idag. Resultatet bygger på en sammanvägd analys av resultat från Öland, Oskarshamn och Kungsholmsfort. Det är viktigt att märka sig att ett vattenstånd som idag har 300 års återkomsttid, 150 cm i RH2000, är lägre än ett vattenstånd som har 10 års återkomsttid år 2100, 190 cm i RH2000. Förutsättningen är att höjningstakten blir den som RCP8,5 representerar. Tabell 4 visar havsvattenstånd med 10, 50, 100, 200 och 300 års återkomsttider för dagens klimat, i cm i RH2000. Konfidensintervallen visas i parantes. Tabell 5 visar havsvattenstånd med olika återkomsttider för 2100 förutsatt en global höjning om 98 cm, och kompensation för lokal landhöjning. I båda tabellerna visas bara upp till 100 års återkomsttid för Oskarshamn på grund av att serien är för kort. En återkomsttid på 100 år motsvarar 1 % sannolikhet varje enskilt år. En återkomsttid på 200 år motsvarar 0,5 % sannolikhet varje enskilt år, och en återkomsttid på 300 år motsvarar 0,33 % sannolikhet varje enskilt år. Nr. 66 SMHI – Vattenstånd i Kalmar län 9 Högvattenstånd i Kalmar län 250 cm i RH2000 200 150 100 2014 2100 50 0 10 år 50 år 100 år 200 år 300 år Statistisk återkomsttid Figur 7. Vattenstånd med olika återkomsttider för Kalmar län för dagens (2014) klimat och för 2100. Figuren bygger på en kombination av resultaten från Kungsholmsfort och Öland norra udde. Tabell 4. Extrema vattenstånd beräknade för dagens klimat, utifrån medelvattenstånd. Återkomsttider i Kungsholmsfort Oskarshamn Ölands norra dagens klimat i udde RH2000 Återkomsttid 10 98 (91 - 105) 87 (80 - 93) 99 (91 - 107) 50 117 (104 - 128) 98 (87 - 104) 125 (108 - 142) 100 124 (107 - 138) 101 (88 - 107) 136 (113 - 158) 200 130 (109 - 148) 146 (117 - 175) 300 134 (110 - 153) 153 (118 - 186) Tabell 5. Extrema vattenstånd beräknade för 2100 med en höjning av medelvattenståndet om 98 cm, och med kompensation från lokal landhöjning. Återkomsttider Kungsholmsfort Oskarshamn Ölands norra 2100 i RH2000 udde Återkomsttid 10 194 (187 - 201) 178 (171 - 184) 185 (177 - 193) 50 213 (200 - 225) 189 (178 - 195) 211 (194 - 228) 100 220 (203 - 234) 192 (179 - 198) 222 (199 - 244) 200 226 (205 - 244) 232 (202 - 261) 300 230 (206 - 249) 238 (204 - 272) Nr. 66 SMHI – Vattenstånd i Kalmar län 10 5.3 Påverkan på land Är det beräknade vattenståndet i havet den nivå som vi får på land i hela länet? Som beskrivit i 3.1.1 kan både tilläggseffekter i vikar och sund och vågor leda till att vattennivån lokalt är högre än den som är beräknad för öppna kusten. I vikar och sund som har samma riktning som den vindriktning som ger de extrema vattenstånden kan vinduppstuvning göra att vatten inte kan ta sig tillbaka igen lika fort som det pressar på, och det gör att det längst in i sunden kan vara mycket högre nivåer än längre ut. Detta fenomen kommer inte att vara så betydelsefullt för Kalmar då Kalmarsund inte har samma riktning som de vindar som ger höga vattenstånd. Detta bekräftar också observationerna (se Figur 2). I resten av länet är Mönsterås den tätort som skulle kunna beröras av snedställning utifrån en översiktlig bedömning. Vågor som förekommer samtidigt som det är högt vattenstånd bör beaktas. Våghöjden är störst vid en öppen kust, medan skärgård skyddar och bromsar upp vågenergi. Genom modellsimuleringar eller enklare metoder kan man ta fram någon form av dimensionerande våghöjd längs kusten. Det är viktigt att förstå att en våghöjd inte kan adderas till vattenståndets höjd för att få en planeringsnivå. Våghöjden gäller bara för vattendjupet utanför strandlinjen. När vågen sköljer upp på land gör friktionen att vågen dämpas ut. Vattnet som finns i vågen fortsätter dock upp på stranden någon höjd och längd. Vid planering av byggande nära vatten bör därför våghöjd och effekter från vågor huvudsakligen beaktas nära strandlinjen eller kajkanten. Det är också viktigt att förstå underlagets påverkan på vattnet. I teorin kommer alla områden som ligger lägre än havsnivån vid översvämningstillfället att bli våta, men detta beror bland annat på hur land ser ut. Friktionsmotståndet är större över gräs, sand eller sten, än över hårdgjorda ytor, och det finns uppgifter om att vattennivåerna på land inte har blivit lika höga som vid observationspunkten. Detta skulle nog främst vara gällande för en flack kust med hög friktion (gräs, sand, sten). På hårdgjorda ytor kan vinden bidra till att blåsa in vatten längre in på land än den nivå som anges, även i svagt sluttande uppförsbacke. Detta kommer dock inte att gälla några stora vattenvolymer. Uppsköljningshöjden (d.v.s. den höjd och längd som vattnet kan nå på land) kan beräknas för en sluttande kust om våghöjden vid stranden är känd. Eftersom vågor går in och ut är det inte en konstant nivå som nås. Det kan också vara relevant att beakta i vissa sammanhang. Mer om detta finns att läsa i Kapitel 7.4 6 Diskussion och slutsatser Vattenstånd med olika återkomsttider har beräknats för Kalmar län 2100 utifrån en global havshöjning på 98 cm mellan 1990 och 2100. När hänsyn tas till lokal landhöjning kommer medelvattenytan 2100 att vara mellan 80 och 95 cm i RH2000 i länet. Det är ca 70-80 cm högre än idag. Vattenstånden har beräknats för tre av SMHI:s mätstationer i och nära Kalmar län. Den mätserie som är av högst kvalité är Kungsholmsfort. Denna ligger i Blekinge men är representativ för södra Kalmar län, och vi rekommenderar att den huvudsakligen används för underlag. Resultaten från Ölands norra udde visar något högre extremvärden i dagens klimat, men resultaten är mindre tillförlitliga på grund av att det är sämre datakvalité i äldre data. I ett framtida klimat blir det relativt likartade resultat både för Ölands norra udde och för Kungsholmsfort. Det beror på att landhöjningen är högre i norra länet vilket kompenserar för de något högre extremerna. Resultaten visade att vattenståndet med 100-300 års återkomsttid år 2100 i Kalmar län kommer att vara 220-230 cm i RH2000 utifrån en global höjning som följer IPCC RCP8,5. Detta är den Nr. 66 SMHI – Vattenstånd i Kalmar län 11 snabbaste höjningstakten som har beräknats globalt, och med lägre utsläpp och en långsammare höjningstakt kan dessa nivåer visa sig att vara överskattade. En återkomsttid på 100 år motsvarar 1 % sannolikhet varje enskilt år medan en återkomsttid på 300 år motsvarar 0,33 % sannolikhet varje enskilt år. Det finns förhållandevis få områden där lokala vinduppstuvningseffekter bedöms vara ett problem, men hänsyn kan behöva tas till detta i Mönsterås. Yttre delarna av Öland är förmodligen starkt påverkade av vågor. Det har inte tagits fram några exakta våghöjder i rapporten som föreligger här, och våghöjderna är inte heller direkt tillämpningsbara för planeringshöjder, framförallt inte en bit in på land. Länets kust på insidan av Öland bör vara relativt väl skyddad mot höga vågor. 6.1 Planeringsnivåer – på 50 och 100 års sikt Utmaningarna är många när det gäller att planera inför ett stigande vattenstånd. Vattennivåerna är bara en av aspekterna, såväl kostnader och risker måste vägas mot osäkerheterna i underlaget. En av de svåra osäkra aspekterna är att förhålla sig till att havshöjningen är ett rörligt mål. Hur ska vi planera idag för något som sker om 100 år? De nivåer som anges här är gällande för den högsta höjningen utifrån IPCC:s beräkningar, för året 2100. Med lägre utsläpp av växthusgaser blir resultaten en mindre snabb havshöjning. Samtidigt slutar inte havshöjningen vid år 2100, och för planering på lång sikt så som för stadsdelar eller kritisk infrastruktur är det viktigt att beakta det. Havsnivåhöjningen är mycket måttligare på 50 års sikt. Figur 5 visar en möjlig utveckling av vattenståndet lokalt utifrån en global höjning och den landhöjningen som finns. För 2060 kommer havshöjningen lokalt att vara ca 20-30 cm högre jämfört med 1990, alltså betydligt lägre nivåer än 2100. Under åren 2015-2060 kommer med andra ord översvämningsrisken från höga havsnivåer att vara ungefär som idag, eller marginellt högre. Den samlade bilden är att havet stiger, men att det sker gradvis: • • • • • Stigande havsnivåer påverkar inte sannolikheten för översvämningar från havet väsentligt från nu och några decennier fram i tiden På 50 års sikt kan havsnivåns höjning lokalt komma att bli ca 20-30 cm högre än idag, med måttligt högre risker för översvämningar jämfört med idag Nivåerna 2100 baseras på den högsta höjningen enligt IPCC. Vid lägre utsläpp kan höjningen komma att ske i långsammare takt För planering på längre sikt än 2100 är det viktigt att förstå att havshöjningen inte slutar år 2100 Planering nära vatten bör alltid möjliggöra åtgärder längre fram när de blir aktuella Nr. 66 SMHI – Vattenstånd i Kalmar län 12 7 Fördjupad beskrivning 7.1 Global havshöjning År 2007 kom IPCC ”Assessment Report 4”, AR4. Syftet med rapporten var att bedöma vetenskaplig, teknisk och socioekonomisk information om klimatförändringen, dess möjliga effekter, samt alternativ för anpassning. De huvudsakliga resultaten då var att havsvattenståndet förväntades stiga 18 cm i ett lågt scenario, och 59 cm i ett högt scenario. Därutöver förväntades havet att stiga mer i vissa regioner än andra. I analysen 2007 användes 18 och 59 cm samt det regionala bidraget för att beräkna höjningen av medelvattenytan. Parallellt med att nya resultat har inkommit har SMHI arbetat med att uppdatera sin metodik utifrån den senaste forskningen. Ett viktigt resultat var Nederländernas Deltakomitté som angav som högst 130 cm global höjning 1990-2100. 2012 publicerades SMHIs kunskapssammanställning över forskningsresultat och olika nationella och internationella bedömningar (Bergström 2012). Rapporten var tänkt som ett underlag för bedömningar av hur framtidens havsnivåer påverkar Sveriges kustområden och syftade i första hand till att beskriva den vetenskapliga bakgrunden och att ge en bild av hur olika bedömningar varierar. För att rekommendera vilka nivåer som ska användas i samhällets planeringsprocess krävs både en ingående dialog med de som är ansvariga för konsekvenserna samt att andra faktorer vägs in, såsom acceptabel risk, vilka värden som står på spel, det planerade objektets livslängd samt framtida möjligheter att anpassa sig till nya förutsättningar. Utifrån detta underlag och med detta förbehåll har SMHI i flera utredningar och länsanalyser gjort bedömningen att 1 m är en trolig övre gräns för den globala havshöjningen, och utgått ifrån detta värde vid beräkning av extrema vattenstånd i framtidens klimat. IPCC:s utvärdering 2013-2014 (AR5) omfattar de nya scenarier som idag används för att bedöma framtidens klimat, RCP-scenarier (Representative Concentration Pathways). RCPscenarierna ersätter de tidigare SRES-scenarierna (Special Report on Emissions Scenarios). I motsats till SRES-scenarierna är de nya RCP-scenarierna formulerade som stabiliseringsscenarier där hänsyn tas till effekten av klimatpolitiska beslut för att minska utsläppen. De olika RCP-scenarierna baseras på olika antaganden om växthusgasutsläppens utveckling. Hur mycket vi människor påverkar klimatet på sikt avgörs främst av de samlade utsläppen av växthusgaser över tid. Hur mycket temperaturen stiger avgörs i sin tur av när i framtiden de klimatpåverkande utsläppen når sin maxnivå, på vilken nivå de kulminerar och hur snabbt de kan fås att minska därefter. Regionala skillnader i havsvattenståndet förekommer, och osäkerheterna i de olika globala klimatensemblerna har i allmänhet minskat från AR4 till AR5. Enligt AR5 förväntas de regionala variationerna under de närmsta decennierna domineras av naturliga variationer, men mot slutet av seklet förväntas regionala mönster från de olika komponenterna av den klimatpåverkade havsnivåförändringen att träda fram och efterhand dominera över naturlig variabilitet. För Skandinavien förväntas havshöjningen vara något lägre än den globala vilket skiljer sig från AR4. Anledningen är att de stora glaciärernas egen gravitation attraherar stora mängder vatten. När Grönlandsisen smälter kommer denna effekt att klinga av i glaciärens påverkansområde och effekten av avsmältningen märks mer ju längre bort man kommer. Osäkerheterna är dock fortfarande så stora att vi i resultaten valt att bortse från eventuella regionala variationer. IPCC AR5 redovisar resultat från olika utsläppsscenarier. Resultaten i rapporten bygger på RCP8.5, det värsta scenariet, för att beräkna vattennivåer 2100. Övriga scenarier följer ungefär samma utveckling som RCP8.5 avseende temperaturhöjning och vattenstånd, men processen tar längre tid. Figur 8 visar temperaturförändringen i relation till koldioxidutsläpp, och den visar att förändringarna som sker är ungefär de samma, men de tar olika lång tid. Det är viktigt att poängtera att havshöjningen inte upphör 2100. Det kan alltså snarare vara en fråga om när havet når en viss nivå, och inte om hur hög nivån blir. Denna aspekt är viktig att beakta vid planering där livslängden till en byggnad eller ett område spelar roll. Nr. 66 SMHI – Vattenstånd i Kalmar län 13 Figur 8. Temperaturökning (global medeltemperatur vid ytan) i de olika RCPerna. Källa: IPCC AR5, Summary for policy makers, figur 10. Figur 9 visar den så kallade apparenta landhöjningen i Norden, det vill säga den effekten som vi kan observera från land. De angivna värdena gäller för den balans mellan land- och havshöjning som varit under större delarna av 1900-talet. Nr. 66 SMHI – Vattenstånd i Kalmar län 14 Figur 9. Apparent landhöjning i Norden fram till ca 1990 (Källa: Lantmäteriet). Efter 1990 har den allt snabbare havshöjningen inneburit att denna balans inte längre gäller. Nr. 66 SMHI – Vattenstånd i Kalmar län 15 7.2 Statistiska metoder Den ackumulerade sannolikheten för att en händelse sker under en längre tidperiod visas för olika återkomsttider i Tabell 6 Tabell 6. Sannolikheten att en händelse med en viss återkomsttid överskrids minst en gång under en given period. Återkomsttid Sannolikhet Sannolikhet Sannolikhet (år) under 100 år under 200 år under 300 år (%) (%) (%) 50 87 98 100 100 63 87 95 200 39 63 78 300 28 49 63 1000 10 18 26 10 000 1 2 3 7.2.1 Val av sannolikhetsfördelning Den statistikteori som återkomsttider bygger på kallas extremvärdesteori. Den viktigaste satsen inom denna är extremvärdessatsen, som, under vissa förutsättningar, tillåter oss att ansätta att årsmax-värdena följer en viss sannolikhetsfördelning. I princip måste årsmax-värdena vara oberoende och likafördelade (d.v.s. årsmax år 1900 bör ”bete sig” som årsmax år 1990). Det finns ett flertal sannolikhetsfördelningar som är vanligt förekommande för återkomsttidsanalys i vetenskaplig litteratur. Extremvärdessatsen ger mest stöd åt Generalized Extreme Value, GEV,( Coles 2001)men även andra fördelningar kan vara aktuella. Det är viktigt att man verifierar att den valda sannolikhetsfördelningen passar till datat. För att avgöra detta kan man använda ett så kallat goodness-of-fit-test, t.ex. Kolmorogov-Smirnov, som ger ett numeriskt mått på hur väl sannolikhetsfördelningen passar till data. Om testet underkänner fördelningen bör man inte använda den i analysen. Ofta kan flera fördelningar passa till samma datamaterial, men ge olika återkomsttider, se avsnitt 7.2.3. I denna analys har tre sannolikhetsfördelningar använts, men bara två redovisas: GEV och Lognormal. Lognormal och GEV är relativt lika varandra men ger olika konfidensintervall. För vidare fördjupning se vidare Blom et al (2005) eller Coles (2001). 7.2.2 Konfidensintervall För varje återkomsttid beräknas även ett konfidensintervall omkring vattenståndet. Ett konfidensintervall ska tolkas som ett intervall som med en viss sannolikhet täcker det sanna värdet. Motivationen att använda ett konfidensintervall är att eftersom återkomsttiderna är beräknade på ett begränsat datamaterial så finns det en viss osäkerhet i de beräknade återkomsttiderna. Konfidensintervall speglar denna osäkerhet. I detta projekt valdes ett 95 % konfidensintervall av typ Wilson Score (Wilson 1927). Detta intervall har flera fördelar, t.ex. att det går att tillämpa på godtycklig sannolikhetsfördelning och återkomsttid, samt att det blir mindre ju längre dataserien är. 7.2.3 Goodness-of-fit För att de återkomsttider som man beräknar ska gå att lita på krävs det att data passar sannolikhetsfördelningen man använder. För att avgöra detta kan man tillämpa ett goodness-ofNr. 66 SMHI – Vattenstånd i Kalmar län 16 fit test. I detta projekt användes Kolmogorov-Smirnov (KS) testet (Corder 2009), som kan avgöra, med en viss statistisk signifikans, om ens data passar till ens fördelning. KS-testet ger ett värde mellan 0 och 1, där 0 betyder perfekt anpassning och 1 betyder att datat inte alls passar till fördelningen. Här har vi valt signifikansnivå 95 %, vilket innebär att om KS-testet överstiger 0.95 så anses sannolikhetsfördelning inte passa data tillräckligt bra, och därmed kan vi inte lita på de beräknade återkomsttiderna för denna fördelning. Till skillnad från konfidensintervall så ger KS-testet ett ”ja/nej”-svar, som med en viss sannolikhet är korrekt. Med signifikansnivån 0.95 kan vi med 95% säkerhet lita på KS-testets resultat. 7.3 Återkomsttider i ett framtida klimat Alla återkomsttider som beräknas är relativt medelvattenståndet, MW. I detta projekt har vi antagit att stormfrekvensen i ett framtida klimat är densamma som idag. Antagandet stöds av att osäkerheterna i klimatmodellerna fortfarande är mycket stora beträffande stormar. För beräkningarna innebär det att relativt medelvattennivån så kommer återkomsttiderna inte att förändras i framtiden. Därmed kan vi använda historiskt beräknade återkomsttider för det framtida klimatet. För att avgöra hur mycket högre extrema vattenstånd är i ett framtida klimat så behöver man veta hur medelvattennivån ändras fram till 2100. Havshöjningen anges oftast från någon referensperiod fram till antingen 2100 eller någon referensperiod som slutar med 2100. För att ta fram medelvattenståndet 2100 måste startvärdet för aktuellt år och höjdsystem tas fram Sedan lägger man på den globala havshöjningen för aktuell period, och drar bort landhöjningen från samma period. I princip tar man alltså årets beräknade vattenstånd år 1990, adderar ens uppskattning av den globala vattennivåhöjning, och kompenserar för landhöjningen på platsen. Om landhöjningen och vattennivåhöjningen skulle bli lika så blir det i praktiken ingen förändring av återkomsttiderna. AR5 har referensperiod 1984-2000, men för enkelhetens skuld har vi använt 1990 som startår och räknat med 110 års landhöjning 1990-2100. Den osäkraste parametern är den globala vattennivåhöjningen. Värdet som använts här är den övre gränsen som anges i intervallet från de olika projektionerna, vid 2100, 98 cm. Felmarginalen i landhöjning i Kalmar på grund av fel startår är mindre än 1 cm. 7.4 Erosion, vågor och vattenstånd Den totala vattennivån som påverkar land är inte bara havsvattenståndet utan vågor kan också påverka land. Vågor och högt vattenstånd i kombination är känt som ett stort problem för erosion. För översvämning eller skador på konstruktioner är våghöjden och vågkraften av intresse. Höga vågor mot land förekommer i allmänhet vid samma tillfälle som ger höga vattenstånd eftersom det är en kraftig vind som driver båda förhållandena. Vågor (vindvågor) bildas när vind blåser över vattenytan. Så länge vinden står på är vågriktningen parallell med vindriktningen. Våghöjden bestäms av vindstyrkan, hur länge vinden har blåst och över hur stort område som vinden kan verka (stryklängd). När vågorna rör sig mot land och påverkas av botten ändras riktningen på vågorna och de vrider mot land. En våg som kommer från sydväst kommer t.ex. att vrida så att den kommer från väst om kusten (och bottens topografi) har en nord-sydlig orientering. Vågornas riktning påverkas av botten, och det är bottens påverkan som gör att vågor faller in vinkelrätt mot stranden även när vindriktningen inte är direkt mot kusten. Vågor till havs består av en kombination av olika vågor med olik våghöjd, våglängd och vågperiod, samtidigt. Våghöjder på öppet vatten kan uppskattas med enkla metoder utifrån vindhastighet och stryklängd. Beroende på hur kraftig vinden är kommer våghöjden att vara begränsad antigen av vindhastigheten, vindens varaktighet eller tillgänglig stryklängd. Figur 10 visar en översikt över kuststräckor i Sverige som har stor grad av samvariation vid höga Nr. 66 SMHI – Vattenstånd i Kalmar län 17 vattenstånd, och en vind (röd pil) som skapar höga vattenstånd i södra Kalmar. Samma vindförhållanden ger också vågor mot land. I många analyser som rör vågor är Hs, signifikanta våghöjden, den nivå som anges. Denna är definierad som medelvärdet av den högsta tredjedelen vågor (H1/3). De högsta vågorna är högre än detta. Den högsta vågen, Hmax, definieras ibland som 1%-percentilen (H1/100), ibland anges även 0,1%-percentilen (H1/1000). En sådan extrem våg uppträder ensam och med kort varaktighet, men kan göra stora skador. Figur 10. Skiss över olika kuststräckor i Sverige där vattenståndet samvarierar. Den röda pilen representerar en vind som skapar höga vattenstånd, och de blå pilarna visar den ytström som genereras av vinden och som på grund av topografi rör sig norroch västerut. Samma vind som ger höga vattenstånd ger också vågor in mot kusten. Tabell 7 visar en uppskattning av vindvågors våghöjd för några vindhastigheter med hjälp av nomogram. Våghöjderna som bestäms enligt denna metod är den karaktäristiska våghöjden Hc, vilket är en våghöjd som liknar Hs. Skillnaden är att den senare tas fram från mätningar medan den förstnämnda tas fram från visuella observationer. Våghöjden gäller på djupt vatten. Som exempel ger en vind på 10 m/s under 6 timmar en våghöjd på ca 1,5 m. Denna våg har en period på ca 4,5 s och en våglängd på runt 30 m, och märker alltså av botten för ett bottendjup på 15 m. För en grupp vågor med olika våglängder och höjder är det de längsta vågorna som först påverkas av bottendjupet. Högsta uppmätta signifikanta våghöjd på Ölands södra grund är över 7 m och våghöjder över 6 m har förekommit flera gånger vintertid under åren 1978-2004 som mätningar har pågått. Nr. 66 SMHI – Vattenstånd i Kalmar län 18 Sommartid är våghöjder under 2 m vanligare, men en detaljerad statistisk analys har inte utförts. Vågbojen vid Ölands södra grund låg på 18,5 m djup. För grundområden finns det enkla relationer som beskriver maximala våghöjden som funktion av bland annat bottendjupet. Dessa beaktar dock inte processer nära en kust och kan därför inte heller enkelt tillämpas här. För att beskriva vågor nära land bör en lämplig vågmodell nyttjas. Tabell 7. Grov uppskattning av karaktäristiska våghöjder för en stryklängd på 100 km med hjälp av nomogram (Gröen och Dorrestein, 1976). Våghöjderna gäller för öppet vatten där vågorna inte påverkas av botten eller kust. Vindhastighet Vindens Begränsning Våghöjd Kommentar (m/s) varaktighet (Hc) (timmar) 5 >12 timmar Vindens varaktighet - Ca 0,6 m 10 6 timmar 10 >24 timmar Vindens varaktighet Ca 2,5 m 15 6 timmar - Ca 3 m 15 12 timmar Stryklängd Ca 3,2 m Ca 1,5 m För över 7-8 timmar är våghöjden stryklängdsbegränsad. Det är lätt att låta sig förledas att tro att den totala översvämningen som havet kan åstadkomma är vattenståndet plus våghöjden. Detta stämmer dock inte då våghöjden bromsas upp betydligt när vågen kommer in över land. Två processer bör nämnas som påverkar översvämnignsrisker, våguppsköljningen (engelska: runup) och vågöverspolningen. Våguppsköljningshöjden beror på hur brant stranden är (dvs. strandprofilens lutning, se Figur 11), hur slät den är, samt dess materialegenskaper. Denna höjd är den höjd ovan vågens 0-läge som vattnet strömmar upp till enligt vissa tekniska definitioner. Figur 11. Principskiss av en strandprofil. Våghöjden är överlagrad det aktuella (extrema) vattenståndet, och våguppsköljningen bestäms av våghöjd, strandprofillutning och strandens egenskaper. Betong ger exempelvis högre uppsköljningshöjd än gräs. Våguppsköljning kan vara mest relevant för svagt sluttande konstruktioner, till exempel diken eller olika former av vågbrytare, eller för kusten i sig. Har man till exempel lägre liggande Nr. 66 SMHI – Vattenstånd i Kalmar län 19 områden bakom ett högre område kan det vara av intresse att beräkna om våguppsköljning kan leda till att vatten kommer bakom det högre området. Vågöverspolning är när vågorna skvalpar över en vägg eller en konstruktion. Beroende på hur konstruktionen ser ut och hur höga vågorna är kan en vattenvolym ta sig över och bakom konstruktionen. Överspolning kan också ske vid en vertikal eller brant vägg genom att det bildas ”splash”. Våghöjden i sig kan bli ett problem nära vattnet om det är kritiskt att vatten inte får komma upp på land här – till exempel om det kan ta sig bakom ett översvämningsskydd – men för vattennivåer längre upp på land slutar våghöjden att vara en relevant parameter relativt raskt. 8 Referenser Bergström, S. 2012: Framtidens havsnivåer i ett hundraårsperspektiv kunskapssammanställning 2012. SMHI Klimatologi Rapport Nr 5. Blom et al, ”Sannolikhetsteori och statistiskteori med tillämpningar”, 2005. ISBN 91-44-024428 Church, J.A., P.U. Clark, A. Cazenave, J.M. Gregory, S. Jevrejeva, A. Levermann, M.A. Merrifield, G.A. Milne, R.S. Nerem, P.D. Nunn, A.J. Payne, W.T. Pfeffer, D. Stammer and A.S. Unnikrishnan, 2013: Sea Level Change. In: Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex and P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA. Coles, Stuart, “An Introduction to Statistical Modelling of Extreme values”, 2001. ISBN 185233-459-2 Corder, G. W.; Foreman, D. I. (2009). Nonparametric Statistics for Non-Statisticians: A Stepby-Step Approach. Wiley. ISBN 978-0-470-45461-9. Wilson, E. B. (1927), "Probable inference, the law of succession, and statistical inference". Journal of the American Statistical Association 22: 209–212. Nr. 66 SMHI – Vattenstånd i Kalmar län 20 OBS Radera ingenting efter denna rad – den tas bort allra sist. Nr. 66 SMHI – Vattenstånd i Kalmar län 21 Denna sida är avsiktligt blank 22 Sveriges meteorologiska och hydrologiska institut 601 76 NORRKÖPING Tel 011-495 80 00 Fax 011-495 80 01
© Copyright 2024