M-406 | 2015 Klima i Norge 2100 Kunnskapsgrunnlag for klimatilpasning oppdatert i 2015 NCCS report no. 2/2015 Foto: Anne Olsen-Ryum, www.hasvikfoto.no Redaktører I. Hanssen-Bauer, E.J. Førland, I. Haddeland, H. Hisdal, S. Mayer, A. Nesje, J.E.Ø. Nilsen, S. Sandven, A.B. Sandø, A. Sorteberg og B. Ådlandsvik KLIMA I NORGE 2100 På oppdrag fra: Norsk klimaservicesenter (NKSS) er et samarbeid mellom Meteorologisk institutt, Norges vassdrags- og energidirektorat og Uni Research. Senterets hovedformål er å gi beslutningsgrunnlag for klimatilpasning i Norge. I tillegg til samarbeidspartnerne er Miljødirektoratet representert i styret. KSS har en nettportal hvor data og rapporter blir gjort tilgjengelig. NKSS’ rapportserie omfatter ikke bare rapporter der en eller flere forfattere er tilknyttet senteret, men også rapporter som senteret har vært med på å initiere. Alle rapporter som trykkes i serien har gjennomgått en faglig vurdering av minst en fagperson knyttet til senteret. Rapporter i denne serien kan i tillegg inngå i rapportserier fra institusjoner som hovedforfatterne er knyttet til. 2 KLIMA I NORGE 2100 Tittel: Klima i Norge 2100 Dato Kunnskapsgrunnlag for klimatilpasning oppdatert i 2015 ISSN nr. Rapport nr. 2387-3027 2/2015 Forfattere Klassifisering Redaktører: I. Hanssen-Bauer, E.J. Førland, I. Hadde- ● Fri ○ Begrenset land, H. Hisdal, S. Mayer, A. Nesje, J.E.Ø. Nilsen, S. Sandven, A.B. Sandø, A. Sorteberg og B. Ådlandsvik Medforfattere: L.M. Andreassen, S. Beldring, A. Bjune, K. Breili, C. A. Dahl, A.V. Dyrrdal, K. Isaksen, H. Haaken- stad, J.E. Haugen, H.O. Hygen, H.R. Langehaug, S.-E. Lauritzen, D. Lawrence, K. Melvold, A. Mezghani, O.R. Ravndal, B. Risebrobakken, L. Roald, H. Sande, M.J.R. Simpson, Ø. Skagseth, T. Skaugen, M. Skogen, E.N. Støren, O.E. Tveito, W.K. Wong Oppdragsgiver Oppdragsgivers referanse Miljødirektoratet www.miljodirektoratet.no/20804 Sammendrag Den første «Klima i Norge 2100»-rapporten ble utarbeidet i 2009. Denne nye rapporten er utarbeidet for å gi et opp- datert vitenskapelig grunnlag for klimatilpasning i Norge, og rapporten omfatter både atmosfæreklima, hydrologi, permafrost, skred og havklima. Rapporten beskriver kort årsaker til klimaendringer og variasjoner, og Norges beliggenhet i forhold til storstilte vær- og strømingsmønstre. Den beskriver klimautviklingen i Norge siden siste istid slik den kan tolkes fra indirekte «proksydata», og målt klimautvikling gjennom tiden med instrumentelle målinger. Deretter beskrives beregnet klimautvikling gjennom det 21ste århundre under forskjellige antagelser om framtidige utslipp av klimagasser. De aller fleste av beregningene som presenteres i denne rapporten er basert på globale klimaframskrivninger fra 5. hovedrapport fra FNs klimapanel. De beregnede endringene sammenlignes med tilsvarende verdier i den første «Klima i Norge 2100»-rapporten. Det legges vekt på en periode mot midten, og en mot slutten av århundret. Alle klimaframskrivninger er beheftet med usikkerhet. Dette temaet er grundig behandlet i rapporten. Stikkord Klima i Norge, klimaframskrivninger, temperatur, nedbør, vind, fordampning, avrenning, snø, isbreer, flom, tørke, skred, permafrost, havklima, sjøis, havnivå. Fagansvarlig 3 KLIMA I NORGE 2100 Innholdsfortegnelse FORORD ...........................................................7 SAMMENDRAG......................................................8 1. INNLEDNING .....................................................14 1.1 Formål med rapporten.................................................14 1.2 Bakgrunn for rapporten: Global oppvarming ..............................15 1.3 Innhold i rapporten . .16 2. KLIMASYSTEMET OG VARIASJONER ETTER SISTE ISTID ...............17 2.1 Klimasystemet .......................................................17 2.2 Sirkulasjon i luft og hav ...............................................19 2.2.1 Innledning ........................................................19 2.2.2 Atmosfæresirkulasjon................................................19 2.2.3 Havsirkulasjon .....................................................21 2.3 Klimavariasjoner etter siste istid ........................................26 2.3.1 Innledning ........................................................26 2.3.2 Rekonstruksjon av holocene klimaendringer ..............................26 2.3.3 Årsaker til holocene klimaendringer.....................................35 3. KLIMAET I TIDEN MED INSTRUMENTELLE MÅLINGER..................39 3.1 Om normal- og referanseperioder .......................................39 3.2. Atmosfærisk klima ...................................................40 3.2.1 Lufttemperatur og avledede variable ..................................40 3.2.2 Nedbør...........................................................48 3.2.3 Vind .............................................................57 3.3 Hydrologi ...........................................................60 3.3.1 Avrenning og fordampning ............................................60 3.3.2 Snø .............................................................67 3.3.3 Isbreer ...........................................................69 3.3.4 Is på innsjøer og elver . .70 3.3.5 Flom.............................................................71 3.3.6 Tørke ............................................................73 3.4 Permafrost og skred ..................................................74 3.4.1 Permafrost ........................................................74 3.4.2 Skred . 76 3.5 Havklima, sjøis og havnivå.............................................77 3.5.1 Havklima .........................................................77 3.5.2 Arktisk sjøis .......................................................83 3.5.3 Observerte havnivåendringer..........................................88 4. KLIMAUTVIKLING I NÆR FRAMTID ..................................89 4.1 Beslutningsgrunnlag for planleggingsformål for de nærmeste tiår............89 4.2 Lufttemperatur ......................................................90 4.3 Nedbør .............................................................90 4 KLIMA I NORGE 2100 4.4 Hydrologiske forhold .................................................91 4.5 Havnivå.............................................................91 5. FRAMTIDIGE KLIMAENDRINGER ....................................92 5.1 Modeller, metoder og datagrunnlag......................................92 5.1.1 Globale klimamodeller og utslippsscenarioer .............................92 5.1.2 Usikkerhet: «høy», «med» og «lav» klimaframskrivning .....................92 5.1.3 Nedskalering og postprosessering......................................94 5.1.4 Framstilling av klimaendringer .........................................96 5.1.5 Datagrunnlag for framskrivningene i denne rapporten.......................96 5.2 Atmosfæreklima......................................................98 5.2.1 Lufttemperatur .....................................................99 5.2.2 Varme døgn ......................................................101 5.2.3 Vekstsesong......................................................102 5.2.4 Fyringsgraddager..................................................103 5.2.5 Sammenligning med temperaturframskrivningene i Klima 2100 (2009) ........103 5.2.6 Årsnedbør og sesongnedbør .........................................103 5.2.7 Samvariasjon mellom framtidig temperatur og middelnedbørsforandringer .....106 5.2.8 Dager med høye nedbørverdier.......................................108 5.2.9 Foreløpige resultater for nedbørintensitet («klimafaktor»)...................112 5.2.10 Sammenligning med nedbørframskrivningene i Klima 2100 (2009) ..........113 5.2.11 Vind . .113 5.3 Hydrologi ..........................................................115 5.3.1 Avrenning ........................................................115 5.3.2 Snø ............................................................120 5.3.3 Isbreer ..........................................................120 5.3.4 Is på innsjøer og elver . 123 5.3.5 Flom ...........................................................123 5.3.6 Markvannsunderskudd og tørke ......................................126 5.4 Permafrost og skred .................................................127 5.4.1 Permafrost .......................................................127 5.4.2 Skred . .127 5.5 Havklima og sjøis . .128 5.5.1 Framtidige klimaendringer ..........................................128 5.5.2 Nedskalering av klimamodeller .......................................128 5.5.3 Havforsuring......................................................131 5.5.4 Framtidig sjøis i Arktis basert på klimamodeller...........................132 5.6 Framtidig havnivå i Norge.............................................135 5.6.1 Framskrivinger av relativt havnivå .....................................135 5.6.2 Stormflo under framtidige havnivåendringer .............................135 6. VURDERING OG BRUK AV FRAMSKRIVNINGENE .....................137 6. 1 Usikkerhet knyttet til globale og regionale klimaframskrivninger............137 6.1.1 Usikkerhet knyttet til framtidige menneskeskapte utslipp ...................137 6.1.2 Usikkerhet knyttet til naturlige variasjoner ...............................138 5 KLIMA I NORGE 2100 6.1.3 Modellusikkerhet ..................................................138 6. 2 Hvilke usikkerheter er tatt høyde for i denne rapporten? ..................139 6.2.1 Usikkerhet i de primære meteorologiske variablene .......................140