RAPPORT L.NR. 6190-2011 Utredning av program for overvåking av klimaendringseffekter i ferskvann Isgang i Glomma i Storelvdal, påsken 2011. Foto: Odd Terje Sandlund Terje Foto: Odd Isgang i Glomma Storelvdal, påsken 2011. NIVA 6190-2011 Norsk institutt for vannforskning RAPPORT Hovedkontor Sørlandsavdelingen Østlandsavdelingen Vestlandsavdelingen NIVA Midt-Norge Gaustadalléen 21 Jon Lilletuns vei 3 Sandvikaveien 41 Thormøhlensgate 53 D Pirsenteret, Havnegata 9 0349 Oslo 4879 Grimstad 2312 Ottestad 5006 Bergen Postboks 1266 Telefon (47) 22 18 51 00 Telefon (47) 22 18 51 00 Telefon (47) 22 18 51 00 Telefon (47) 22 18 51 00 7462 Trondheim Telefax (47) 22 18 52 00 Telefax (47) 37 04 45 13 Telefax (47) 62 57 66 53 Telefax (47) 55 31 22 14 Telefon (47) 22 18 51 00 Internett: www.niva.no Telefax (47) 73 54 63 87 Tittel Løpenr. (for bestilling) Dato Utredning av program for overvåking av klimaendringseffekter i 6190-2011 September 2011 ferskvann Prosjektnr. Undernr. Sider Pris O-10423 80 Forfatter(e) Fagområde Distribusjon Øyvind Kaste, Odd Terje Sandlund (NINA), Ann Kristin Schartau Overvåking Fri (NINA), Erlend Moe (NVE), Lars Roald (NVE), Vibeke Svenne (NVE), Anne K. Fleig (NVE), Maia Røst Kile, Anders Hobæk Geografisk område Trykket Norge NIVA Oppdragsgiver(e) Oppdragsreferanse Direktoratet for naturforvaltning (DN) Steinar Sandøy Sammendrag Klimaet er i endring, og dagens overvåkingsprogrammer for ferskvann er bare i begrenset grad i stand til å dokumentere og skille effekter av klimaendringer fra andre påvirkninger vassdragene utsettes for. Det har vært fokus på denne problemstillingen innen forskningsmiljøene og forvaltningen i lengre tid, og denne rapporten representerer et første forsøk på å skissere et landsomfattende program for overvåking av effekter av klimaendring på ferskvann. Det foreslås at et slikt overvåkingsprogram bygges som en modul innenfor Basisovervåkingen, der utvalget av lokaliteter bygger på eksisterende overvåkingsprogrammer med relevante tidsserier. Det er foreslått to alternative programmer med budsjettramme 7 og 3 mill kr, med hhv. 25 og 14 basislokaliteter fordelt på 6 ulike regioner (1. Øst- Norge (inkl. Sørlandet), 2. Vest-Norge, 3. Midt-Norge, 4. Høgfjellet i Sør-Norge, 5. Nordland/Troms og 6. Finnmark). Forslaget til overvåkingslokaliteter må betraktes som et foreløpig forslag. Endelig stasjonsutvalg og parametere vil først kunne avklares etter ytterligere detaljplanlegging og kostnadsberegning. Fire norske emneord Fire engelske emneord 1. Ferskvann 1. Freshwater 2. Klimaendringer 2. Climate change 3. Overvåking 3. Monitoring 4. Lange dataserier 4. Long-term data series Øyvind Kaste Brit Lisa Skjelkvåle Bjørn Faafeng Prosjektleder Forskningsdirektør Seniorrådgiver ISBN 978-82-577-5925-4 3 NIVA 6190-2011 Utredning av program for overvåking av klimaendringseffekter i ferskvann 4 NIVA 6190-2011 Forord Prosjektet kom i stand i etterkant av en workshop om overvåking av klimaendringseffekter på ferskvann, som Direktoratet for Naturforvaltning (DN) arrangerte 17. juni 2010. DN har vært oppdragsgiver for prosjektet, og kontaktperson hos oppdragsgiver har vært Steinar Sandøy. NIVA har koordinert og gjennomført prosjektet i samarbeid med Norsk institutt for naturforskning (NINA) og Norges Vassdrags og Energidirektorat (NVE). Kontaktpersoner hos NINA og NVE har vært hhv. Odd Terje Sandlund og Erlend Moe. En del av grunnlagsmaterialet for NIVAs bidrag til utredningen er hentet fra et internt grunnbevilgningsprosjekt NIVA gjennomførte i 2009, og hvor en rekke fagpersoner innen hydrologi, vannkjemi og vannbiologi var involvert. Prosjektet ble ledet av Anne Merete Sjøeng og organisert i form av to interne seminarer hvor en rekke NIVA-forskere bidro med faglige innlegg. Mange av de samme forskerne har kommet med faglige innspill til denne rapporten, bl.a. Kari Austnes, Dag Berge, Sigrid Haande, Anne Lyche-Solheim, Jarl Eivind Løvik, Marit Mjelde, Sigurd Rognerud, Susi Schneider, Heleen de Wit, og Dick Wright. NINAs bidrag til utredningen er også basert på faktabidrag fra Arne J. Jensen, Ola Ugedal, Anders G. Finstad, Gunnar Halvorsen, Trygve Hesthagen og Morten Johansen som har ansvar for ulike pågående overvåkingsprogrammer i ferskvann og for FoU-prosjekter med fokus på effekter av klimaendringer i ferskvann. I tillegg er informasjon hentet inn fra Per-Arne Amundsen, NFH/UiT om relevante tidsserier i Troms og Finnmark og fra Arne Fjellheim, LFI/Uni Miljø om diverse tidsserier. Det tas forbehold om at relevante tidsserier kan være utelatt, f.eks. data samlet inn ved universiteter og høyskoler, eller lokalt av kommuner, private virksomheter eller organisasjoner. Det har heller ikke vært ressurser til å innhente informasjon om erfaringer/planer knyttet til klimaovervåking i våre skandinaviske naboland eller andre land som det er relevant å sammenligne oss med. Grimstad, september 2011 Øyvind Kaste Prosjektleder 5 NIVA 6190-2011 Innhold Sammendrag 8 Summary 9 1. Innledning 10 1.1 Bakgrunn og mål 10 1.2 Nasjonal vannovervåking i lys av Vannforskriften 11 2. Regionale klimaframskrivninger for Norge; historiske og framtidige 12 2.1 Historiske klimaendringer: 1900 – 2010 12 2.1.1 Temperatur 12 2.1.2 Nedbør 13 2.1.3 Avrenning 14 2.1.4 Flom 17 2.1.5 Tørke 17 2.2 Regionale klimaframskrivninger for Norge 18 2.2.1 Innledning 18 2.2.2 Hva finnes av hydrologiske framskrivninger? 19 2.3 Regionale endringer 20 2.3.1 Temperatur 20 2.3.2 Nedbør 20 2.3.3 Vannføring 24 2.3.4 Snø 25 2.3.5 Flom, tørke og erosjon 27 2.3.6 Is og isgang 27 3. Nasjonale og regionale overvåkingsprogrammer 28 3.1 Nasjonale programmer 28 3.2 Regionale og lokale programmer 31 3.3 Overvåking av miljøgifter i vann og biota 32 4. Tidsserier med høy klimarelevans 33 4.1 Meteorologiske data 33 Stasjonsnettet per i dag 34 4.2 Temperatur i jord og vann 35 4.3 Hydrologi 35 4.4 Sirkulasjonsforhold i innsjøer 36 4.5 Generell vannkjemi 37 4.6 Vannbiologi 38 4.7 Miljøgifter i vann, sediment og biota 42 6 NIVA 6190-2011 5. Programmer/stasjoner med integrert overvåking 43 6. Forslag til overvåkingsparametre og metodikk 47 6.1 Generelt 47 6.2 Eksempler på klimasensitive parametre/indikatorer 47 6.3 Viktige fokusområder for overvåking av klimaendringseffekter på vann 48 6.4 Overvåkingsparametre og metodikk fordelt på fagområde 48 6.4.1 Meteorologi og atmosfæriske tilførsler 48 6.4.2 Hydrologi og vanntemperatur 48 6.4.3 Fysiske forhold 49 6.4.4 Vannkjemi 49 6.4.5 Vannbiologi 49 6.5 Overvåking ved hjelp av automatiske sensorer 50 7. Forslag til overvåkingsprogram for klima 52 7.1 Forslag til hovedstruktur 52 7.2 Forslag til program med budsjettramme 7 mill/år 53 7.3 Forslag til program med budsjettramme 3 mill/år 53 7.4 Tilleggsopsjoner (krever finansiering ut over gitte budsjettrammer) 58 7.4.1 Utnyttelse av eksisterende infrastruktur - kontinuerlig miljøovervåking 58 7.4.2 Klimaovervåking i store innsjøer knyttet til basisovervåkingen 58 7.4.3 Overvåking langs høydegradienter 58 7.4.4 Overvåking av spesialiserte krepsdyrarter med ’artisk-alpin’ utbredelse 59 7.4.5 Aktuelle tiltak for å gjøre pågående overvåking mer klimarelevant 59 8. Referanser 61 9. Vedlegg 67 9.1 Basisovervåking i 2009-2010 67 9.2 Tidligere forslag til klimaovervåking i store innsjøer 69 9.3 Sur nedbør overvåkingen – stasjonsoversikt 72 9.4 Tiltaksovervåking i kalkede elver – stasjonsoversikt 77 9.5 NINAs elveserie for vannkjemisk overvåking – stasjonsoversikt 78 9.6 Elvetilførselsprogrammet RID – stasjonsoversikt 79 9.7 JOVA-programmet – stasjonsoversikt 81 7 NIVA 6190-2011 Sammendrag Klimaet er i endring, og dagens overvåkingsprogrammer for ferskvann er bare i begrenset grad i stand til å dokumentere og skille effekter av klimaendringer fra andre påvirkninger vassdragene utsettes for. Problemstillingen har vært fokusert på innen forskningsmiljøene og forvaltningen i lengre tid, og denne rapporten representerer et første forsøk på å skissere et landsomfattende program for overvåking av klimaendringseffekter på ferskvann. Målet med utredningen har vært å: gi et godt grunnlag for å komme i gang med et overvåkingsprogram i ferskvann med fokus på klima identifisere eksisterende overvåkingsserier som kan si noe om klimautvikling og mulige effekter på biologisk mangfold i ferskvann komme med forslag til fysisk-kjemiske og biologiske overvåkingsparametre og anbefalinger om overvåkingsmetodikk og frekvens for de ulike parametrene vurdere i hvilken grad eksisterende dataserier kan styrkes med nye klimarelaterte parametere for å ivareta klimaaspektet Forslag til program er basert på to ulike budsjettnivåer: ett nivå med en ramme på 3 mill. kroner pr. år og ett med en ramme på 7 mill. kroner pr. år. Programmet inkluderer overvåkingslokaliteter i ulike deler av Norge, delvis basert på forventet utvikling av temperatur og nedbør i forskjellige regioner. Følgende regioner skal være representert: 1. Øst-Norge (inkl. Sørlandet), 2. Vest-Norge, 3. Midt- Norge, 4. Høgfjellet i Sør-Norge, 5. Nordland/Troms og 6. Finnmark. Rapporten gir innledningsvis en kort oversikt over de mest sannsynlige klimasceneriene for ulike deler av Norge de nærmeste 100 årene, gitt ulike utslippsnivåer av klimagasser. Som en basis for det foreslåtte overvåkingsprogrammet for klimaendringseffekter på ferskvann, er det gitt en oversikt over nasjonale og regionale overvåkingsprogrammer som enten inneholder lange dataserier, eller som representerer en stor bredde i forhold til undersøkte fysiske/kjemiske variable og biologiske kvalitetselementer. Det er også gitt en oversikt over aktuell overvåkingsmetodikk, foretatt en vurdering av antatt