Prognoser för vindklimatet i framtiden

När det gäller prognoser för framtida vindhastigheter visar olika modeller på olika resultat.

Gemensamt för många är dock att det verkar finnas en ökning av vindhastigheten i någon mån. Enligt den regionala atmosfärsmodellen RCA3-E kommer vindhastigheten att öka med 7-13 % under vintermånaderna om IPCC:s näst högsta utsläppsscenario A2 tas i beaktande (SOU 2007:60). Det finns dock andra modeller som istället visar på en minskning av vindhastigheten (SOU 2007:60). I Klimat- och sårbarhetsutredningen (SOU 2007:60) talas det också om en ökning av frekvensen av västliga vindar. Denna ökning har dock inte kvantifierats.

I AR4 från IPCC visas Figur 7-2, där en regional modell använts för att simulera förändringen av olika parametrar fram till 2071-2100. Två olika globala klimatprojektioner har använts som utgångspunkt. I denna figur kan således två olika utfall observeras, där de övre figurerna visar resultat då simulering görs under antagandet att tryckgradienten mellan nord och syd ökar (IPCC, 2007). Detta resulterar i en förändring av vindhastigheten med 5-10% i Skandinavien.

Det är framförallt västliga vindar vintertid som förväntas öka i detta scenario (Rummukainen et al., 2004). Om däremot denna tryckgradient inte förändras lika mycket fås liten eller ingen förändring alls i Skandinavien (Rummukainen et al., 2004), vilket visas i de undre figurerna i Figur 7-2.

Inget av dessa scenarion anses vara mer sannolikt än det andra. Detta beror på att kunskapen om hur en global uppvärmning kommer påverka cirkulationsmönstret i norra Atlanten inte är tillräckligt stor (Rummukainen et al., 2004).

Figur 7-2 – Förändring av medeltryck över havet, nederbörd samt medelvindhastighet på 10 m höjd enligt två olika regionala simuleringar (IPCC, 2007).

En analys av de data som SWECLIM (Swedish Regional Climate Modelling Programme) har producerat görs av Andersson (2001). Här diskuteras resultat som genererats genom att använda två olika globala modeller som utgångspunkt för den regionala modellen, varav det ena är samma som kan ses i Figur 7-2. Andersson (2001) kommer fram till att tryckgradienten från syd till norr kommer att öka. Dock skiljer sig resultaten åt beroende på vilken global modell som använts. För Sveriges del innebär den ena simuleringen att den geostrofiska vinden uppvisar en liten ökning med mindre än 0,2 m/s och år. Den andra simuleringen ger en minskning på 0,2 m/s och år. Det skall noteras att det endast är den geostrofiska vinden som diskuteras, vilket inte är detsamma som marknära vind. I enlighet med Rummukainen menar även Andersson att frekvensen av västliga vindar kommer att öka.

Byvindhastigheten förväntas öka något enligt Klimat- och sårbarhetsutredningen (SOU 2007:60). Endast en av de regionala modeller som diskuteras i ovan nämnda utredning har kunnat användas för att simulera framtida vindbyar. Denna modell pekar på en ökning av byvindhastigheterna. En ökning som i de sydvästra delarna av Götaland ligger i intervallet 1-2 m/s.

Frekvensen av stormar har inte ökat på senare tid enligt Klimat- och sårbarhetsutredningen (SOU 2007:60), då någon sådan trend inte kan påvisas. För att få en bild av hur frekvensen av höga vindhastigheter sett ut genom åren för de vinddata som används i denna studie, gjordes ett frekvensdiagram där den relativa frekvensen av kulingvindar (>13 m/s) sedan 1961 visas (Figur 7-3). I denna figur kan en trend skönjas, men R²-värdet är lågt vilket låg tillförlitlighet hos trenden. Det är också anmärkningsvärt att frekvensen av kulingvindar är så låg under de tidiga åren av denna mätserie. Vissa år har inga kulingvindar uppmätts alls. Data så långt tillbaka i tiden kan vara något opålitliga (SMHI kundtjänst II, 2009). En anledning till den

markanta förändring som sker kring 1973 kan vara att mätutrustning bytts ut (SMHI kundtjänst II, 2009), kanske från äldre utrustning till en mer tekniskt förfinad.

För vidare analys används endast vinddata från 1976 och framåt, eftersom simultana vattenstånd är nödvändiga för vissa av de beräkningar som senare skall presenteras. Eftersom inte vindarna innan detta datum används för vidare beräkningar görs ingen djupare utredning av varför frekvensen av kulingvindar är så anmärkningsvärt låg under de tidiga åren.

Enligt trenden som baseras på hela mätperioden så ökar den relativa frekvensen av kulingvindar med 0,11 procentenheter per år (Figur 7-3). Om de tidiga åren exkluderas på grund av tveksamheten kring riktigheten hos dessa värden fås istället en ökning av den relativa frekvensen med 0,03 procentenheter per år (Figur 7-4), dock är R²-värdet i detta fall mycket lågt.

Då forskning inte pekar på en tydlig trend hos vinddata i dagsläget och mätserien som visas här är relativt kort och den tidiga perioden dessutom kanske inte är helt tillförlitlig, känns det tveksamt att anta att någon av de framräknade trenderna kan extrapoleras in i framtiden.

y = 0,1071x + 0,0942

Relativ frekvens av kulingvindar (%)

Figur 7-3 – Relativ frekvens av kulingvindar uppmätta i Helsingborg under perioden 1961-1995.

y = 0,0283x + 2,5373 R² = 0,0257

0 1 2 3 4 5 6

1974 1976

1978 1980

1982 1984

1986 1988

1990 1992

1994 År

Relativ frekvens av kulingvindar (%)

Figur 7-4 - Relativ frekvens av kulingvindar uppmätta i Helsingborg under perioden 1974-1995.

8 Vindar och havsvattenstånd

8.1 Sammanfattning

Eftersom höga vindhastigheter under rätt förutsättningar genererar höga vågor är det av intresse att studera om vindar och vattenstånd samvarierar på något sätt. Inget tydligt samband uppvisades mellan vindstyrka och höga havsnivåer då en korrelationskoefficient dem emellan beräknades. Däremot pekar undersökningarna på att höga havsvattenstånd uppkommer då vindarna blåser från sydväst till nord, vilket är riktningarna där starkast vindar förekommer.

8.2 Metodik

Vattenstånddata utgörs av uppmätta värden var 10:e minut, Därför har vattenståndsdata som tidsmässigt sammanfaller med mätvärden från vindserierna tagits fram för vidare analys.

8.3 Analys

I Figur 8-1 visas samtidiga värden på vindhastighet och havsvattennivåer. I Figur 8-2 finns motsvarande figur för vindriktning och havsvattennivåer.

0 5 10 15 20 25

-100 -50 0 50 100 150

Vindhastighet (m/s)

Vattenstånd relativt det aktuella årets medelvattenyta (cm)

Figur 8-1 – Vindhastighet uppritad mot havsvattennivån relativt medelvattenytan för perioden 1976-1995.

Figur 8-1 kan tolkas på följande sätt. Vid svaga till friska vindar varierar vattennivåerna inom ett ganska brett spann. När vindhastigheten ökar blir spannet något smalare och ligger högre upp på y-axeln. Punkterna med samtidigt höga vattenstånd och höga vindhastigheter är av naturliga skäl betydligt färre än övriga eftersom dessa situationer inte inträffar så ofta, vilket

medför att det är svårt att dra några entydiga slutsatser utifrån denna figur. Dock är det ett sätt att visa på att starka vindar kan hänga samman med högre vattennivåer.

Korrelationskoefficenten för vindhastigheter och vattenstånd beräknades till 0,36 då samtliga vindar och vattennivåer jämfördes. Då endast vindhastigheter över 8 m/s inkluderades i beräkningen erhölls en korrelationskoefficient på 0,38. Dessa värden pekar alltså inte på något tydligt samband mellan vindar och vattenstånd.

0 50 100 150 200 250 300 350

-100 -50 0 50 100 150

Vindriktning

Vattenstånd relativt det aktuella årets medelvattenyta (cm)

Figur 8-2 – Vindriktning och simultant havsvattenstånd relativt det aktuella årets medelvattenyta för perioden 1976-1995.

I Figur 8-2 kan ses att intervallet inom vilket havsvattennivåerna rör sig är förskjutet uppåt för vindriktningar mellan ca 230^o och 320^o, vilket innebär sydvästliga till nordvästliga riktningar.

Alltså pekar data på att en högre vattennivå kan väntas då vindarna blåser från sydväst till nord.

9 Vågor

9.1 Sammanfattning

Vågklimatet är av intresse bland annat för att kunna beräkna uppspolning. Information om vågklimatet är också nödvändigt för att kunna studera sedimenttransporten. För att kunna göra beräkningar på uppspolning räcker ofta information om vågklimatet på djupt vatten. Analys av sedimenttransport kräver däremot information om brytande vågor d.v.s. brytande våghöjder samt vid vilken vinkel vågbrytningen äger rum i förhållande till stranden och på vilket djup.

Vågklimatet beräknades för olika delområden som kommunens kuststräcka delades in i.

Vågor på djupt vatten beräknades med hjälp av en metod som tar hänsyn till föregående våg.

Jämförelse gjordes mellan denna metod och en metod som ej inkluderar hänsyn till föregående vågförhållanden. Skillnaden visade sig vara ganska liten då jämförelse gjordes på basis av frekvensen av olika våghöjder och perioder. Dock valdes ändå metoden som tar hänsyn till de förhållanden som råder innan varje ny våghöjd beräknas, då denna metod anses representera verkligheten bättre. Maximal våghöjden på djupt vatten uppgick till 2,78 m för det delområde som uppvisade störst maximal våghöjd. Dock avvek inte den maximala våghöjden särskilt mycket mellan områdena, då alla uppvisade maximala våghöjder strax över 2,5 m.

Vågklimatet på grunt vatten beräknades och resulterade i brytande våghöjder, brytdjup samt infallsvinkel vid vågbrott. Det som beräknades är förhållanden vid vågens första brytpunkt.

Det största djupet vid vågbrott var drygt 3 m.

Det kunde inte påvisas någon tydlig samvarians mellan våghöjder och vattenstånd. En svag korrelation mellan högre vågor och högre vattenstånd kunde dock noteras.

9.2 Tillgängliga data

Vindar uppmätta i Helsingborg under perioden 1976-1995 användes.

9.3 Metodik