Hvordan definere og observere havnivåendringer

Forandringer i havnivået som følge av et endret klima, stormflo og bølger vil føre til at havet i framtiden kan påvirke kystsonen forskjellig fra i dag og endre samfunnets sårbarhet. Havnivået i Norge har være forholdsvis stabilt gjennom vår nære historie, men vi forventer nå en periode der det globale havnivået vil akselerere. Som kystnasjon, må vi ha kontroll på konsekvensene av dette.

Havnivå og kystsoneforvaltning

Norge er i utgangspunktet lite sårbart for havnivåendringer sammenliknet med de fleste andre kystnasjoner (Aunan og Romstad, 2008). Dette skyldes at store deler av vår kystlinje har bratt topografi med harde bergarter som er motstandsdyktige mot erosjon fra havet. I tillegg hever landet seg og dette reduserer den relative virkningen av økt havnivå som følge av klimaendringer.

Til tross for dette finnes det likevel situasjoner der det er nødvendig med en god forståelse av hvordan havnivået og det tilhørende risikobildet vil endre seg. Dette er understreket blant annet i en nasjonal sårbarhetsanalyse der det påpekes at det finnes lavtliggende kystnære områder med stor økonomisk og kulturell verdi i Norge (Aunan og Romstad, 2008). Blant annet ligger alle de største byene i Norge langs kysten og i flere av disse har senere års utvikling skjedd nettopp i strandsonen.

Nasjonalt finnes det i dag ca. 87.000 berørte bygninger 1 meter over dagens middel høyvann. Forvaltere i kystsonen er dessuten pliktige til å ta hensyn til et klima i endring.

Definere endringer i havnivået

Havnivåendringer kan defineres på to ulike måter:

Relative havnivåendringer er et mål på hvordan havoverflatas høyde endrer seg i forhold til land. Det er forandringer i det relative havnivået som er av betydning for planlegging og tilpasning i kystsonen. Relative havnivåendringer kan måles ved hjelp av vannstandmålere og i Norge har vi måleserier som strekker seg fra slutten av 1800-tallet og fram til i dag. I Skandinavia er pågående landheving av stor betydning for det relative havnivået og den kan vi måle ved hjelp av GNSS.

Havoverflatas endring kan også måles i forhold til en referanseramme eller jordas massesenter. Denne type endringer kan måles ved hjelp av altimetrisatellitter. Dette er satellitter som ved hjelp av en radar måler havoverflatas høyde. Satellittene går i en bane som innebærer at et steds havnivå måles på ny med 10 til 35 dagers mellomrom. Måleseriene fra altimetrisatellittene strekker seg 25 år bakover i tid.

Ansvarlig for bakkebasert observasjonssystem

Kartverket er ansvarlig for det nasjonale bakkebaserte observasjonssystemet for havnivå i Norge. Det vil si en rekke vannstandsmålere og et nettverk av ca 200 permanente GNSS-stasjoner.

Alle målinger av havnivåendringer må være svært presise, siden havnivåets og landjordas høyde endrer seg med bare noen få millimeter per år. Målinger av såpass små størrelser er ekstra krevende med tanke på at jordsystemet er i stadig forandring, men likevel mulig takket være et fagfelt som kalles geodesi.

Geodesi spiller derfor en viktig rolle for å forstå havnivåendringer (se for eksempel Tamisiea et al. (2014) for mer om geodesi og havnivå).

Prosesser som påvirker havnivået

Mens jordas temperatur har gått opp, har også havnivået steget som følge av høyere vanntemperatur (varmeutvidelse) og avsmelting fra ismasser på landjorda. Disse prosessene har vi observert gjennom det 20. århundret og vi forventer at de vil bestå også i framtiden.

En vanlig misforståelse er at havnivået stiger like raskt over hele jordkloden, omtrent som når man fyller vann i et badekar. I virkeligheten er det store regionale forskjeller på grunn av et komplisert samspill mellom ulike geofysiske prosesser. Nettopp disse prosessene er det viktig å ta hensyn til dersom man skal forsøke å forstå lokale eller regionale havnivåendringer.

Ujevn oppvarming, vinddrevne havstrømmer og saltinnhold

Figuren ovenfor viser endringer i havnivåets høyde målt i forhold til jordsenteret ved hjelp av altimetrisatellitter over årene 1992 til 2018. Mønsteret gjenspeiler i hovedsak romlig variasjon i endret sjøtemperatur. Over perioder, slik som noen tiår, preges variasjonen av ujevn oppvarming og forandringer i vinddrevne havstrømmer. I tillegg kan endringer i saltkonsentrasjon være av betydning, for eksempel som følge av at det regner unormalt mye over land.

Avsmelting fra isbreer

Over lengre perioder vil andre prosesser påvirke mønsteret. For eksempel innebærer avsmelting fra isbreer at vannmasser omfordeles fra land og til havet. Dette skaper endringer i jordas tyngdefelt og rotasjon, noe som igjen påvirker havnivået forskjellig fra sted til sted. Og i Norge er landheving etter siste istid av stor betydning for det relative havnivået.

Forskningen krever samarbeid

Siden endringer i havnivået involverer mange geofysiske prosesser, er det en krevende oppgave å forsøke å forstå havnivåendringer fullt ut. Men kompleksiteten gjør også havnivåendringer interessant å studere og krever tett samarbeid mellom forskere med bakgrunn fra ulike fagområder.

Referanser

Almås, AJ and Hygen, HO. (2012). Impacts of sea level rise towards 2100 on buildings in Norway, Building Research & Information, 40:3, 245-259.

Aunan, K. and Romstad, B. (2008). Strong coasts and vulnerable communities: potential implications of accelerated sea-level rise for Norway. Journal of Coastal Research, 24(2), 403–409. West Palm Beach (Florida), ISSN 0749-0208.

Tamisiea ME, Hughes CW, Williams SDP, Bingley RM. (2014). Sea level: measuring the bounding surfaces of the ocean. Phil. Trans. R. Soc. A 372: 20130336. dx.doi.org/10.1098/rsta.2013.0336.

Vestøl, O., Ågren, J., Steffen, H., Kierulf, H., Tarasov, L., 2019. NKG2016LU: a new land uplift model for Fennoscandia and the Baltic Region. J Geod 93, 1759–1779. doi.org/10.1007/s00190-019-01280-8

Kierulf, H.P., Steffen, H., Barletta, V.R., Lidberg, M., Johansson, J., Kristiansen, O., Tarasov, L., 2021. A GNSS velocity field for geophysical applications in Fennoscandia. Journal of Geodynamics 146, 101845. doi.org/10.1016/j.jog.2021.101845