Lisääkö ilmastonmuutos tulvien todennäköisyyttä Lapissa

Transkriptio

1 Lisääkö ilmastonmuutos tulvien todennäköisyyttä Lapissa Bertel Vehviläinen Suomen Ympäristökeskus Rovaniemi

2 Tulvat ja vesivarat tulevaisuudessa Talvi Etelä- ja Keski-Suomi: lumen sulanta ja vesisateet lisääntyvät -valunta kasvaa, jokitulvia ja hyydetulvia, kuormitus -vesistöjen keskusjärvet tulvivat Kevät Etelä-Suomi : vähemmän lunta sulamistulvat pienenevät Pohjois-Suomi: aluksi lisää lunta ja kevättulvat jopa kasvavat, lämpeneminen jatkuu kevättulvat pienenevät Kesä (syksy) haihdunta kasvaa -> valunta ja pohjavesivarat vähenevät suuret kesäsateet voimistuvat jopa % -> lisää kesätulvia, taajamatulvia Vuosivalunnan muutos 5 % 10 %.

3 Sadannan ja lämpötilan muutos jaksolta jaksolle Suomessa HadCM2 skenaarion (Tuomenvirta et al. 2001). Lämpötilanmuutos[ C] I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 5,3 4,9 4,3 3,5 2,9 2,4 2,0 2,1 2,5 3,2 4,1 4,9 Sadannan muutos [%] I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII

4 Mitoitussadannan kasvu, %. Mitoitussadannan kasvu ilmastonmuutoksen vaikutuksesta vertailujaksolta tarkastelujaksolle suositeltu, suuret alueet suositeltu, pienet alueet keskiarvo 0 Tam-Hel Maal-Huht Tou-Kesä Heinä-Elo Syys-Loka Mar-Joulu

5 m 3 /s oc mm mm mm Patojen mitoitustulvalaskenta ilmaston muuttuessa Lämpötila 30 Sadanta Lumen vesiarvo 60 Mitoitussadannan muuttuminen, maalis-huhtikuu Nykytilanne , pienempi , suurempi toistetaan laskelmat eri skenaarioilla etsitään suurimman tulvan ajankohta tarkistetaan säännöstelyohjeet saadaan ilmastonmuutostilanteen mitoitustulvat ( 5000v tulva) Mitoitustulva nyky , pienin , suurin

6 Kemijoki: Mitoitussadantajakson vuorokausimaksimin muuttuminen nykytilanteesta vuoteen 2099.

7 Yhteenveto saaduista tuloksista Kemijoelta Pato Mitoitustulva, nykytilanne Mitoitustulva ilmastonmuutos 2099 Muutos Lokka ja Porttipahta 805 m 3 /s (syksy) 1080 m 3 /s (syksy) +34 % Kemijärvi 5887 m 3 /s (kevät) 5883 m 3 /s (kevät) 0 % jos lämpötila nousee 20 % arvioitua vähemmän 6792 m 3 /s (kevät) +15 % Valajaskoski 8014 m 3 /s (kevät) 7332 m 3 /s (kevät) -8 % jos lämpötila nousee 20 % arvioitua vähemmän 8587 m 3 /s (kevät) +7 % Petäjäskoski m 3 /s (kevät) m 3 /s (kevät) -9,3 % Ossauskoski m 3 /s (kevät) m 3 /s (kevät) -11,2 % Taivalkoski m 3 /s (kevät) m 3 /s (kevät) -13,4 % Isohaara m 3 /s (kevät) m 3 /s (kevät) -14,0 %

8 Patojen tulvajuoksutuskapasiteetin riittävyys ilmaston muuttuessa Riittävä Riittävä mutta seurattava Todennäköisesti riittämätön Pienimmät tulvat Suurimmat tulvat

9 Change of maximum water equivalent snow (%) from with +1 C o temperature and 20 % precipitation increases

10 Wateradapt: Valajaskoski ilmastonmuutosskenaariot

11 Wateradapt: Käytetyt ilmastoskenaariot (IPCC 2007) ja niiden antama lämpötilan ja sadannan keskimääräinen muutos Suomessa referenssijaksoon verrattuna. * Eri malliversioita, joissa parametrien arvot erilaisia, Q0=keskimääräinen herkkyys, Q16=suuri herkkyys ja Q3=pieni herkkyys (Collins ym. 2005) No Globaali ilmastomalli Alueellinen malli Päästöskenaario Lyhenne Lämpötilan muutos (ºC) 1 19 GCM keskiarvo - A1B Ka A1B GCM keskiarvo - A2 Ka A GCM keskiarvo - B1 Ka B ECHAM5/MPI-OM - A1B Ech5 A1B ECHAM5/MPI-OM - A2 Ech5 A ECHAM5/MPI-OM - B1 Ech5 B UKMO-HadCM3-Q0* - A1B Had A1B UKMO-HadCM3-Q0* - A2 Had A UKMO-HadCM3-Q0* - B1 Had B CCSM3(NCAR) - A1B CCSM3 A1B CCSM3 (NCAR) - A2 CCSM3 A CCSM3(NCAR) - B1 CCSM3 B UKMO-HadCM3-Q16 * RCA3 (C4I) A1B RCA3(C4I) Had A1B ECHAM5/MPI-OM RCA3 (SMHI), 50 km resoluutio A1B RCA3 Ech5 A1B ECHAM5/MPI-OM RCA3 (SMHI), 25 km resoluutio A1B RCA3 Ech5 A1B ECHAM5/MPI-OM REMO (MPI) A1B REMO Ech5 A1B UKMO-HadCM3-Q3* RCA3 (SMHI) A1B RCA3 Had A1B UKMO-HadCM3-Q0* HadRM (Had) A1B HadRM Had A1B CNMR/ARPEGE HIRHAM (DMI) A1B HIRHAM ARP A1B Sadannan muutos (%)

12 Hiilidioksidin päästöjen (vasen) ja pitoisuuden (oikea) arvioitu kehitys kuudella SRESpäästöskenaariolla. Eri skenaariot poikkeavat toisistaan mm. väestönkasvun, tekniikan kehityksen ja ympäristönsuojeluun panostamisen suhteen. (IPCC 2000, Ruosteenoja, 2007)

13 : 100 vuoden tulva Kasvaa Ei muutosta (± 10 %) Pienenee Minimi: Pienimmät tulvat 20 skenaariosta Maksimi: Suurimmat tulvat 20 skenaariosta Keskiarvo: Keskimääräiset tulvat 20 skenaariosta

14 Tulvien ajoitus Vain kevät (>90 %) Lähinnä kevät (> 60 %) Eri vuodenaikoja Muut vuodenajat (< 40 % kevät) Referenssijakso (Mediaaniskenaario)

15 Lapin tulvariskien hallinta ja ilmastonmuutos Jäät ohenevat jääpatoriski pienenee: jääpatoennusteet, jäänsahaus Jääkansi myöhemmin -> suppo-ongelmia lisää Lumitulvat säilyvät /kasvavat aluksi: lumen määrän arviointi, lumilinjat, satelliitit Kemijärvi pidättää 1-2 vrk lumitulvahuippua: tarkat ennusteet Tulvavesien varastointi soille ja metsiin Penkereet (Kittilä, Saarenkylä) Sateet voimistuvat -> Kemijärven käyttö hankaloituu kesällä: säätutka, sade-ennusteet, tulovirtaamaennusteet

16 Ilmastonmuutokseen sopeutuminen: Vesistöjen käyttö Pohjois-Suomen lumitulvat säilyvät. Kevät aikaistuu: Kemijärven säännöstelykäytännön sopeuttaminen Kemijoen patojen juoksutuskapasiteetin lisäys, mitoitustulvat kasvavat?

17 Ilmastonmuutokseen sopeutuminen: Tulvantorjunta Vesistöt käsiteltävä kokonaisuuksina - Tulvavesien varastointi vesistöalueelle - Penkereiden rakentaminen - Pysyvien pumppujen asentaminen - Maankäytön muutokset - Rakentamisen rajoittaminen - Väliaikaiset tulvantorjuntarakenteet

18 Ilmastonmuutos ja vesivoima, ei suuria muutoksia Lapissa Lisäystä 0-10 % 2030 mennessä koko Suomessa Alkuatalven virtaamat kasvavat Lapissa Sateisempien ja lauhempien talvien lumen määrä ja kevättulvat kasvavat aluksi (?) Sopeutuminen Järvien säännöstelyn muutokset, aikaistunut kevät

19 Wateradapt: Kemijärven skenaariot

20 Wateradapt: Seitakorvan skenaariot

21 Marraskoski, virtaama verrattuna : CES-projekti

22 Maximum water equivalent of snow (mm) at and with RCAO-H-A2 and RCAO-E-A2 scenarios

23 Lumen syvyys (cm) Keskiarvon, min ja max muutos Clim-ATIC projekti Noora Veijalainen, SYKE Lumen syvyys, Kittilä Min Ka Max Min Ka Max

24 Lumen syvyys (cm) Keskiarvon, min ja max muutos Clim-ATIC projekti Noora Veijalainen, SYKE Lumen syvyys, Kittilä Min Ka Max Min Ka Max

25 Winter (Dec-Feb) runoff in mm at and with RCAO-H-A2 and RCAO-E-A2 scenarios, (CWE, Finessi)

26 Yearly runoff (mm) at and with RCAO-H-A2 and RCAO-E-A2 scenarios

27 Maximum soil moisture deficit (mm) at and with RCAO-H-A2 and RCAO- E-A2 scenarios

28 Kemijärvi, vedenkorkeus , vs. ref : CESprojekti

29 Seitakorva, virtaama, verrattuna : CES-projekti

30 Valajaskoski, virtaama verrattuna :CES

31 Virtaama (m 3 /s) Tenojoki Onnelansuvanto virtaaman maksimit, -minimit ja - keskiarvot ja , lämpötilasta riippuva lämpötilan muutos (tdt): TULeVAT Onnelansuvanto virtaama Min Ka Max Min Ka Max

32 Virtaama (m 3 /s) Onnelansuvannon virtaamien minimit, maksimit ja keskiarvot ja , suora lämpötilan muutos:tulevat Onnelansuvanto virtaama Min Ka Max Min Ka Max

33 Ilmastonmuutokseen sopeutuminen : Patoturvallisuus Pohjoiset vesistöt: mitoitustulvat saattavat aluksi kasvaa lumen määrän kasvaessa (?)

34 Virtaama (m 3 /s) Toistuvuusanalyysi, yksi skenaario* , Valajaskoski *huom! joillain skenaarioilla tulvat kasvavat enemmänkin Gumbelin jakauma Simuloidut Simuloidut kaa1b Valaj_ _nyky_Gumbel Valaj_204069_kaa1b_Gumbel Toistumisaika (v)

35 Virtaama (m 3 /s) Toistuvuusanalyysi , Marraskoski *huom! joillain skenaarioilla tulvat kasvavat enemmänkin Gumbelin jakauma 3000 Simuloidut Simuloidut kaa1b _nyky_Gumbel _kaa1b_Gumbel Toistumisaika (v)

36 Virtaama (m 3 /s) Toistuvuusanalyysi , Marraskoski *huom! joillain skenaarioilla tulvat kasvavat enemmänkin 3000 Gumbelin jakauma Simuloidut Simuloidut kaa1b _nyky_Gumbel _kaa1b_Gumbel Toistumisaika (v)

37 Ilmastonmuutokseen sopeutuminen: Taajamat Kesän rankkasateet kasvavat 40-60% - Sadevesiviemäreiden mitoitus - Vesihuollon pintavesiongelmilta suojauduttava - Lisää imeytysalueita kaupunkeihin - Tilapäisiä varastointialueita taajamiin Lammikointi,viherkaistat, avo- ja painanneojat - Säätutkan sadanta ja lyhytaikaisennusteet

38 Virtaama (m 3 /s) Onnelansuvannon virtaamien minimit, maksimit ja keskiarvot ja , lämpötilasta riippuva lämpötilan muutos (tdt): TULeVAT-projekti Onnelansuvanto virtaama Min Ka Max Min Ka Max

39 Kittilän kevään 2012 tulva Vesi nousi korkeimmillaan tasolle m Vahinkoraja m Virtaama suurimmillaan n.855 m3/s Vahinkoraja 850 m3/s Vahinkoraja 850 m3/s