Klimaforskere rapporterer om kortere og mildere vintre i hele landet. Men selv om det har vært en del vintre med lite snø i lavlandet de siste årene, hjelper det å komme seg opp i høyden. Hva må til for å beregne snømengder ved framtidens 17. mai-helger?

Jeg har vært med på mange snømålinger med studenter siden jeg begynte å undervise hydrologi ved Universitetet i Oslo i 2010. Da målte vi snødybde i et langt strekk, og beregnet tettheten til snøen for å utlede snømengden. Noen år måtte vi grave halvannen til to meter for å nå ned til bakkenivå. Andre år måtte vi kjøre langt for å finne snø av betydning.

Ett år vurderte vi å flytte hele ekskursjonen to uker tidligere på året fordi snøen var i ferd med å forsvinne i Oslo-området. Det var i februar! (2015)

Snø og skigåing er viktig for nordmenn. Generalsekretæren i Skiforeningen uttalte i 2015 at 200 000 Oslofolk er ute på ski hvis det er sol og fem minusgrader på en snørik februarsøndag. Men skiferdighetene og vinterkompetansen forringes hvis det blir færre av disse fine vinterdagene.

Det er vanskelig å vurdere verdien av skigåing for rekreasjon. Lettere er det å beregne hvordan lønnsomheten ved et vannkraftverk påvirkes av endringer i tilsig fra snøsmelting i fjellet. For vannkraftprodusentene er det viktig å vite om tilsiget om våren blir mindre som følge av mindre snø, og/eller om tilsiget om vinteren øker som følge av at mer nedbør faller som regn og ikke snø.

Vannkraftprodusentene trenger å vite hvor mye snø det er, både i dag og i framtida.

Snøgrensa trekker seg oppover

NVE jobber med å forstå hvordan snøforholdene utvikler seg framover, mot slutten av århundret. I stedet for å måle snødybde og tetthet med studenter, går jobben min nå ut på å analysere store datasett fra klimamodeller.

NVE har beregnet at snøgrensa i påskeperioden ventes å trekke seg oppover med 200–400 meter i fylkene fra Nordland og sørover, fram mot slutten av dette århundret (middels utslippsscenario). I Troms og Finnmark er tilsvarende tall henholdsvis 150 meter og 50 meter. Endringene kan bli større hvis utslippene blir større.

Tregrensa har allerede begynt å trekke seg til fjells

Samtidig med endringer i snødekket, ventes det tilgroing av skog over store deler av landet.

Registreringer av historiske tregrenser viser at skogen allerede har begynt å flytte til fjells. Denne utviklingen ventes å fortsette utover dette århundret. I tillegg vet vi at endringer i boreal skog påvirker strålingsbalansen, og dermed også snødekket. Vi har tidligere i bloggen sett hvor viktig skogen er for klimasystemet, ved at skogen regulerer stråling og fordampning. Her skal det handle om hvordan skogen påvirker snø-akkumulasjon og smelting, og hvordan snødekket endres når skogen flytter seg.

Hvordan påvirkes snøen av endringer i skogen?

Snø er en viktig del av klimasystemet: det reflekterer sollys effektivt og bidrar til at det fortsetter å være kaldt når snøen først har lagt seg om høsten; det lagrer vann gjennom vinteren og til våren; og det krever mye energi å smelte snøen når våren kommer. Klimaframskrivningene av snø beskriver snøens energibehov, men har fram til nå ikke inneholdt en eksplisitt beskrivelse av endringer i skogdekket (det vil si hvordan den tilgjengelige energien påvirkes av at det er skog til stede eller ikke).

Har du vært ute på en kald, klar natt og lagt merke til at det er varmere i skogen enn i åpent lende? Det er fordi skogen stråler ut varmestråling (langbølget stråling). Samtidig skygger skogen for solstråling, og det kan derfor senere om våren være det motsatte, det vil si kaldere i skogen enn i åpent lende.

Skogen kan holde en del av snøfallet opp på trekronene der det kan sublimere mer effektivt og fordampe tilbake til atmosfæren, men skogen kan også fungere som stor snøfanger for snøen som blåser med vinden fra snaufjellet. Disse ulike motvirkende prosesser illustrerer de mange og kompliserte vekselvirkningene mellom snø og skog, som gjør at det ikke er enkelt å fastslå hva totaleffekten av en skog/ikke skog på snømengder kan bli.

For å forklare sammenhengen mellom skog og snødekke, er det nyttig å studere den geologiske historien, fordi denne inneholder eksempler på store endringer i både skog- og snødekke. Når man leser om årsaker til istidenes framvekst og tilbaketrekking, blir man ofte presentert for endringer i solinnstråling over året, de såkalte Milanković-syklusene (se faktaboks).

Endringene i solinnstråling er imidlertid ikke nok til å forklare temperaturvariasjonene vi har dokumentert, det vil si, i størrelsesorden 5–10 grader celsius. I tillegg må det virke inn selvforsterkende tilbakekoblings-mekanismer.

Det er dokumentert at endringer i istidene ikke kunne ha funnet sted hvis det ikke samtidig forelå tilbakekoblinger med vegetasjonen på jorda: da det ble kaldere og isen begynte å bre om seg, trakk skogen seg tilbake (Meissner et al, 2003); og da det ble varmere og isen begynte å trekke seg nordover, fulgte skogen etter (Gallimore et al., 2005).

Det er ikke bare en korrelasjon.

Skog reflekterer mindre solstråling enn snø

Endringene i solinnstråling på grunn av Milanković-syklusene var ikke alene nok til å dytte verden ut av en istid; bare når man tar inn oppvarming som følge av at skogen bredte om seg ved slutten av siste istid, kan den totale oppvarmingen på 5–10 grader forklares.

Prosessen er at skogen har mindre evne til å reflektere solstråling enn snø, og når det utvikler seg skog der det i utgangspunktet bare var åpent lende (snø), kan albedoen minke fra cirka 0,8 til 0,4. Det gjør at mye mer av solstrålingen bidrar til å varme opp landoverflaten i stedet for å reflekteres tilbake til rommet. Denne effekten er viktigst på nordlige breddegrader, der vi har snø og is (og særlig om denne ligger langt utover våren).

Framskrivningene vi har per i dag viser mindre snø i lavlandet, slik at man må opp i høyden for å finne snø til 17. mai-turen. Framskrivningene inneholder imidlertid ikke tilbakekoblinger med skogdekket, men det er gode grunner til å tro at endringer i skogen påvirker endringer i snødekket. Ut fra forklaringen over kan vi forstå hvor viktig endringer i skogdekket er for snøen, og skiføret, i Norge. NVE jobber med å forbedre modellberegningene slik at framskrivningene skal ta hensyn til endringer i skogens utbredelse og struktur. Så gjenstår det å se om de forbedrede modellene viser at endringer i skogen har betydning for snøen.

Selv om man ikke kan bruke resultatet til å planlegge skitur for 17. mai i akkurat år 2040, gir det viktig informasjon om hvor høyt opp på fjellet man bør sikte på mer snøsikkert terreng i fremtiden, for eksempel ved kjøp av en hytte. Og resultatene kan være nyttige for at vannkraftbransjen skal kunne planlegge riktig framtidig produksjon.

Referanser

• Gallimore, R., Jacob, R. & Kutzbach, J. Coupled atmosphere-ocean-vegetation simulations for modern and mid-Holocene climates: role of extratropical vegetation cover feedbacks. Clim Dyn 25, 755–776 (2005). https://doi.org/10.1007/s00382-005-0054-z
• Meissner, K.J., Weaver, A.J., Matthews, H.D. et al. The role of land surface dynamics in glacial inception: a study with the UVic Earth System Model. Climate Dynamics 21, 515–537 (2003). https://doi.org/10.1007/s00382-003-0352-2
• Saloranta, T.M. and Andersen, J. Simulations of snow depth in Norway in a projected future climate (2071-2100). NVE report 12–2018 (2018). http://publikasjoner.nve.no/rapport/2018/rapport2018_12.pdf

Om forfatterene:

Irene Brox Nilsen er ansatt ved Norges vassdrags- og energidirektorat, og er tilknyttet Norsk klimaservicesenter. Nå jobber hun i grenseflaten mellom forskere, beslutningstakere og planleggere/konsulenter, ofte i en tverrfaglig kontekst. Hun ble ferdig med ph.d. i hydrologi i 2017 og har undervist ved Universitetet i Oslo i flere år.

Tuomo Saloranta er forsker ved Norges vassdrags- og energidirektorat. Han beregner blant annet klimaendringers effekt på snøhydrologi, snøfordeling og snøsmelting, og utvikler snømodeller.