Danmarks vandkredsløb under klimaforandringer – det bliver komplekst

Det øverste grundvandsspejl i Danmark ser ud til at stige i fremtiden. Det er dog ikke hele historien; klimaforandringer betyder også, at vi samtidig kommer til at opleve flere tørre perioder. Nye data gør det muligt at belyse dette komplekse emne bedre til brug for helhedsorienteret klimatilpasning.
Brødtekst

Allerede i dag er vandressourcerne hårdt presset på globalt plan. I fremtiden, med klimaforandringerne, forventes de tilgængelige vandressourcer at skrumpe yderlige. Dette vil give problemer for især landbruget.

Problemet er især fremtrædende i subtroperne f.eks. omkring Middelhavet. Her kan det ske, at områder, som i dag er landbrugsareal, kan blive uanvendeligt til landbrugsdrift i fremtidigt klima pga. manglende regn og mere ekstremt klima.

Situationen i Danmark bliver mere kompleks

I Danmark står vi overfor en mere kompleks situation: Som i store dele af den tempererede og polare klimazone forventer vi i Nordvesteuropa generelt mere nedbør i et fremtidigt klima. Dog er disse stigninger i nedbøren koblet med en stigende temperatur, og meget tyder på, at vi får flere ekstremhændelser – i den våde såvel som i den tørre ende.

For Danmark betyder det sandsynligvis en stigende grundvandsstand i mange tilfælde - især om vinteren, hvor grundvandet står højest i forvejen.

I fremtiden kan dette højtstående grundvand skabe endnu flere problemer, end man hidtil har oplevet med oversvømmelser af veje, bebyggelse og problemer for landbruget i nogle af de seneste årtiers vintre.

HIP: landsdækkende data om det danske vandkredsløb 

For at håndtere disse udfordringer bedre og øge vores viden om det nuværende og fremtidige hydrologiske kredsløb i Danmark er der i et samarbejde mellem KL, Danske Regioner, Miljøstyrelsen og Styrelsen for Dataforsyning og Effektivisering udviklet et Hydrologisk Informations- og Prognosesystem (HIP) under Digitaliseringsstrategien (FODS 6.1).

Et centralt led i HIP er resultaterne fra HIP4Plus-projektet, hvor Geus opdaterede den Nationale vandressourcemodel (DK-model), der bidrog til HIP med modelberegninger. Dette blev gennemført med særlig fokus på det øverste, terrænnære grundvandsspejl.

I denne sammenhæng blev den forventede ændring af det øverste grundvandsspejl under fremtidige klimaforhold frem til udgangen af det nuværende århundrede vurderet.

Data er baseret på et ensemble af klimamodeller, bias-korrigeret for Danmark, som blev anvendt som input til den nationale hydrologiske model. For at kunne producere landsdækkende data baseret på klimamodelensemblet i den høje opløsning i 100m, anvendte Geus en machine-learning nedskaleringsalgoritme. 

Dette datasæt, som er offentlig tilgængeligt (under hipdata.dk) byder på en evaluering af det historiske og fremtidige klimas indflydelse på grundvandsstanden i hidtil ukendt opløsning og omfang. Historiske data og fremskrivninger af klimaeffekter fra HIP bliver i dag brugt og udstillet på mange forskellige platforme (Kamp, DinGeo m.m.).

Grundvandsstanden stiger i Danmark…

Men - hvad kan vi se i simuleringerne af fremtidens grundvandsstand?

Vi undersøgte to af Ipcc’s scenarier for den fremtidige koncentration af drivhusgasser: RCP 8.5, som repræsenterer et worst-case scenarie, og RCP 4.5 som er et mellemhøjt scenarie.

Det øverste grundvandsspejl stiger generelt i klimafremskrivningerne: I gennemsnit på tværs af hele landet stiger grundvandsspejlet med 15 centimeter i RCP 8.5 og 7 centimeter i RCP 4.5 scenariet frem til perioden 2070 – 2100.

Dette lyder ikke som en stor stigning, men det er vigtigt at understrege, at det især er de ekstreme grundvandsvandstande, som bliver forøget: For eksempel stiger grundvandsstanden mere om vinteren, hvor den står højest i forvejen. Den gennemsnitlige vandstand i februar kommer til at stige med henholdsvis 25 centimeter og 12 centimeter for RCP 8.5 og RCP 4.5.

Noget lignende gælder den maksimale årlige vandstand for en 2-årig gentagelsesperiode, som kommer til at stige med henholdsvis 26 centimeter og 15 centimeter i de to emissionsscenarier. Og selvom man typisk ser de største ændringer der, hvor grundvandet står dybt, er det værd at huske, at selv en lille stigning i områder med meget højtstående grundvand kan skabe udfordringer for landbrug og infrastruktur. 

…ligesom vandføringen

Disse modellerede stigninger skal desuden ses på baggrund af, at dræning er indbygget i den hydrologiske model. En øget drænafstrømning afholder i nogen grad grundvandet fra at stige yderligere.

Med andre ord: Uden øget dræning vil grundvandstandene stige endnu mere. De øgede drænmængder kan til gengæld ses i vandløbene, hvor de ekstreme afstrømninger i klimafremskrivningerne stiger betydeligt i dele af landet - mange steder med en faktor to til fem. 

Det er også her, fokus i den danske debat har ligget i løbet af de seneste par år: Oversvømmelser både fra vandløb og fra stigende grundvand og udfordringer med højtstående grundvand for landbruget, infrastruktur og bebyggelse.

Samtidig forventer vi flere tørkeperioder

Denne vinkel fortæller dog ikke hele historien: Også i Danmark kan vi, ifølge klimamodellerne, se frem imod mere alvorlige tørkeperioder.

Det bekræftes af vores klimafremskrivninger med hydrologiske modeller: I mere end halvdelen af landet falder grundvandsstanden i månederne august og september, hvorimod den stiger i over 90 procent af landet om vinteren i et fremtidigt klima.

Desuden kan vi i vores fremskrivninger se, at rodzonens vandindhold vil falde i stort set hele landet henover sommermånederne. Det tydeligste fald af rodzonens vandindhold kan vi forvente i de vestlige landsdele på de mere sandede jorde. Her er markvanding almindelig i landsbrugspraksis i dag, og behovet for dette ser ud til at stige i fremtiden – på trods af stigende vintergrundvandsstande i de samme områder.

Med de nye simuleringer og data ,der blev tilvejebragt i HIP4Plus-projektet, håber vi, at vi kan yde et nyttigt bidrag til en helhedsorienteret klimatilpasning i Danmark.

Dataene kan danne grundlag for planlæggere, landmænd, politikker, borgere og forskellige beslutningstagere, der nu kan se på hele kompleksiteten af ændringer i grundvandsstand, afstrømning og de udfordringer, vi står overfor i de kommende årtier. 

Hvad skal vi forberede os på?

Vi skal huske, at selvom vi i Danmark måske står overfor en del store udfordringer, så er disse udfordringer små sammenlignet med mange andre områder i verden.

En verden med klimaforandringer som resultat af emissioner fra RCP 8.5 scenariet (eller, i mindre grad også fra det mere begrænsede RCP 4.5 scenarie) skaber enorme udfordringer for store områder i verden og sætter muligvis gang i en række katastrofale globale forandringer – som uundgåeligt også ville sætte sit præg på Danmark.

Det vil sige, hvis man laver klimafremskrivninger for RCP 8.5 og RCP 4.5 scenarierne, så er det ud fra et forsigtighedsprincip for at imødekomme usikkerhederne i klimamodellerne, hydrologiske modeller, og vores egen og den internationale politiks udvikling.

Vi forbereder os på dem som en mulig worst-case fremtid. Dette skal ikke opfattes som en invitation til at styre mod disse scenarier: Selv det lavere liggende RCP 4.5 scenarie antager drivhusgasemissioner, som ligger langt over Parisaftalen, og som ville medføre en global opvarmning af sandsynligvis mellem 2 og 3 °C.

Derfor – lad os gøre alt, hvad vi kan, for at sikre, at vi aldrig kommer til at se drivhusgasemissioner på et så højt niveau som tilhørende disse scenarier.

Dette er vores bedste – og måske eneste – bud for at beskytte os mod alt for alvorlige uønskede påvirkninger af klimaforandringerne på vandets kredsløb og holde os inden for noget som kan håndteres med klimatilpasningsværktøjer – om det nu drejer sig om Danmark eller hele verden.