Vattnets hydrologiska egenskaper - strömmar, vågor, vattenstånd

I provtagningarna mäts:

• Strömmar
• Vågor
• Vattenstånd

Ofta mäts även väderparametrar vid samma plats och tidpunkt.

• Strömmar mäts en gång i timmen vid 11 stationer i Nordsjön och 1 station i centrala Östersjön. Vissa mätningar görs även inom projektet Kustmätsystem.
• Vågor mäts en gång i timmen vid två stationer i Nordsjön och tre i Östersjön.
• Vattenstånd mäts en gång i timmen året runt, vid 62 stationer fördelade i Nordsjön och Östersjön.
• SMHI:s stationer för havsobservationer presenteras i en karta
• Sjöfartsverkets och SMHI:s stationer presenteras tillsammans i en karta

• Strömmar mäts ofta med ADCP, accoustic doppler current profiler, som är placerad på botten och mäter i vattenpelaren.
• Vågor mäts oftast med vågboj som är utrustad med en accelerometer. Data sänds via GSM eller iridium (satellitlänk till internet).
• Vattenstånd mäts normalt i pegelbrunnar med tryckmätare eller en beröringsfri ultraljudmätare (bra om man vill undvika is). Flottör och skrivare finns kvar i vissa fall. Mätarna är oftast uppkopplade via mobiltelefonnätet eller med radiolänk.

Data genomgår en rigorös automatiserad kvalitetskontroll. Extrema värden filtreras ut eller flaggas. Viss manuell granskning förekommer.

Data lagras hos SMHI och i nätverken

• BOOS ,
• NOOS
• Seadatacloud 
• Copernicus marine services.

Sjöfartsverkets mätningar är tillgängliga i ett system kallat ViVa (Vind och vatteninformation) via webben och en app.

• I Sverige har mobila vattenståndsmätare provats framgångsrikt. Dessa system kan sättas in en kortare period för att studera exempelvis om en plats är lämplig för permanenta installationer eller för att studera en viss lokal jämfört med en närliggande fast mätare.
• Önskvärd tänkbar utveckling är nyare metoder med större geografisk täckning som kan komplettera nuvarande mätningar i form av SAR-data från satellit (SAR-syntetisk aperturradar). SAR-data kan ge en bild av storskaliga ström-mönster och vågor vilket vore bra då det i nuläget råder brist på mätningar av strömmar. Ett annat komplement skulle kunna vara landbaserad HF-radar (high frequency), vilken kan ge en bra bild av strömmar i ett mycket stort område. HF-radar förekommer i andra länder men Sverige har hittills valt att inte satsa på HF-radartekniken.
• Data från SAR- och HF-radar finns tillgängliga genom Copernicus marine services.

Vattendirektivet är implementerat i svensk lagstiftning genom vattenförvaltningsförordningen. I kap. 7 i förordningen anges det att övervakning av vattnets tillstånd ska genomföras i enlighet med direktivets artikel 8 och artikel 3 i direktiv 2008/105/EG. I vattendirektivet artikel 8 hänvisas till bilaga V. I denna bilaga beskrivs bland annat vilka kvalitetsfaktorer som ska övervakas samt hur övervakningsprogrammen ska utformas.

Enligt avsnitt 1.3 i bilaga V ska kontrollerande övervakning ge underlag för bedömning av det allmänna tillståndet och långsiktiga förändringar inom ett vattendistrikt. Operativ övervakning ska ge underlag för fastställande av ekologisk status i en vattenförekomst eller grupp av vattenförekomster samt bedöma förändringar av statusen som åtgärdsprogrammen resulterar i.

I avsnitt 1.1.4, bilaga V, framgår att övervakning i kustvatten ska omfatta följande:

• de dominerande strömmarnas riktning
• vågexponering

Handbok för övervakning enligt vattenförvaltningsförordningen.

Hur ekologisk status definieras och vilka parametrar som används för att bedöma ekologisk status regleras genom HaV:s föreskrifter HVMFS 2019:25.

Bedömning

Data på strömmar och vågor används indirekt som underlag för statusbedömning av biologiska faktorer. Mer information finns i HaV:s föreskrifter HVMFS 2019:25.

Havsmiljödirektivet är implementerat i svensk lagstiftning genom havsmiljöförordningen.  I 22 § i förordningen anges det att övervakning av havets miljötillstånd bland annat ska genomföras i enlighet med direktivets Bilaga III, tabell 1. Här framgår att följande bör övervakas och bedömas:

• Geografisk och tidsmässig variation i
  • hydrologi (vågor och strömmar; uppvällning, blandning, uppehållstid, sötvattentillförsel; havsnivå)
• Per livsmiljötyp
  • fysiska, hydrologiska och kemiska kännetecken

Hur god miljöstatus definieras och vilka indikatorer som används för att definiera god miljöstatus regleras genom HaV:s föreskrifter HVMFS 2012:18.

Föreskrifterna bygger på EU:s Kommissionsbeslut Pdf, 580.1 kB. om bland annat fastställande av kriterier och metodstandarder för god miljöstatus i marina vatten och specifikationer och standardiserade metoder för övervakning, i de fall det finns svenska data och en indikator med tillhörande tröskelvärde. I kommissionsbeslutet framgår vilka kriterier som ska (primära) eller kan (sekundära) användas vid bedömning och det ges även riktlinjer för övervakning. De sekundära kriterierna är endast relevanta om det finns en risk att inte uppnå god miljöstatus eller om de behövs för att komplettera bedömningen enligt de primära kriterierna.

Vattnets fysiska egenskaper berör deskriptor 7 (Hydrografiska förändringar) och deskriptor 1 (Biologisk mångfald) och:

• Det primära kriteriet D1C6: Tillståndet i livsmiljötypen, inklusive dess biotiska och abiotiska struktur och dess funktioner (till exempel dess typiska artsammansättning och dessa arters relativa abundans, frånvaro av särskilt känsliga eller sårbara arter eller arter som tillhandahåller en viktig funktion, arternas storleksstruktur) är inte negativt påverkad till följd av mänskliga belastningar. Måttenhet: Omfattning av livsmiljötypen som är negativt påverkad uttryckt i kvadratkilometer (km2) och som procentandel av livsmiljötypens totala omfattning.
• Det sekundära kriteriet D7C1:
  Rumslig omfattning och fördelning av en bestående förändring av hydrografiska förhållanden (till exempel förändringar i vågaktivitet, strömmar, salthalt och temperatur) på havsbottnen och i vattenpelaren, i synnerhet förenad med fysisk förlust av naturlig havsbotten. Måttenhet: Omfattning av bedömningsområdet som är hydrografiskt förändrat, uttryckt i kvadratkilometer (km²).
  

Enligt kommissionsbeslutet ska övervakningen för deskriptor 7 inriktas på förändringar som har samband med utbyggnad av infrastruktur, antingen vid kusten eller ute till havs. Vidare ska hydrodynamiska modeller för miljökonsekvensbeskrivning som validerats med fältmätningar eller andra lämpliga infomationskällor användas för att bedöma omfattningen av effekterna av varje utbyggnad av infrastruktur.

Bedömning

En grundläggande beskrivning av hydrologiska förhållanden gjordes i samband med den inledande bedömningen 2012. Det görs inga direkta bedömningar av strömmar, vågor eller vattenstånd i relation till god miljöstatus, men uppgifterna kan vara viktiga bakgrundsparametrar eftersom de på olika sätt kan påverka de abiotiska förutsättningarna för olika habitat och därmed även ekosystemets struktur och funktion.

I samband med infrastrukturprojekt i marin miljö, och särskilt sådana som innebär en förlust av havsbotten, är det viktigt att hydrologiska förändringar övervakas och att åtgärder vidtas för att undvika negativa effekter av dem. Grundläggande uppgifter om dessa förhållanden är därför viktiga till exempel som ingångsvärden i modeller.

Art- och habitatdirektivets övergripande mål är att bevara typisk och speciell europeisk natur. I praktiken innebär detta att medlemsländerna hjälps åt att bibehålla eller återuppnå gynnsam bevarandestatus för de utvalda arter och naturtyper som nämns i direktivets bilagor.

För att kunna bibehålla eller återuppnå en gynnsam bevarandestatus är medlemsländerna i enlighet med art- och habitatdirektivets artikel 11 skyldiga att övervaka bevarandestatus hos de livsmiljöer och de arter som avses i artikel 2.

Bedömning

• Hur väl medlemsländerna klarar av att bibehålla den europeiska naturens mångfald mäts genom en gemensam och strukturerad rapportering till EU vart sjätte år i enlighet med artikel 17 i Art- och habitatdirektivet. Den senaste bedömningsperioden är 2013-2018 och rapporteringen skedde i april 2019.
• Bevarandestatus för de arter och naturtyper som omfattas av direktivet bedöms utgående från fyra centrala parametrar, av vilka två är de samma för arter och naturtyper: utbredningsområde och framtida utveckling (som också inkluderar påverkan och hot). För arter bedöms också dess populationsparametrar och tillståndet i artens huvudsakliga livsmiljö, medan man för naturtyper istället bedömer naturtypens förekomst (inom utbredningsområdet) samt dess strukturer och funktioner. Bedömningen görs enligt principen ”one out all out”, det vill säga. det är den sämsta parametern som avgör. I praktiken innebär detta att för att en naturtyp ska ha gynnsam bevarandestatus ska dess utbredning, förekomsten av naturtypen inom utbredningsområdet, naturtypens strukturer och funktioner samt dess framtidsutsikter alla vara på gynnsam nivå.
• Vattnets hydrologiska egenskaper (strömmar, vågor och vattenstånd) påverkar i avgörande grad förekomsten av de arter som i sin tur bildar naturtypernas ekologiska strukturer och funktioner. Det gör att övervakningen av förändringar av vattnets hydrologiska egenskaper är nödvändig både för att analysera förekomsten av arter och för att extrapolera (modellera) utbredning och förekomst över större områden.
• I några fall är naturtypernas centrala funktioner helt beroende av vattenstånd. Till exempel kännetecknas kustnära laguner och flador (1150) av ett begränsat vattenutbyte med det närliggande havet, något som direkt påverkas av förändringar i vattenståndet. Det gäller både amplitud och frekvens av hög- och lågvatten samt långsiktiga förändringar av vattenståndet. En annan naturtyp som påverkas i hög grad är Ler- och sandbottnar som blottas vid lågvatten (1140). Vattnets rörelseenergi (strömmar) har också en stor effekt på förekomsten av arter och biotoper, och förekomsten av arter skiljer sig ofta runt rev och öar beroende på graden av exposition. Den pågående klimatförändringen gör behovet av övervakning av hydrologiska egenskaper ytterst aktuellt.

Havsplanering genomförs i Sverige utifrån kraven i havsplaneringsförordningen och är till för att visa hur havet utanför kustzonen ska användas effektivt och hållbart, nu och i framtiden.

I havsplaneringen görs en miljöbedömning för att studera havsplanernas konsekvenser för havsmiljön. Det är en del i tillämpningen av ekosystemansatsen. Syftet med miljöbedömningen är bland annat att integrera miljöaspekter i havsplanerna för att främja en hållbar utveckling.

Bedömning

HaV har utvecklat ett planeringsverktyg som heter Symphony för att rumsligt uppskatta miljöpåverkan och känslighet i ekosystemen. Med Symphony kan den sammanlagda, kumu­lativa, miljöpåverkan från olika belastningar visas utifrån nuläge, framtids­bild eller förändringar genom planeringen. Med kumulativ miljöpåverkan menas den sammanlagda belastningen från olika mänskliga verksamheter på växt- och djurliv i havet.

Det sker en löpande utveckling av såväl metoden som den övervakning som ger underlag till verktyget.

Som part i Helsingforskonventionen ska Sverige delta i arbetet med att skydda Östersjön samt följa de rekommendationer som tas fram inom konventionen.

Data på strömmar, vågor och vattenstånd ingår i HELCOM Monitoring Manual i underprogrammet Water column hydrological characteristics.

Bedömning

• Inom Helcom används data på vattnets hydrologiska egenskaper till att följa trender över tid och effekter av bland annat klimatförändringar.
• Detta gjorde senast i State of the Baltic Sea – Second HELCOM holistic assessment 2011-2016 - Climate and hydrology.

Som part i Ospar-konventionen ska Sverige delta i arbetet med att skydda Nordsjön samt följa de beslut, rekommendationer och överenskommelser som tas fram inom konventionen.

Övervakning av strömmar, vågor och vattenstånd ingår som stödparametrar vid bedömning av livsmiljöers tillstånd i OSPAR CEMP som är en del i Joint Assessment and Monitoring Programme (JAMP).

Bedömning

Inom Ospar används data på strömmar, vågor och vattenstånd till att följa trender över tid och effekter av bland annat klimatförändringar. Detta gjorde senast i OSPAR Intermediate Assessment: Marine Climate: Prevailing Conditions and Climate Change

Svenska miljökvalitetsmålen

För att följa upp de svenska miljökvalitetsmålen behövs dataunderlag. Övervakning av vattnets hydrologiska egenskaper ger underlag till preciseringen om god miljöstatus i miljökvalitetsmålet Hav i balans samt levande kust och skärgård.

De svenska miljömålen följs upp genom en årlig uppföljning på nationell och regional nivå. Det görs även en fördjupad utvärdering vart fjärde år.

• HaV:s miljömålssida
  
• Sveriges miljömål.

Agenda 2030

Av FN:s 17 globala miljömål kan underlag om vattnets hydrologiska egenskaper användas för att följa upp mål 14 Hav och marina resurser och delmålet 14.2:

• Senast 2020 förvalta och skydda marina och kustnära ekosystem på ett hållbart sätt för att undvika betydande negativa konsekvenser, bland annat genom att stärka deras motståndskraft, samt vidta åtgärder för att återställa dem i syfte att uppnå friska och produktiva hav.

Agenda 2030 på HaV:s webb