Hitta på sidan

Vattnets hydrologiska egenskaper - strömmar, vågor och vattenstånd

Övervakning av den marina miljön ger underlag för att bedöma och följa utvecklingen av miljöns tillstånd och de miljöförändringar som uppstår till följd av mänskliga aktiviteter. Insamlade data kommer till användning i förvaltningen av havet och de marina resurserna.

Vågor på havet

Vågor Foto: Maja Kristina Nylander

Övergripande information

Definition och syfte

Syftet med övervakningen är att studera långsiktiga förändringar i den marina miljön med avseende på det hydrologiska tillståndet i havet.

Strömmar, vågor och vattenstånd ger upphov till en fysisk påverkan på marina livsmiljöer och ger effekter för människor. Strömmar transporterar vattenmassor och kan därmed förändra den pelagiska livsmiljön på några få minuter och att få insyn i hur vattenmassorna rör sig är därmed centralt för förståelsen av ekosystemet.

Ett exempel är de omskrivna inflödena till Östersjön där salt syrerikt vatten kommer in genom Öresund vid kraftiga stormar. Detta salta syrerika vatten kan ersätta syrefattigt vatten i bottenområden i södra östersjön och förbättra situationen under ett par månader. Havsvattenståndet är förutom en klimatindikator en förutsättning för livet i tidvattenzonen och inte minst blå tillväxt.

SMHI utfärdar varningar vid extrema vattenstånd där höga kan få stora samhällskonsekvenser med översvämningar och låga till exempel kan påverka sjöfarten som kan tvingas ta omvägar eller gå med mindre last, ett annat exempel är kärnkraftverk vars kylning potentiellt kan påverkas. Vågor har förstås också betydelse för både maritim verksamhet och marint liv. Vågor kan både ge en resuspension av närsalter på grunda områden (bottensedimentet rörs upp och näring, samt eventuella miljögifter, kan komma upp i vattenmassan), påverka strömmar och ha effekter på strandområden (erosion med mera). Vågor och strömmar transporterar även näringsämnen, organismer och marint skräp till Sveriges kuster från andra länder.

Ansvarig myndighet

SMHI och Sjöfartsverket samarbetar med gemensamt nät för mätning av vattenstånd. SMHI har övergripande ansvar exempelvis genom sin varningsverksamhet framförallt för vattenstånd.

Typ av övervakning

  • SMHI:s mätprogram (strömmar, vågor och vattenstånd)
  • Sjöfartsverkets mätstationer (strömmar och vattenstånd)
  • Dessa data ingår inte i, men kan komplettera, den nationella miljöövervakningen – programområde Kust och Hav, delprogram Fria vattenmassan

Startår

De svenska mätningarna av strömmar påbörjades i början av 1880-talet med mätningar från fyrskepp. Strömdata finns dock tidigast från år 1945 men de första regelbunda observationerna startade år 1978 då strömmar började mätas från fyrar. Därefter har mätningarna utvecklas.

Vågmätningar har utförts av SMHI sedan 1978.

Mätserien för havsvattenstånd i Stockholm är den längsta i världen. Mätningarna startade redan år 1774 vid Slussen i Stockholm. 1889 byggdes mareografen på Skeppsholmen som fortfarande är aktiv.

Internationell samordning

Vad Sverige övervakar styrs bland annat av olika EU-lagstiftningar som ställer samma krav på alla EU:s medlemsstater se Hur data används.

Sveriges övervakning är samordnad med övriga länder inom havskonventionerna Helcom, genom att följa de vägledningar som finns framtagna inom dessa.

Sverige deltar aktivt i expertgrupper inom Helcom och Ospar som samordnar och bidrar till utvecklingen av ländernas övervakning och bedömningsmetoder.

Beskrivning av övervakning

Dessa data samlas in

I provtagningarna mäts:

  • Strömmar
  • Vågor
  • Vattenstånd

Ofta mäts även väderparametrar vid samma plats och tidpunkt.

Rumslig och tidsmässig täckning

Metoder

  • 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.

Kvalitetssäkring

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

Här finns data

Data lagras hos SMHI och i nätverken

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

Utveckling

  • 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.

Hur data används

Övervakningsdata används för att följa upp och bedöma tillståndet i miljön i enlighet med nationella och internationella krav och överenskommelser. I de fall det saknas metoder för att bedöma status baserat på övervakningsdata pågår oftast ett utvecklingsarbete i internationella expertgrupper där svenska experter deltar. Att bedömningsmetoder saknas kan ibland bero på brister i data och i andra fall på svårigheter att fastställa gränser för bedömning av status.

Vattendirektivet

Vattendirektivet är implementerat i svensk lagstiftning genom vattenförvaltningsförordningen, i vilken 7 kapitlet föreskriver att övervakning av vattnets tillstånd ska genomföras i enlighet med direktivets bilaga V. Enligt kapitel 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.

I kapitel 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

Havsmiljödirektivet är implementerat i svensk lagstiftning genom havsmiljöförordningen, vilken anger att övervakning av havets miljötillstånd 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 om god miljöstatus,PDF 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 habitatdirektivet

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

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.

Helcom

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

Ospar

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

Miljömål

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.

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

Publicerad: 2019-11-20
Uppdaterad: 2020-09-17
Sidansvarig: Webbredaktion