Hitta på sidan

Vattnets optiska egenskaper

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.

illustration för vattnets optiska egenskaper

Bild från Kosterhavet. Foto Martin Almqvist/Azote

Övergripande information

Definition och syfte

Vattnets optiska egenskaper avser förutsättningarna för ljuset att kunna färdas genom vattenmassan. Siktdjupet är en egenskap som mäts för att bedöma vattnets genomskinlighet, men för att få mer kunskap om vattnets färg och grumlighet är det även viktigt att mäta klorofyll, turbiditet, färgat löst organiskt material (CDOM) och suspenderat partikulärt material (SPM).

Att övervaka vattnets optiska egenskaper utgör underlag för att kunna utveckla fjärranalysmodeller. I Bottniska viken och Östersjöns kustvatten är det svårt att övervaka klorofyll med fjärranalys eftersom dessa områden är mycket påverkade av CDOM och SPM som har liknande färg som klorofyll. Utvecklingen av nya metoder och modeller (fjärranalysalgoritmer) för bättre uppskattningar av klorofyll i signalen är därför beroende av observationsdata av klorofyll, CDOM och SPM för kalibrering/validering av fjärranalysresultaten, se mer i Fjärranalys av fria vattenmassan.

Övergödning och klimatförändringar kan vara bakomliggande orsaker till att vattnets optiska egenskaper förändras. Vattnets färg och grumlighet påverkas av både levande och dött material i vattenmassan, där levande material, såsom växtplankton styrs av till exempel väder och näringstillgång medan mängden dött material styrs av till exempel avrinning från land och markanvändning. Målet är att övervakningen av vattnets optiska egenskaper i kombination med fjärranalys av fria vattenmassan ska kunna följa förändringar över tid, samt kunna koppla förändringarna till mänskliga aktiviteter.

Ansvarig myndighet

  • Havs- och vattenmyndigheten
  • SMHI (finansierar och ansvarar för delar av övervakningen)

Typ av övervakning

För satellitövervakning, se Fjärranalys av fria vattenmassan

Startår

  • Samordnade mätningar av ”vattnets optiska egenskaper” påbörjades i Bottniska viken och Egentliga Östersjön 2018 och är under utveckling.
  • Siktdjup har mätts i nuvarande form sedan 1993, men svenska siktdjupsobservationer finns redan från 1967 hos datavärden SMHI.
  • Klorofyll mäts för olika syften, och har sedan 2018 börjat mätas enligt en ny metod som lämpar sig för övervakning av vattnets optiska egenskaper till stöd för fjärranalys.

    För annan övervakning av klorofyll, se Växtplankton, bakterieplankton, primärproduktion och blomning.
  • Det finns data på CDOM från 2017 inom projektet SEAmBOTH. Humus, som är en liknande parameter har dock mätts sedan 1975.
  • SPM började mätas inom den nationella miljöövervakningen 2018.

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:

  • Siktdjup
  • Ljusabsorption vid ett antal våglängdsband mellan 400 och 700 nm.
  • Turbiditet
  • Klorofyll a (här enligt speciell metod för att ge stöd för fjärranalys, för annan metod se Växtplankton, bakterieplankton, primärproduktion och blomning).
  • CDOM
  • SPM (alternativt mätt som turbiditet och översatt genom en empirisk faktor)

Som vid alla pelagiska mätningar noteras även vind-, väder-, moln-, is- och vågförhållanden vid provtagningstillfället. Då våghöjden kan påverka mätningen korrigeras siktdjupet mot observerad våghöjd. Dessa data används i sin tur för att validera och kalibrera resultat från Fjärranalys av fria vattenmassan.

Rumslig och tidsmässig täckning

Rumslig och tidsmässig täckning kan variera lite beroende på parameter.

Siktdjup och ljusinstrålning mäts i alla Sveriges havsområden och även i grannländernas havsområden inom Helcoms och Ospars gemensamma miljöövervakning. Den rumsliga täckningen är större i kustzonen och glesare i utsjön. Täckningen i Östersjön är glesare i Bottniska vikens utsjö samt sydväst om Gotland (runt Midsjöbankarna). Provtagningsfrekvensen varierar från veckovis till årlig, men de flesta stationer provtas månadsvis. I Östersjöns kustvatten har dock frekvensen dragits ner och fokuserats till sommarmånaderna som en anpassning till vattenförvaltningsförordningen.

Klorofyll (enligt den nya metoden), CDOM och SPM mäts på ett fåtal utvalda stationer i Bottniska viken och egentliga Östersjön, och genomförs 1-24 gånger per år.

Övervakningen utgör underlag för satellitövervakning som ger en större rumslig täckning (se Fjärranalys av fria vattenmassan).

Metoder

För att övervaka vattnets optiska egenskaper behövs både provtagning i vatten och övervakning med satelliter. Det pågår fortfarande en utveckling för att utveckla metoderna och modellerna som används för att få bättre upplösning av miljödata i tid och rum från olika övervakning.

På stationer med vattenprovtagning mäts siktdjup med hjälp av en Secchi-skiva eller med en strålningssensor på en CTD-sond. I Sverige används även PAR-sensorer som mäter instrålning med våglängd mellan 400 och 700 nm. Ljuset i dessa våglängder kan användas av växter i fotosyntesen och kallas därför Photosynthetically Active Radiation (PAR).

Metoder för övervakningen av klorofyll (enligt ny metod), CDOM och SPM beskrivs i en undersökningstyp som är under utveckling.

Övervakningen av vattnets optiska egenskaper ger underlag för övervakning av fria vattenmassan med satellit.

Metoder för den övervakningen beskrivs i Fjärranalys av fria vattenmassan.

Kvalitetssäkring

Rutiner för kvalitetssäkring kommer att specificeras i den undersökningstyp som är under utveckling.

Här finns data

Observationsdata från miljöövervakningen görs tillgängliga hos den nationella datavärden SMHI.

Utveckling

Undersökningarna av optiska egenskaper är just nu under utveckling för att möjliggöra en kalibrering och implementering av fjärranalysmetodik. En undersökningstyp håller på att tas fram.

Utvecklingen av metoder för övervakning med satellit beskrivs i Fjärranalys av fria vattenmassan.

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 av näringsämnen i kustvatten ska omfatta följande:

  • Siktdjup

För klorofyll a – se Växtplankton, bakterieplankton, primärproduktion och blomning).

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

Läs mer i handbok för övervakning enligt vattenförvaltningsförordningen.

Bedömning

Klassificering av siktdjup i kustvatten ska baseras på data från månatliga mätningar sommartid (juni-augusti) under en treårsperiod.

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 fördelning i:
    1. turbiditet (silt/sedimentering), genomsynlighet

För klorofyll a – se Växtplankton, bakterieplankton, primärproduktion och blomning).

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 optiska egenskaper berör deskriptor 5 (Övergödning) och deskritor 1 (Biologisk mångfald) och:

  • Det sekundära kriteriet D5C4: Vattnets siktdjup (transparens) har inte, på grund av ökningar av mängden svävande alger, reducerats till en nivå som tyder på negativa effekter av näringsberikning. Måttenhet: Siktdjup (transparens) uttryckt som djup i meter (m).
  • Det primära kriteriet D1C6: Tillståndet i livsmiljötypen, inklusive dess biotiska och abiotiska struktur och dess funktioner (t.ex. 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.

Bedömning

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.

Medlemsländerna är 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 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”, dvs. 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.

Eftersom direktivets naturtyper bedöms utgående från både utbredning och förekomst har vattnets optiska egenskaper en direkt och avgörande betydelse när det gäller bevarandestatus.

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

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 siktdjup ingår i HELCOM Monitoring Manual i underprogrammet Water column hydrological characteristics.

I Baltic Sea Action Plan (BSAP) bidrar siktdjupsdata till att följa upp mål under tema Eutrophication: Clear water.

För klorofyll a – se :

Bedömning

Inom Helcom har medlemsländerna enats om indikatorer med gränsvärden som ska användas vid regional bedömning av Östersjöns tillstånd (core indicators). Det finns en indikator som rör siktdjup:

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 vattnets optiska egenskaper ingår i Ospar Cemp som är en del i Joint Assessment and Monitoring Programme (Jamp), theme E – Eutrophication.

För klorofyll a – se:

Bedömning

Inom Ospar har Sverige och några andra länder använt siktdjup som en del av bedömningen av övergödningssituationen. Detta görs dock inte samlat av alla Osparländer då vissa länders siktdjup påverkas mer av tidvatten än övergödning.

Miljömål

Svenska miljökvalitetsmålen

För att följa upp de svenska miljökvalitetsmålen behövs dataunderlag.

Övervakning av siktdjup ger underlag till preciseringen om god miljöstatus i

miljökvalitetsmålet Hav i balans samt levande kust och skärgård.

För klorofyll a, se:

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 siktdjup användas för att följa upp mål 14 – Hav och marina resurser och delmålet 14.1:

  • Till 2025 förebygga och avsevärt minska alla slags föroreningar i havet, i synnerhet från landbaserad verksamhet, inklusive marint skräp och tillförsel av näringsämnen.

Agenda 2030 på HaV:s webb

Publicerad: 2019-11-15
Uppdaterad: 2020-10-01
Sidansvarig: Webbredaktion