Rapporten inneholder beskrivelse av historisk klima, samt beregninger av fremtidig klimautvikling i atmosfæren, hydrosfæren, kryosfæren og havet, og inkluderer også effekter på fysisk natur, f.eks. knyttet til skredfare. Fremskrivningene for fremtidig klima er hovedsakelig basert på klimamodeller som ble benyttet i IPCCs femte hovedrapport (IPCC, 2013). Avhengig av tilgjengeligheten av modelldata benyttes tre scenarier for utslipp av klimagasser: "RCP8.5" ("business as usual", "høye utslipp"), "RCP4.5" (reduksjon etter 2040, "middels utslipp") og "RCP2.6" (drastiske kutt fra 2020; "lave utslipp"). Klimaendringene er beregnet frem til år 2100 i atmosfæren og frem til 2070 i havet. 

Rapporten er i stor grad en oppsummering av eksisterende kunnskap fra vitenskapelig litteratur og modellresultater, f.eks. de regionale klimamodellene benyttet i Arctic CORDEX. I tillegg blir det også presentert nye resultat fra en finskala atmosfærisk regional klimamodell (COSMO-CLM). Disse resultatene er benyttet til å beregne endringer i bl.a. kraftig nedbør, frost-dager, snø, permafrost og isbreer. Det er også kjørt en hydrologisk modell for Svalbard for både nåtids og forventet fremtidig klima, basert på inngangsdata fra Arctic CORDEX.  Også for havet er det blitt utført nye analyser basert på de beste tilgjengelige modelldataene. Nedenfor følger en oppsummering basert på en kombinasjon av foreliggende publisert kunnskap og nye resultater. 

Lufttemperatur og avledede variabler

Den gjennomsnittlige årstemperaturen (1971-2000) for de bemannede værstasjonene på Svalbard varierer fra -1,7 °C (Bjørnøya) til -5,9 °C (Svalbard lufthavn). Estimert årlig gjennomsnittstemperatur for Svalbards landområder er -8.7 °C. Forskjellen mellom denne verdien og stasjonsverdiene kan forklares ved at alle målestasjonene ligger i lavlandet i vestlige kystområder. Fra 1971 til 2017 var det en oppvarming på 3 - 4 °C (mindre i sør, mer i indre fjordstrøk), med størst økning om vinteren og minst om sommeren.

For utslippsscenario RCP8.5 viser medianprojeksjonene fra både regionale modeller og statistisk nedskalering en økning på nesten 10 °C i gjennomsnittlig årstemperatur fra 1971-2000 til 2071-2100. Den beregnede økningen er størst i nordøst og minst i sørvest. Usikkerheten er stor, og med finskala modellen beregnes det en økning på 7 °C for RCP8.5. For utslippsscenario RCP4.5 er beregnet medianverdi for økning i årstemperatur 6 - 7 °C, og for RCP2.6 ca. 4 °C.

Den beregnede temperaturøkningen medfører en betydelig økning i antall vekstdager for gress og en nedgang i antall frostdager. For antall dager per år med maksimumstemperatur over 0 °C og minimumstemperatur under 0 °C forventes det kun moderate endringer. Imidlertid forventes det en reduksjon i slike dager om sommeren og en økning om vinteren.

Nedbør

Gjennomsnittlig årsnedbør (1971-2000) målt på værstasjonene på Svalbard varierte fra 196 mm (Svalbard lufthavn) til 581 mm (Barentsburg). Estimert gjennomsnittlig årsnedbør for Svalbards landområder er ca. 720 mm. En del av forskjellen mellom målte og estimerte verdier skyldes at nedbøren øker med økende høyde over havet, samt at modellene ofte overestimerer nedbør i dette området. Det er imidlertid også kjent at nedbørmålerne, spesielt under snøfall og kraftig vind, ikke fanger opp all nedbør som faller. Historiske og beregnede fremtidige endringer er gitt i prosent av verdiene fra 1971-2000.

På Bjørnøya og Hopen var det signifikant økning (20-30 %) i årsnedbør fra 1971 til 2017, hovedsakelig på grunn av økt nedbør vinter og vår. På Spitsbergen er det for året som helhet lite tegn til endring i denne perioden, men det er en tendens til økning høst og vinter og minking vår og sommer. For utslippsscenario RCP8.5 viser de beregnede medianverdier fra regionale modeller en økning i årsnedbør for Svalbard på ca. 65 % fra 1971-2000 til 2071-2100. Usikkerheten er stor, og med finskala modellen beregnes det en økning på ca. 35 % for RCP8.5. For RCP4.5 er medianverdien for økning i årsnedbør ca. 45 %.

På Spitsbergen kan episoder med kraftig nedbør som regn forekomme når som helst på året, til og med midt på vinteren. For Svalbard lufthavn og Ny-Ålesund er de høyeste målte døgnsummene hhv. 43 og 98 mm; - dvs. omtrent 25 % av gjennomsnittlig årsnedbør kan falle i løpet av ett døgn. I de siste tiårene har hyppigheten av kraftige nedbørepisoder økt, og frem mot slutten av århundret er det forventet en økning både i hyppighet og intensitet av slike kraftige regnskyll. Simuleringer med finskala modellen for utslippscenario RCP8.5 gir en økning i kraftig 1-døgns nedbør på ca. 20 %, dvs. mindre enn økningen i total årsnedbør for den samme modellen.

Vind

Svalbard ligger i overgangssonen mellom kald arktisk luft i nord og mild maritim luft i sør. Dermed er lavtrykksaktiviteten høy, spesielt om vinteren. Området domineres av storstilt nordøstlig vind, men den lokale vindretningen blir påvirket av topografiske effekter. Med finskala modellen beregnes det økt gjennomsnittlig vindhastighet nordøst for Spitsbergen, litt redusert vindhastighet vest for Spitsbergen, og bare små endringer i fjordområdene.

Vannføring/avrenning

Fordi det er få og korte vannføringsserier på Svalbard, er utviklingen i avrenningen de siste årene basert på modellberegninger med reanalyse-data (nedbør og temperatur: Sval-Imp data) som inngangsdata i den hydrologiske modellen. I perioden 1980-2015 har avrenningen økt med mer enn 35 %. Trolig skyldes økningen i hovedsak stor økning i bresmelting. 

Midlere årsavrenning for Svalbard i referanseperioden 1971-2000 er estimert til 600 mm. Fremskrivningene viser rask og stor økning fremover i dette århundret. Avrenningen ved bruk av RCP4.5 og RCP8.5 er ganske lik frem mot midten av århundret (2031-2060) med over 100 % økning relativt til referanseperioden. Økningen skyldes delvis økt nedbør, men det store bidraget kommer fra nedsmeltning av breene forårsaket av økt temperatur. Mot slutten av århundret (2071-2100), øker avrenningen basert på RCP8.5 ytterligere. Dette er forårsaket av stor temperaturøkning (og følgelig økt mengde smeltevann fra breer) og stor økning i nedbør.

Modellerte endringer i avrenning for individuelle nedbørfelt kan avvike betydelig fra de beregnede endringene for hele Svalbard, avhengig av bidraget til avrenning fra bresmelting. Ett eksempel er Bayelva nær Ny-Ålesund hvor nedbørfeltet går fra 4 m o.h. til 742 m o.h., og med 50 % bre. Her viser fremskrivningene med RCP8.5 en mer moderat økning i vannføringen mot midten av århundret og en svak reduksjon etter dette fordi brearealet og volumet minker så mye at bresmeltingen avtar selv om temperaturen øker. 

Flom

Flomestimatene for Svalbard er svært usikre, men endringen i antallet og størrelsen på flom er sterkt knyttet til endringer i nedbør, snøforhold og breer. I områder hvor en forventer reduserte snømengder, vil snøsmelteflommene bli mindre, mens økt nedbør og mer nedbør som regn vil gi flere og større regnflommer og kombinerte snø-/bresmelte- og regnflommer. Med det høye utslippsscenriet vil brearealet og volumet i flere nedbørfelt reduseres så kraftig at bidraget fra bresmelting til flom blir neglisjerbart mot slutten av århundret.

Med fortsatt kraftig temperaturøkning og nedsmelting av breene, kan forekomsten av jøkullaup øke, men slike flommer vil ikke nødvendigvis berøre bebodde områder.   

Snø

Snøsesongens lengde for Svalbard sett under ett i perioden 1958-2017, er redusert med omtrent 20 dager. Fremtidige snøforhold for perioden 2071-2100 avhenger sterkt av utlippsscenario. Simuleringene med median RCP4.5 viser områder som fortsatt vil ha den samme eller litt økte snømengder, mens simuleringen med median RCP8.5 viser en reduksjon i maksimalt snømagasin på 50 % eller mer for det meste av Svalbard. Finskala simuleringen gir økte snømengder (opp til 100 % økning) for store områder i nordøst, og reduserte snømengder i vest og sør.

Snøsesongens lengde vil i følge simuleringene avta for hele Svalbard med både RCP4.5 og RCP8.5. Noen steder er reduksjonen liten, mens den andre steder er dramatisk. Med økt vintertemperatur vil snøgrensen ligge høyere over havet og tidspunktet for maksimalt snømagasin vil forskyves fra juni i perioden 1971-2000 til mai i perioden 2071-2100 i finskala RCP8.5 simularingen.

Sedimenttransport og erosjon

Et varmere klima vil gi økt vannføring og erosjonsintensitet både fra breer med morene og fra brefrie områder. Dette vil øke tilførselen av sedimenter til elvene. Økt sedimenttransport i vassdragene vil påvirke elveløpene. I de fleste vassdragene er det utviklet sandurer som er karakterisert ved mange løpsforgreninger og hyppig sideveis forflytning av elveløpene. Denne typen løpsendringer vil øke ytterligere når klimaet endres. 

Etter nedsmeltingen av et større sammenhengde isdekke under tidlig Holocen, forsvant en stor del av de lokale isbreene på Svalbard for rundt 9 700 år siden. Isbreer ble dannet på ny under den sene Holocen og nådde sitt historiske maksimum da den lille istid kulminerte i det 19. århundret.

For tiden mister isbreene på Svalbard mer is gjennom smelting og kalving enn de øker på grunn av nedbør som snø. Alle de godt observerte isbreene minker, og modeller og satellittmålinger bekrefter at hele øygruppen mister ismasse. En gjennomsnittlig isbre-reduksjon på 7 % ble estimert fra perioden 1961-1990 til 2000-tallet. Brearealet ble redusert i alle regioner. Dette tapet av isbre-masse og -areal endrer landskapet og bidrar til havnivåstigning. I dag ender mer enn halvparten av Svalbards isbreer i havet, men fremtidig smelting vil føre til en nedgang i antall slike breer rundt Svalbard. 

Variabiliteten i ismassebalansen på Svalbard skyldes primært variasjoner i avsmelting om sommeren. Varmere somre og en forlengelse av smeltesesongen i de kommende tiårene vil trolig fortsette å drive økt smelting og tilbaketrekning av isbreer. Med den temperaturøkningen som beregnes av finskala modellen for utslippsscenario RCP8.5, blir den modellerte nettobalansen for isbreer stadig mer negativ utover i dette århundret. Vinterbalansen har ingen klar trend; - den sterke negative utviklingen i nettobalansen er drevet utelukkende av stadig mer negativ sommerbalanse.

Sammenligning av de to tidsperiodene 1971-2000 og 2071-2100 viser at likevektshøyden (ELA) stiger med i gjennomsnitt 400 m, og at det er en fem ganger økning i massetap. Det er betydelig romlig variabilitet i disse endringene, med større ELA økninger i nordvest og sør på Svalbard enn i den nordøstlige regionen. Men på grunn av det store isbrearealet i sistnevnte region er endringen i det totale massetapet størst i nordøst. Det er mulig at økt smelting kan ha en utløsende effekt på rask fremrykking og kalving av isbreer, og det har blitt rapportert om en rekke slike hendelser på Svalbard. Disse hendelsene påvirker den totale nettobalansen av isbreer, og har potensial til å øke bidraget til havnivånivåendring fra landis i løpet av kort tid.

Permafrost

Svalbard har den varmeste permafrosten så langt nord i Arktis. Gjennomsnittlig permafrost temperaturer på 10-20 m dybde varierer fra ca -2,5 °C langs kysten i vest til ca -5 °C i sentrale deler av Spitsbergen. Siden 2009 har temperaturen i permafrosten i gjennomsnitt økt med mellom 0,06 °C og 0,15 °C per år på 10 meters dyp. I sentrale deler av Spitsbergen (ved Janssonhaugen), kan en signifikant temperaturøkning observeres ned til 80 m dybde. Dette gjenspeiler en oppvarming som har pågått over mange tiår. I vestlige og sentrale deler av Spitsbergen er den nåværende tykkelsen av det aktive laget (som tiner og fryser hver sommer over permafrosten) på mellom 100 og 200 cm. Siden 2000 har tykkelsen av det aktive laget i Adventdalen og ved Janssonhaugen økt med henholdsvis 0,6 cm (sedimenter) og 1,6 cm per år (fjell). På Kapp Linné økte det aktive laget med 6,2 cm per år mellom 2009 og 2017 i fjell.

Modellering av temperatur i bakken indikerer at de øverste metrene av permafrosten i kyst- og lavereliggende områder tiner før slutten av århundret ved utslippsscenario RCP8.5. På enkelte steder tiner permafrosten ned til minst 5 meter under bakkeoverflaten, mens det fortsatt vil være permafrost dypere enn 10 meter. For de fleste lavtliggende- og vestlige områder på Svalbard antyder alle tilgjengelige modelleringsresultater at grensen mellom at "permafrost forblir (i hvert fall delvis)" og "de øverste meterne av permafrosten tiner helt" mot slutten av hundreåret, ligger et sted mellom utslippsscenarioene RCP4.5 og RCP8.5. Økt dybde av det aktive laget og høyere permafrosttemperatur fører til mer aktive skråningsprosesser og betydelig større ustabilitet i fjellsidene, noe som øker skredfaren. Nåværende og fremtidig oppvarming og tining av permafrost vil påvirke erosjonsprosesser langs kysten, spesielt der kystlinjen bare består av sedimenter.

Solifluksjon

Varmere permafrost og økt nedbør vil øke hastigheten på solifluksjon; - dvs. langsom deformering av aktive lag som beveger seg nedover på grunn av tyngdekraften. Solifluksjon er utbredt på nedre skråninger i Svalbard-landskapet. 

Skred

Fordi meteorologiske faktorer er viktige utløsningsårsaker til skred, vil klimaendringer føre til økt sannsynlighet for de fleste typer skred i de kommende tiårene. 

Ved en økning av ekstreme hendelser med kraftig snøfall eller kraftig regn på snø, kan vi forvente en økning i antallet snøskred, inkludert våtsnøskred og sørpeskred. Mot slutten av århundret, i områder hvor snøsesongen blir kortere og snømengdene reduseres, vil sannsynligheten for tørrsnøskred reduseres. Imidlertid øker sannsynligheten for våtsnøskred og sørpeskred.

Oppvarmingen av permafrost kan spille en rolle i fremtidig utløsning av større fjellskred. Økt temperatur vil mange steder gi flere fryse-tine-sykluser og kan dermed føre til flere steinsprang. Økt dybde av det aktive laget og høyere permafrosttemperatur fører til mer aktive skråningsprosesser og betydelig større ustabilitet i fjellsidene. Sammen med mer nedbør og økt hyppighet av episoder med kraftig nedbør i skrånende terreng, vil dette øke sannsynligheten for ulike typer løsmasseskred, inkludert kvikkleire-lignende skred i utsatte områder.

Oseanografi

Under tidlig Holocen var klimaet på Svalbard betydelig varmere enn i dagens klima. Fra ca. 8200 til 6000 år siden var overflatetemperaturen i havområdene utenfor Svalbard ca. 4 °C høyere enn i dagens klima. Deretter avtok havtemperaturen til omtrent dagens nivå for ca. 4500 år siden. Observert havtemperatur har økt siden 1970, og har vært spesielt høy siden slutten av 1990-tallet. Nylige endringer i de storstilte atmosfæriske sirkulasjonsmønstrene har ført til at varmt atlanterhavsvann fra Vestspitsbergenstrømmen også vinterstid strømmer inn på sokkelen vest for Spitsbergen og videre inn i fjordene. Spesielt har det nordlige Barentshavet opplevd et raskt klimaskifte; - dette blir beskrevet som “the Arctic warming hotspot” fordi oppvarmingen og tapet av sjøis om vinteren er større her enn i andre deler av Arktis.

Fremskrivninger under utslippsscenario RCP4.5 viser at om 50 år vil overflatevannet rundt Svalbard være ca 1 °C varmere enn for dagens klima. Dette gjelder generelt for de fleste områder som i dag har lav konsentrasjon av sjøis, men noen områder lenger sør får sterkere oppvarming. Noen få områder, som de ytre delene av Storfjorden og Framstredet, avkjøles med rundt 1 °C. Norskehavet og Barentshavet vil sannsynligvis fortsette å varmes opp etter 2070, med mindre transporten nordover av varmt atlanterhavsvann  blir redusert.

Havforsuring

Øst for Svalbard øker pH-verdien nordover og nedover i dypet. Aragonittmetning gir et mål for muligheten for dannelse eller oppløsning av kalsiumkarbonat (aragonitt).Temperaturen påvirker aragonittmetningen, og de høyeste overflateverdiene er funnet i sør. Her er pH-verdien lavere enn i nordlige farvann, som er kaldere og som inneholder mer ferskvann. Ferskvann fra issmelting spiller en viktig rolle i å modifisere vannmassene rundt Svalbard. Dette er spesielt fremtredende i vannmasser nær isbreer og i fjordene. Havis fungerer som en barriere for diffusjon av gasser mellom hav og atmosfære, og fordeling av sjøis i tid og rom påvirker i betydelig grad dynamikken i karbonkjemien i farvannet rundt Svalbard. For Norskehavet og Barentshavet er pH-verdien for utslippsscenario RCP4.5 antatt å falle med rundt 0,12 fra 2005 til 2070.

Sjøis

Oppvarmingen i havet har hindret dannelsen av sjøis om vinteren og store areal rundt Svalbard er blitt isfrie hele året. Den globale oppvarmingen har sannsynligvis medført en mer vindgenerert vertikal blanding av varmt og salt atlanterhavsvann fra ca. 200 m dybde, noe som har hindret dannelsen av sjøis. Iseksporten gjennom Framstredet er en viktig del av isbudsjettet i det Arktiske bassenget, og siden 1979 har denne transporten økt med om lag 6 % per tiår. Det siste tiåret har fjordene på vestkysten vært nesten isfrie om vinteren, og hele Barentshavet, inkludert området øst for Svalbard, har vært isfritt i flere måneder om sommeren og høsten. Etter 2006 har Kongsfjorden de fleste år hatt lite sjøis og en kortere fastis sesong enn tidligere. Fra 1997 til 2016 har også tykkelsen av sjøis og snødekke på is blitt tynnere.

Den beregnede fremtidige sjøis-konsentrasjonen viser fortsatt stor reduksjon i det nordlige Barentshavet, noe reduksjon i de vestlige fjordene og en viss økning i de ytre og vestlige delene av Storfjorden. Områder med redusert sjøis-konsentrasjon gjenspeiler økt sjøoverflatetemperatur og omvendt. De globale CMIP5-klimamodellene simulerer ikke tilstrekkelig tilførsel av relativt varmt atlanterhavsvann inn i Barentshavet, noe som forklarer en systematisk feil i det simulerte tapet av sjøis i Barentshavet om vinteren de senere årene. Da variasjonene i Barentshavet også dominerer variasjonene i sjøis i Arktis om vinteren, har denne manglende innstrømmingen av varmt atlantisk vann stor betydning også utenfor regionen, fordi den muligens kan påvirke beregningene av den storstilte atmosfæriske sirkulasjon.

Havnivå

Tidevannsmålinger fra Spitsbergen viser negative trender i relativt havnivå fra midten av det 20. århundret til i dag. Hovedårsaken til synkende havnivå er stor landheving som i stor grad skyldes jordoverflatens respons på minkende isbremasse. Den kraftige landhevningen har stor romlig variabilitet; - for vestlige deler av Spitsbergen er landhevingen mellom 7 og 10 mm / år. Prognoser indikerer at Spitsbergen vil oppleve et fall i relativt havnivå videre utover i det 21. århundret for alle utslippsscenarioer. Dette fallet skyldes i stor grad landheving og redusert gravitasjonskraft på grunn av fremtidige lokale ismassetap. Dermed fører økende globaltemperatur til økende negative endringer i relativt havnivå på Spitsbergen; - dvs. det motsatte av det som beregnes for det meste av jordens kystlinjer. Utviklingen av fremtidig havnivå kan avvike vesentlig fra resultatene fra den siste hovedrapporten fra IPCC dersom det skjer et sammenbrudd av de marine deler av iskappen rundt Antarktis.

Tradisjonelt er de store usikkerhetene i klimaprojeksjonene knyttet til:

1. fremtidige menneskeskapte utslipp
2. naturlige klimavariasjoner
3. utilstrekkelige klimamodeller

I regioner nær isgrensen, som Svalbard, kommer systematiske feil (bias) i starttilstanden av sjøisutbredelse inn som en fjerde kilde til usikkerhet. Denne biasen kan påvirke fremskrivninger betydelig lenger frem enn noen få tiår.

Den første typen usikkerhet er i denne rapporten tatt i betraktning ved å bruke 2-3 utslippsscenarioer når dette er tilgjengelig. Den andre og tredje type usikkerhet er til en viss grad tatt i betraktning ved å gi intervaller basert på grupper av flere modellberegninger (ensembler). Imidlertid spenner disse bare en del av den totale usikkerheten. Det kan således ikke utelukkes at fremtidige klimaendringer kan falle utenfor disse intervallene. Videre, ettersom et flertall av de globale klimamodellene har for mye sjøis i Svalbard-området, kan øvre del av spennet i endringer i temperatur og nedbør være urealistisk. 

Hvis du vil bruke klimaberegninger i forskning og forvaltning, anbefaler vi derfor at du kontakter de relevante vitenskapelige miljøer. Disse kan bidra til tolking av resultatene og til å gi informasjon om ny kunnskap.