Snødybde og temperatur i Nordmarka

Et tidligere innlegg, Skidager i Nordmarka, viser at antall skidager i Nordmarka utenfor Oslo har hatt en synkende trend siden begynnelsen av 1970-tallet. Det forrige innlegget, Snødybde og nedbør i Nordmarka, viser at snødybden i Nordmarka har hatt en synkende trend, og at nedbøren har hatt en svakt stigende trend. Reduksjon i både skidager og snødybde kan derfor ikke skyldes at det det har blitt tørrere. Innlegget som du leser nå, viser at det skyldes at vintrene i Nordmarka har blitt mildere.

Jeg velger å bruke månedene desember til mars som vinter i Nordmarka, for det er særlig temperaturen i disse fire månedene som avgjør om nedbøren faller som snø eller regn.

Snø- og nedbørsmålingene i de forrige innleggene er gjort på Bjørnholt. Der begynte de å måle temperaturen først i oktober 2007. Det er viktig å vite hvordan temperaturen har utviklet seg på det samme stedet der snømålingene er gjort. Jeg har derfor konstruert en månedlig temperaturserie for Bjørnholt basert på målingene fra Bjørnholt (360 m.o.h), Tryvasshøgda (514 m.o.h) og Blindern i Oslo (94 m.o.h.). Figur 1 viser temperaturutviklingen om vinteren på disse tre stedene. Alle temperaturmålingene i dette innlegget har jeg lastet ned fra Meteorologisk institutts eKlima portal.

Figur 1: Temperaturutviklingen i Oslo, på Tryvasshøgda og på Bjørnholt om vinteren. Punktene er middeltemperatur i månedene desember til mars. Tykke streker er 30-års glidende middel. Tynne linjer er trend siden 1973 beregnet med lineær regresjonsanalyse.

De tynne linjene i Figur 1 viser trenden i temperaturutviklingen i Oslo og på Tryvasshøgda. Trenden er omtrent den samme begge steder. Figuren viser at middeltemperaturen i Oslo om vinteren jevnt over har steget kraftig siden starten på 1970-tallet. Trendverdien i 1973 er - 2,31 °C, mens den nå i 2018 er - 0,87 °C. På Tryvasshøgda er trendverdien -4,08 °C i 1973, mens den nå i 2018 er -2,50 °C. Gustav Bjørbæk skriver i boken Marka på sitt beste at ved 1 °C faller ca halvparten av nedbøren som sludd eller regn, noe som reduserer snødybden. Når middeltemperaturen om vinteren nærmer seg null grader, vil temperaturen i lange perioder, spesielt når det faller nedbør, være over 1 °C. Ytterligere temperaturstigning vil derfor sannsynligvis få større virkning på skiforholdene enn stigningen som har vært til nå.

Figur 1 viser at temperaturen på Bjørnholt om vinteren er litt lavere enn på Tryvasshøgda og betydelig lavere enn i Oslo. Det er større variasjoner fra år til år i differansen mellom Tryvasshøgda og Bjørnholt enn det er i differansen mellom Oslo og Bjørnholt. Når jeg konstruerer en temperaturserie for Bjørnholt velger jeg derfor å bruke Oslotemperaturene minus 2,79 grader Celcius når temperaturen ikke ble målt på Bjørnholt. Når temperaturen er målt på Bjørnholt bruker jeg selvfølgelig de målingene. Dette er grundig forklart i Appendiks A, der jeg viser hvordan differansen på 2,79 grader Celcius er beregnet.

Med fortsatt global oppvarming er det generelt forventet at temperaturen over land vil stige kraftigere enn over hav ¹, men det er usikkert hvordan den vil slå ut i spesifikke regioner (som Nordmarka) og i årstider. Men det som har skjedd i de siste tiårene gir grunn til pessimisme for oss som liker stabile skiforhold om vinteren. I perioden fra 1973 til 2018 har oppvarmingen i Oslo og på Tryvasshøgda om vinteren vært nesten dobbelt så kraftig som den globale oppvarmingen ².

Figur 1 viser gjennomsnittstemperaturen i perioden desember til mars for alle dagene i disse fire månedene. Om vinteren er det mildere på dager med nedbør enn på dager uten nedbør. Nedbør i plussgrader reduserer snømengden, og nedbør i minusgrader øker den. Det er derfor interessant å se på temperaturutviklingen i døgn med og uten nedbør. Figur 2 viser dette for Bjørnholt. Jeg har valgt å sette 3 mm per døgn som grense mellom nedbør og ikke nedbør.

Figur 2: Temperaturen på Bjørnholt i månedene desember til mars. Den røde kurven er for døgn med 3 mm eller mer nedbør, den blå for døgn med mindre nedbør, og den grønne for alle døgn.

Temperaturforskjellen mellom dager med og uten nedbør varierer med hvilken måned vi undersøker. Om vinteren betyr det mest at skydekket skjermer mot varmestrålingen fra bakken, og om våren betyr det mest at skydekket skjermer for solinnstrålingen.  For månedene desember til mars er døgn med nedbør henholdsvis 3,72; 2,80; 1,86 og 0,97 grader Celsius varmere enn gjennomsnittet av alle døgn. I april er døgn med nebør 0,52 grader Celsius kaldere enn gjennomsnittet.

Ved å subtrahere disse temperaturforskjellene fra temperaturene i den homogeniserte temperaturserien for Bjørnholt som dekker tidsrommet fra 1897 frem til nå, får vi en  homogenisert temperaturserie for dager med nedbør på Bjørnholt for det samme tidsrommet. De neste figuren veksler mellom å bruke disse to temperaturseriene, dvs. temperaturserien for dager med nedbør og temperaturserien for alle dager.

Figur 3 viser midlere temperatur og snødybde på Bjørnholt i månedene desember til mars. Trendene er klare; temperaturen går opp og snødybden ned. Trendverdien for temperatur er fremdeles nå i 2018 såpass lav som - 3,5 grader Celsius. Den kraftige reduksjonen i snødybde blir bedre forklart i Figur 4. Den viser at trendverdien for middeltemperatur på dager med nedbør om vinteren nå i 2018 er -1,25 grader Celsius. Det er 'farlig' nær null grader, og betyr at mye nedbør faller som regn om vinteren, spesielt i desember og mars.

Figur 3: Midlere snødybde og temperatur på Bjørnholt om vinteren.

Figur 4: Midlere snødybde og temperatur på dager med nedbør på Bjørnholt om vinteren.

Figur 5 og 6 viser at middeltemperaturen i desember og i mars er såvidt under null grader Celsius i dager med nedbør. Nedbør faller ofte i bare deler av døgnet. Figur 5 og 6 er basert på døgnverdier. Hvis de hadde vært basert på timeverdier ville sannsynligvis middelverdien vært over null grader Celsius i desember og i mars.

Figur 5: Snødybde og temperatur når nedbør i desember

Figur 6: Snødybde og temperatur når nedbør i mars

Middeltemperaturen i dager med nedbør i både januar og februar er under null grader Celsius med god margin. Derfor vil sannsynligvis disse to månedene vil være rimelig snøsikre i Nordmarka også i de neste tiårene. Men jeg frykter, basert på Figur 5 og 6, at spesielt desember og også mars vil bli mindre og mindre snøsikre i de neste tiårene.

Figur 7: Samvariasjonen (korrelasjonen) mellom temperatur og snødybde beregnet over 30 år. Hvert punkt på kurven dekker de 15 foregående og de 15 påfølgende årene. Det siste punktet på kurven er mellom 2003 og 2004, og det dekker tidsrommet 1989 til 2018.

Figur 7 viser korrelasjonen (samvariasjonen) mellom temperatur og snødybde. Den er naturlig nok negativ. Omkring 1910 var korrelasjonen veldig svak. Det må bety at selv i milde vintre var temperaturen dengang vanligvis under null grader Celsius, også når det falt nedbør. Men etter midten av 1970-tallet har korrelasjonen blitt sterk. Det må skyldes at den generelle oppvarmingen nå har kommet så langt at i milde vintre er temperaturen ofte over null grader Celcius, spesielt når det faller nedbør.

Appendiks A: Temperaturforskjell mellom Bjørnholt og henholdsvis Oslo og Tryvasshøgda

Fra eklima har jeg lastet ned daglige middeltemperaturer for Bjørnholt og beregnet gjennomsnittlige månedstemperaturer basert på disse. For Oslo og Tryvasshøgda har jeg lastet ned de gjennomsnittlige månedstemperaturene. Basert på de gjennomsnittlige månedstemperaturene har jeg beregnet differansene mellom Bjørnholt og henholdsvis Oslo og Tryvasshøgda. Tabell 1 viser differansene.

Tabell 1: Middelverdi (Middel) og standardavvik (SD) av differansen mellom månedstemperaturene på Bjørnholt og henholdsvis Oslo og Tryvasshøgda. Benevningen er grader Celsius. Differansen er beregnet for de månedene der det foreligger temperaturmålinger på Bjørnholt, dvs. i de siste elleve årene.

Tabellen viser at Bjørnholt er betydelig kaldere enn Oslo og litt kaldere enn Tryvasshøgda. Kolonnen med standardavvik viser at det er mindre år til år variasjoner i forskjellen mellom Bjørnholt og Oslo enn det er i forskjellen mellom Bjørnholt og Tryvasshøgda. Jeg velger derfor å basere meg på Oslo-temperaturene i tidsrommet der Bjørnholt mangler målinger. Oslo har målinger for hele tidsrommet, sikkert fordi det er en homogenisert temperaturserie.

Forskjellen i temperatur mellom Bjørnholt og Oslo er ganske lik i månedene desember til mars.  Middelverdien for månedene desember til mars har samlet fire ganger større datagrunnlag enn middelverdien for de enkelte månedene har. Jeg velger derfor å basere meg på gjennomsnittet i månedene desember til mars. Dvs at i de månedene vi mangler målinger på Bjørnholt bruker jeg målingene fra Oslo minus 2,79 grader Celsius. På den måten får jeg en homogenisert temperaturserie for Bjørnholt som dekker tidsrommet fra 1897 frem til nå.

¹
Teksten under er fra innledningen i artikkelen 'Land Ocean Warming Contrast over a Wide Range of Climates: Convective Quasi-Equilibrium Theory and Idealized Simulations'. Se https://journals.ametsoc.org/doi/10.1175/JCLI-D-12-00262.1  'A robust feature of simulations and observations of global warming is that land surface temperatures increase to a greater extent than ocean surface temperatures (e.g., Manabe et al. 1991; Sutton et al. 2007). This land ocean surface warming contrast is not predominantly a transient effect due to the different thermal inertias of the land and ocean regions; rather, it appears to be a fundamental response of the climate system to global warming that persists in the equilibrium response of the system.'

²
Lineær regresjonsanalyse, se https://skepticalscience.com/trend.php, viser at gjennomsnittet av de globale temperaturseriene har steget med ca 0,19 °C per tiår i tidsrommet mellom 1973 og 2018. Disse temperaturseriene dekker både hav og land og de er for hele året. Om vinteren har temperaturen i Oslo steget med 0,32 og på Tryvasshøgde med 0,35 °C per tiår i det samme tidsrommet. Det er nesten dobbelt så mye som det globale gjennomsnittet.