torsdag 25. juni 2020

Snødybde og temperatur i Nordmarka

Dette er andre av fire innlegg om snø, temperatur, nedbør og skidager i Nordmarka. De er samlet i denne pdf-filen. Innlegget som du leser nå, analyserer sammenhengen mellom snødybde og temperatur på Bjørnholt i Nordmarka. Det er en oppdatering av innlegget Snødybde og temperatur i Nordmarka fra august 2018. Nå med målinger også for vintersesongene 2019 og 2020.

Fra eKlima portalen hentet jeg døgnverdier og månedlige gjennomsnittsverdier for snødybde på Bjørnholt for sesongene 2019 og 2020. Jobben ble mer omfattende enn det, noe jeg forklarer ganske detaljert i Appendiks A. Gjennom denne jobben fikk jeg et litt mer fullstendig datagrunnlag enn jeg hadde i 2018.

På Bjørnholt begynte målingene av snødybde i januar 1897 og av temperatur i oktober 2007. Det er viktig å vite hvordan temperaturen har utviklet seg på det samme stedet som snømålingene er gjort. Derfor lagde jeg i august 2018 en homogenisert temperaturserie for Bjørnholt for perioden fra januar 1897 til juni 2018. Jeg brukte Bjørnholtmålingene når de var tilgjengelige. For temperaturer før det baserte jeg meg på en homogenisert temperaturserie for Oslo (Blindern, 94 m.o.h., målestasjon 18700). For perioden der begge stasjonene hadde målinger var Oslotemperaturene i vinter- og vårmånedene gjennomsnittlig 2,79 °C varmere enn Bjørnholttemperaturene. Det var liten år til år variasjon i denne differansen. Jeg gjorde tilsvarende sammenligning mellom temperaturene målt på Bjørnholt og på Tryvasshøgda  (514 m.o.h, målestasjon 18950). Her varierte differansen mye mer fra år til år, så jeg konkluderte med bare å bruke Oslotemperaturene. Når det ikke var temperaturmålinger fra Bjørnholt brukte jeg Oslotemperaturene minus 2,79 °C. Det nevnte innlegget fra august 2018 har mer detaljer om dette. Nå i 2020 utvidet jeg denne homogeniserte temperaturserien med temperaturmålinger gjort på Bjørnholt i de siste to årene.

Figur 1 viser 30 års glidende middelverdi av snødybdene på Bjørnholt for månedene november til april og for gjennomsnittet i desember til mars. Middelverdiene er beregnet over 30 år. De siste punktene i kurvene er mellom 2005 og 2006, og de er middelverdiene for tidsrommet 1991 til 2020.

Figur 1: 30 års glidende middelverdi av snødybdene på Bjørnholt for månedene november til april og for gjennomsnittet i desember til mars.

Snødybden synker i alle månedene. Glidende middelverdi for desember har sunket under 25 cm, som betyr at desember nå normalt ikke har skimuligheter ute i terrenget.

Figur 2 viser 30 års glidende middelverdi av temperaturene på Bjørnholt for månedene november til april.

Middelverdiene er beregnet av døgn i månedene med 10 mm eller mer nedbør. Det forrige kapittelet begrunnet valget av 10 mm som grenseverdi. Jeg fokuserer på døgn med nedbør fordi det for skimulighetene ikke hjelper med kalde dager hvis det er mildt når det faller nedbør.

Figur 2: 30 års glidende middelverdi av temperaturene på Bjørnholt for månedene november til april.

Alle månedene viser stigende temperatur i de siste 50 årene. Bare januar og februar ligger fremdeles under 0 °C.

Figur 3 viser gjennomsnittlig temperatur og snødybde i månedene desember til mars. For temperatur bidrar bare døgn med 10 mm eller mer nedbør til gjennomsnittet. De tynne stiplete strekene viser årsverdiene, de tykke strekene viser 30 års glidende middelverdier, og de tynne linjene viser trend beregnet med lineær regresjonsanalyse over tidsrommet 1973 til 2020.

Figur 3: Gjennomsnittlig snødybde og temperatur i månedene desember til mars. Tykke heltrukne streker er 30 års glidende middelverdi. Stiplete streker viser årsverdiene. Tynne heltrukne linjer er trend beregnet over tidsrommet 1973 til 2020.

På figuren er det vanskelig å lese de numeriske årsverdiene for 2020-sesongen fordi de stiplede linjene smelter sammen med den røde y-aksen. I programmet ser jeg at den for temperatur er pluss 2,9 °C og at den for snødybde er 21 cm. Temperaturen er med god margin den varmeste i hele måleperioden, mens det har vært noen sesonger med mindre snødybde.

Temperaturtrenden fra 1973 frem til nå stiger med 0,4 °C per tiår. I 2020 er trendverdien litt over 0 °C.

Trenden i snødybde fra 1973 frem til nå synker med 5 cm per tiår. I 2020 er trendverdien 40 cm.

Jeg vil nå se på den statistiske sammenhengen, dvs. samvariasjonen, mellom snødybde og temperatur. Positiv samvariasjon mellom to størrelser betyr at når den ene øker vil ofte den andre også øke. Negativ samvariasjon betyr at når den ene øker vil ofte den andre minke. Korrelasjonskoeffisient er et tall mellom minus og pluss 1 som kvantitativt angir samvariasjonen. Null betyr ingen samvariasjon. Yttergrensene pluss og minus 1 betyr perfekt samvariasjon, henholdsvis positiv og negativ. Samvariasjon betyr ikke nødvendigvis årsakssammenheng. Store norske leksikon forklarer samvariasjon godt på denne siden.

Figur 4 viser samvariasjonen  mellom gjennomsnittlig temperatur og snødybde for månedene desember til mars. Hvert punkt på kurven er samvariasjonen gjennom de 15 foregående og de 15 påfølgende årene.

Figur 4: Samvariasjonen (korrelasjonen) mellom temperatur og snødybde beregnet over 30 år. Hvert punkt på kurven viser samvariasjonen gjennom de 15 foregående og de 15 påfølgende årene. Det siste punktet på kurven er mellom 2005 og 2006, og det dekker tidsrommet 1991 til 2020.

Kurven viser at omkring 1910 var det nesten ingen samvariasjon mellom temperatur og snødybde.  Dette forandret seg på 1970-tallet. Da ble samvariasjonen sterkt negativ.

Samvariasjon mellom to størrelser betyr ikke nødvendigvis at det er en årsakssammenheng. Men i vårt tilfelle er det nærliggende å anta at det er det. Omkring 1910 var det stort sett kaldt nok om vinteren, selv i milde perioder, til at nedbøren falt som snø som ble liggende. Derfor var det nesten ingen samvariasjon da. Men temperaturen steg utover på 1900-tallet, og etter cirka 1970 faller nedbøren ofte som regn også om vinteren. Da gir høye temperaturer liten snødybde, dvs. en negativ samvariasjon som figuren viser.

Matematisk detalj: I både dette og i de neste kapitlene er trendlinjene beregnet med minste kvadraters metode og korrelasjonskoeffisientene er beregnet med Pearsons formel. Det er vanlig. Når metode og formel ikke er nevnt, er det ofte underforstått at disse er brukt.

Appendiks A.  Detaljert forklaring av snødybdemålingene for Bjørnholt

Jeg har jobbet mer med selve snødybdemålingene for Bjørnholt nå i 2020 enn jeg gjorde for innleggene om snødybde og skidager i 2018. De daglige snødybdemålingene på eKlima mangler for en del dager etter 2005 der det, basert på eksisterende temperatur og nedbørmålinger og på snødybdemålinger før og etter de manglende målingene, er lett å sette inn trygge estimater. I noen tilfeller gjorde det at jeg kunne beregne månedlige middelverdier som mangler på eKlima, og at jeg kunne øke antall skidager for noen skisesonger. Resten av appendikset inneholder mer detaljerte forklaringer for de som måtte være interessert i det.

I 2018 hentet jeg antall skidager per sesong fra Rimfrost. Det klarte jeg ikke nå i 2020 pga. problemer rundt Java som antagelig skyldes min PC. Artikkelen Skifolket måtte klumpe seg sammen på skogsbilveiene i år i Aftenposten i mai 2020 opplyser at det i sesongen 2019 var 103 skidager og i sesongen 2020 bare 42. Men som forklart i forrige avsnitt sjekket jeg det nærmere selv, noe som gjorde at jeg økte antall skidager for 2020 sesongen til 45. Jeg økte også antall skidager for fire andre sesonger; for sesongen 2006 økte jeg fra 140 til 141 skidager, for 2012 fra 97 til 98, for 2017 fra 50 til 51, og for 2018 fra 120 til 126.

Jeg hentet daglige snødybdemålinger fra 1953 frem til juni 2020 for Bjørnholt. Det var bare for januar 2005 og senere at jeg klarte å erstatte manglende målinger med estimerte verdier. (Jeg vet ikke hvorfor, men det kan ha sammenheng med automatisering av målinger.) Jeg la inn snødybder for følgende datoer:

Dato                  Estimert snødybde [cm]
18.01.2005:          1
15.01.2006:        27
03.11.2007:          0
26.11.2007:          5
24.06.2010 til
11.11.2010:          0
25.12.2011:        27
26.12.2011:        25
27.12.2011:        23
06.12.2013:          0
23.05.2015 til
30.11.2015:          0
11.06.2016 til
04.11.2016:          0
11.11.2016:        22
12.11.2016:        22
13.11.2016:        22
14.11.2016:        18
15.11.2016:          9
16.11.2016:          4
23.02.2017:        37
22.12.2017:        16
26.12.2017:        20
01.01.2018:        50
02.01.2018 til
06.01.2018:        54
23.11.2018 til
03.12.2018:          0
04.12.2018:          2
05.12.2018:          4
06.12.2018:          6

Med de estimerte snødybdene for dagene over beregnet jeg ny gjennomsnittlig snødybde for følgende måneder:

Måned       Midlere snødybde [cm]
10.2005:        1
11.2005:        0
05.2009:        0
11.2010:        9
12.2011:      21
12.2013:       2
05.2014:       0
11.2015:       0
11.2016:     10
12.2006:       0
11.2007:       1
12.2017:     20
01.2018:     74
05.2018:       3
11.2018:       0
12.2018:     16

For sesongene 2006, 2012, 2017 og 2018 økte jeg antall skidager fordi antall dager med tilgjengelig snødybde økte. Jeg økte også antall skidager for 2020 sesongen, men i den sesongen la jeg ikke inn noen estimerte verdier. Der kan forklaringen være feil definisjon på 'skidag' i Aftenposten. De kan ha brukt definisjonen 'mer enn 25 cm snødybde' når de beregnet ny verdi for 2020. Med den definisjonen fikk jeg også 42 skidager i 2020. Men for de andre sesongene bruker både Aftenposten og Rimfrost definisjonen '25 cm eller mer snødybde'. Da er det 45 skidager i 2020 sesongen.


Ingen kommentarer:

Legg inn en kommentar