Uvod
Spreminjanje je splošna značilnost podnebja, vendar je hitrost spreminjanja predvsem zaradi človekovega izpusta toplogrednih plinov v zadnjem stoletju izjemna. V Sloveniji se podnebje na podlagi analiz dolgoletnih opazovanj spreminja še hitreje kot na svetovni ravni. Ker podnebnih sprememb ne moremo več ustaviti niti s takojšnjim omejevanjem toplogrednih plinov, se moramo nanje prilagoditi, za to pa potrebujemo vedenje o njih. Na Agenciji RS za okolje (ARSO) smo s tem namenom leta 2016 začeli obsežen projekt ocene podnebnih projekcij za Slovenijo, z naslovom Ocena podnebnih sprememb v Sloveniji v 21. stoletju (OPS 21). V okviru projekta smo ocenili povprečne spremembe najpomembnejših podnebnih spremenljivk ter vpliv teh sprememb na rastne in hidrološke razmere.

Podnebni modeli, scenariji izpustov toplogrednih plinov, podnebne projekcije in negotovost

Projekt temelji na rezultatih podnebnih modelov. Globalni podnebni modeli so numerični modeli podnebnega sistema, ki z enačbami opisujejo ozračje, ledeni pokrov, oceane, kopno in vegetacijo, njihove medsebojne vplive in povratne vezi med njimi. Za izračun projekcij prihodnjega podnebja uporabljajo podatke o vsebnosti toplogrednih plinov. Računsko so ti modeli zelo zahtevni, zato imajo precej majhno ločljivost. Zaradi sorazmerno grobe prostorske in časovne ločljivosti je potreben za oceno podnebne spremenljivosti na regionalni in lokalni ravni njihov preračun na lokalno raven, eden od načinov, ki smo ga uporabili tudi mi, je dinamičen preračun z uporabo regionalnih podnebnih modelov. Regionalni podnebni modeli uporabljajo rezultate globalnih modelov kot vhodne podatke, njihova prostorska ločljivost pa je 10–50 km. Zaradi različnih vzrokov tudi njihov opis podnebja ni popolnoma ustrezen. Pri pripravi podnebnih projekcij je zelo pomembno to negotovost ovrednotiti.

Ocena podnebnih sprememb zahteva podatke o prihodnjih vsebnostih toplogrednih plinov v ozračju. Naraščanje njihove vsebnosti velja za glavni dejavnik sprememb podnebja od industrijske revolucije naprej. Vsebnost toplogrednih plinov v ozračju je močno odvisna od razvoju družbe in gospodarstva v 21. stoletju. Medvladni odbor za podnebne spremembe (IPCC) je zato v svojem 5. poročilu leta 2014 za preučevanje definiral štiri scenarije izpustov toplogrednih plinov ali značilnih potekov vsebnosti toplogrednih plinov (angl. representative concentration pathways, RCP). Scenariji ne napovedujejo prihodnjega stanja, ampak so opis verjetnih stanj koncentracije toplogrednih plinov v ozračju ob določenih predpostavkah.

Pri tako imenovanem optimističnem scenariju izpustov (RCP2.6) predvidevamo, da bo politika omejevanja izpustov zelo hitra in uspešna. Vrh naj bi izpusti dosegli med letoma 2010 in 2020, potem pa zelo močno padali. Pri zmerno optimističnem scenariju izpustov (RCP4.5) predvidevamo, da se bodo izpusti toplogrednih plinov sprva še počasi povečevali, dosegli vrh okrog leta 2040 , nato pa se proti koncu 21. stoletja postopno zmanjševali. Drugi zmerno optimističen scenarij (RCP6) predvideva naraščanje do leta 2080, nato zmanjševanje. Pesimističen scenarij izpustov (RCP8.5) večjih uspehov pri omejevanju izpustov ne predvideva, zato se po tem scenariju izpusti skozi celotno 21. stoletje hitro povečujejo.

Slika 1. Značilni poteki vsebnosti toplogrednih plinov (RCP). Zelena: RCP2.6, rdeča: RCP4.5, črna: RCP6 in modra: RCP8.5. Številka izraža neto sevalni prispevek konec 21. stoletja.

Ko govorimo o podnebju v prihodnosti, ne podajamo natančnih vrednosti podnebnih spremenljivk v prihodnosti, npr. povprečne temperature zraka v Murski Soboti leta 2070. Zaradi številnih negotovosti in predpostavk pa tudi lastnosti ozračja podnebja v prihodnosti ne moremo napovedati. Za prihodnje podnebje pripravljamo projekcije, ki temeljijo na določenih predpostavkah in scenarijih. Podnebne projekcije vsebujejo informacije o tem v kakšnem intervalu lahko pričakujemo spremembe podnebnih spremenljivk, kakšna je zanesljivost teh sprememb ter ob kakšnih predpostavkah in scenarijih prihodnjih družbenih sprememb velja.

Da bi ocenili negotovost projekcij, smo se pri odločili, da analiziramo za Slovenijo tri scenarije izpustov toplogrednih plinov: optimističen scenarij, zmerno optimističen scenarij in pesimističen scenarij. S tem smo zajeli večji del razpona možnega razvoja podnebja v prihodnosti. Za oceno negotovosti smo uporabili ansambel šestih izbranih modelov (dveh za optimistični scenarij) projekta EURO-CORDEX, v ločljivost okrog 12 km. Ocenjevali smo spremembe podnebja v treh tridesetletnih obdobjih v prihodnosti: 2011–2040 (bližnja prihodnost), 2041–2070 (sredina stoletja) in 2071-2100 (konec stoletja). Vsi rezultati projekta so podani v obliki sprememb glede na primerjalno obdobje 1981–2010, ki predstavlja sedanje stanje. Pri tem moramo biti previdni, ko vrednotimo izdelane podnebne projekcije za Slovenijo z vidika ciljev omejevanja izpustov, saj se je povprečna temperatura v Sloveniji od predindustrijske dobe do primerjalnega obdobja že dvignila za okrog 2,0 do 2,5 °C.

Temperatura v 21. stoletju
Naraščanje temperature zraka se bo v Sloveniji v 21. stoletju nadaljevalo, velikost dviga pa je zelo odvisna od scenarija izpustov toplogrednih plinov. V primeru optimističnega scenarija izpustov bo temperatura do konca stoletja v primerjavi z obdobjem 1981–2010 zrasla za približno 1,3 °C, v primeru zmerno optimističnega scenarija izpustov za približno 2 °C, v primeru pesimističnega scenarija izpustov pa za približno 4,1 °C. Po prvih dveh scenarijih, ki predvidevata zmanjšanje izpustov, temperatura sprva narašča in se konec 21. stoletja ustali, po pesimističnem scenariju pa se naraščanje temperature proti koncu stoletja stopnjuje. Proti koncu 21. stoletja se stopnjuje tudi negotovost.

Slika 2. Časovni potek odklona povprečne temperature zraka od primerjalnega obdobja 1981–2010 za Slovenijo na letni ravni za tri scenarije. Debele črte prikazujejo glajen signal, ovojnice pa glajen negotovosti.

Naraščanje temperature je prostorsko precej enakomerno, razlikuje pa po letnih časih. V bližnji prihodnosti so temperaturna odstopanja od primerjalnega obdobja med posameznimi scenariji izpustov še primerljiva, potem pa se časovni poteki ločijo.

Slika 3. Srednja sprememba povprečne temperature po letnih časih in na letni ravni glede na primerjalno obdobje 1981–2010 za zmerno optimistični (levo) in pesimistični (desno) scenarij

Izrazitejša sprememba se kaže predvsem pri pesimističnem scenariju. Naraščanje temperature je za Slovenijo predvideno v vseh letnih časih, vendar je za zimo podnebni signal ob koncu stoletja tako na državni kot na regionalni ravni izrazitejši od povprečnega letnega podnebnega signala. Predvsem v severnem in vzhodnem delu Slovenije bo temperatura pozimi naraščala hitreje od letnega povprečja

Dvig temperature bo močno povečal toplotno obremenitev. Izjemne razmere spremljamo s temperaturnimi kazalniki, npr. kazalniki izjemne vročine ali mraza. Analiza kazalnikov kaže, da bodo spremembe povprečnih razmer spremljale spremembe v skrajnostih (vroči dnevi, ledeni dnevi ipd.). Obeta se nam veliko večje število vročih dni (z najvišjo temperaturo nad 30 °C) kot doslej, v primeru zmerno optimističnega scenarija za približno 11 dni, v primeru pesimističnega scenarija izpustov pa za približno 27 dni. V vseh scenarijih izpustov se bo povečalo število in trajanje vročinskih valov. V primeru zmerno optimističnega scenarija izpustov bomo imeli konec stoletja povprečno vsaj en vročinski val letno, ki bo po jakosti primerljiv ali hujši od vročinskega vala, ki smo ga imeli poleti 2003. Vroči dnevi se utegnejo pojaviti precej više kot doslej, na meji visokogorja.

Slika 4. Odklon števila vročih dni (nad 30 °C) na leto glede na primerjalno obdobje 1981–2010 za zmerno optimistični (levo) in pesimistični (desno) scenarij. Levi stolpec vsakega scenarija prikazuje srednjo vrednost spremembe števila vročih dni, desni pa značilnost spremembe, soglašanje ansambelskih modelov o spremembi. Zelena pomeni, da sprememb iz podatkov ni videti, oranžna, da so spremembe zanesljive, siva pa da so nezanesljive, ni soglašanja modelov o njej, eni kažejo na povečanje, drugi na zmanjšanje števila vročih dni.

Število hladnih (dnevna najnižja temperatura pade pod 0 °C) in ledenih (najvišja temperatura ne preseže 0 °C) se bo precej zmanjšalo. Največji upad števila ledenih oziroma hladnih dni v prihodnosti pričakujemo v visokogorju in v delu prehodne regije (med primorsko in osrednjo).

Padavine v 21. stoletju
V nasprotju s temperaturo so scenariji za spremembe padavin manj zanesljivi, saj so te časovno in prostorsko bolj raznolike. Optimistični scenarij izpustov na letni in državni ravni v nobenem obdobju ne predvideva statistično značilnih sprememb. V primeru zmerno optimističnega scenarija izpustov višina padavin vseskozi raste, v začetnem obdobju na letni ravni so spremembe zelo majhne, vendar se signal z odmikom v prihodnost stopnjuje. Pesimistični scenarij izpustov sprva predvideva naraščanje padavin po vsej državi, v drugi polovici 21. stoletja pa se negotovost signala močno poveča.

Prostorsko se projekcije manj homogene. Z začetkom sredine stoletja se bo območje relativnega naraščanja padavin na letni ravni začelo širiti z vzhoda na zahod, vendar je sprememba zanesljiva le na skrajnem severovzhodu. Do leta 2100 je na celotnem območju Slovenije z izjemo Julijskih Alp pričakovan porast povprečnih letnih padavin za približno 10 % glede na obdobje 1981–2010, pri čemer je sprememba bolj zanesljiva v vzhodni polovici Slovenije.

Slika 5. Časovni potek kazalnika višine padavin glede na primerjalno obdobje 1981–2010 za Slovenijo na letni ravni za tri scenarije. Debele črte prikazujejo glajen signal, ovojnice pa razpon negotovosti.

Na sezonski ravni je signal spremembe padavin po velikosti bolj izražen. V primeru zmerno optimističnega scenarija bo naraščanje padavin najbolj izrazito pozimi, za kar je zanesljivost deloma visoka. Spomladi in jeseni signal prav tako kaže naraščanje padavin, vendar manj zanesljivo. Poleti različni modeli kažejo bodisi majhne spremembe bodisi spremembe v različni smeri, zato je signal spremembe majhen ali negotov.

Slika 6. Srednja sprememba povprečne višine padavin po letnih časih in za obdobje celega leta v treh projekcijskih obdobjih glede na obdobje 1981–2010 za zmerno optimistični (levo) in pesimistični scenarij (desno). Prikazan je relativni odklon višine padavin od povprečja v primerjalnem obdobju 1981–2010.

V pesimističnem scenariju so signali sprememb za pomlad, jesen in zimo podobni kot v zmerno optimističnem scenariju, pri čemer je signal za povečanje zimskih padavin še bolj izražen in zanesljiv kot v zmerno optimističnem scenariju. Tudi za pesimistični scenarij izpustov je podobno kot za zmerno optimistični scenarij signal spremembe padavin poleti v začetnih obdobjih zelo majhen, proti koncu stoletja pa zelo negotov. Z izjemo poletja je v drugih letnih časih ob koncu stoletja predvidena večja višina padavin, vendar z gotovostjo lahko potrdimo le signal za zimo.

Zimsko naraščanje padavin ne pomeni povečane možnosti za sneg, saj bodo s hkrati naraščajočo temperaturo zraka snežne padavine najverjetneje postale čedalje manj pogoste, verjetnost za snežno odejo pa manj verjetna.

Jakost in pogostost izjemnih padavin se bosta povečali, bolj po pesimističnem scenariju. Nalivi z danes izjemno jakostjo bodo postali običajnejši. Število padavinskih dni se bo po zmerno optimističnem scenariju zmanjšalo samo sredi stoletja in to poleti, po pesimističnem scenariju pa na letni ravni že sredi stoletja, do konca stoletja pa se bo signal še stopnjeval.

Dnevi s srednje intenzivnimi dnevne padavinami (več kot 10 mm), ki so danes precej precej pogosti na alpsko-dinarski pregradi, bodo na vzhodu pogostejši. Po zmerno optimističnem scenariju se bo njihovo število občutno povečalo šele ob koncu stoletja, medtem ko se v primeru pesimističnega scenarija občutno povečanje kaže že sredi stoletja.

Dnevi z intenzivnejšimi padavinami (nad 20 mm), ki se danes za večino Slovenije ne pojavljajo pogosto, bodo po zmerno optimističnega scenarija pogostejši že sredi stoletja, do konca stoletja pa se bo povečanje še stopnjevalo. Spremembe so statistično zanesljive najprej na vzhodu Slovenije, do konca stoletja pa po vsej državi, z izjemo alpsko-dinarske pregrade. Največji del povečanja takšnih dni gre na račun povečanja jeseni in pozimi. Še večje spremembe so predvidene za pesimistični scenarij, ko se bo število takšnih dni povečalo sredi in konec stoletja po celotni državi, z izjemo alpsko-dinarske pregrade.

Pretoki rek in napajanje podzemne vode v 21. stoletju
Projekcije pretokov rek in napajanja podzemne vode so ocenjene z modeloma MIKE oz. GROWA. Rezultati so prikazani v točkah vodomernih postaj. Večjih sprememb srednjih letnih pretokov v Sloveniji v primerjavi z obdobjem 1981–2010 po vseh scenarijih izpustov ni pričakovati, z izjemo severovzhoda, kjer bi se pretoki v zmerno optimističnem scenariju izpustov do konca stoletja lahko povečali do 30 %. V primeru pesimističnega scenarija izpustov bo lahko v sredini stoletja na severovzhodu povečanje do 40 %. Za reke na severovzhodu države (pritoki rek Mure in Drave) in za reke v jugozahodnem delu Slovenije je negotovost sprememb večja kot za ostala območja.

Slika 7. Spremembe srednjih letnih konic pretoka (sQvk) slovenskih rek za zmerno optimistični (levo) in pesimistični (desno) scenarij. V levem stolpcu vsakega scenarija je srednja vrednost povečanja, v desnem pa značilnosti teh sprememb. Z zeleno je označeno, da spremembe ni, z oranžno, da je sprememba zanesljiva in s sivo, da sprememba ni zanesljiva, odvisna je od podnebnega modela.

Srednje letne konice se bodo po vseh scenarijih izpustov v primerjavi z obdobjem 1981–2010 povečale povsod po državi, v povprečju od 20 do 30 %. Povečanje se od bližnje prihodnosti proti koncu stoletja stopnjuje. Največje povečanje konic bo na severovzhodu države, kjer bo v primeru zmerno optimističnega scenarija znašalo do 30 %. V primeru pesimističnega scenarija izpustov bo povečanje proti koncu stoletja med 20 in 40 % na skoraj vseh vodomernih postajah.

Slika 8. Srednje spremembe v napajanju podzemne vode za zmerno optimistični (levo) in pesimistični (desno) scenarij

V prihodnjih obdobjih povprečno letno napajanje podzemne vode v Sloveniji ne kaže na večje spremembe v prostorski razporeditvi količine napajanja glede na primerjalno obdobje 1981–2010. V večini Slovenije oba scenarija izpustov kažeta na povečevanje napajanja podzemne vode v projekcijskih obdobjih. V zmerno optimističnem scenariju izpustov se spremembe stopnjujejo v vseh treh obdobjih, v pesimističnem scenariju izpustov pa so največje spremembe v drugem obdobju, v zadnjem so nekoliko manj izrazite. Spremembe bodo glede na primerjalno obdobje največje na severovzhodu Slovenije.

V bližnji prihodnosti je za zmerno optimistični scenarij izpustov predvideno povečano napajanje do 20 % na skrajnem severovzhodu Slovenije, ki se proti notranjosti države zmanjšuje. Prostorska porazdelitev sprememb je za vsa primerjalna obdobja podobna, stopnjuje se le velikost porasta napajanja, ki konec stoletja na skrajnem severovzhodu Slovenije preseže 40 %.

Tudi v primeru pesimističnega scenarija je prostorska porazdelitev sprememb podobna kot v zmerno optimističnem scenariju. Razlike so v velikosti spremembe. V bližnji prihodnosti je po pesimističnem scenariju predvidena sprememba napajanja zelo majhna. Sredi stoletja so spremembe v primerjavi z zmerno optimističnim scenarijem precej večje, konec stoletja je predvideno povečanje napajanja manjše kot v predhodnem obdobju.

Viri
Več podatkov o preteklem podnebju in podnebnih projekcijah lahko najdete na spletni strani Meteo.si:

Podnebne spremembe, ARSO Meteo, http://meteo.arso.gov.si/met/sl/climate/change/