Havet 2015/2016. Amund Lindberg, SMHI. Publicerad: 2016-11-17
Varmare vatten, låga syrehalter och varierande salthalt är de sammanfattande resultaten av de oceanografiska mätningarna som gjorts i de svenska havsbassängerna sedan 1970-talet. Syresituationen i Egentliga Östersjön är dålig, trots inflödet i slutet av 2014, och stora områden uppvisar låga syrehalter eller närvaro av svavelväte i bottenvattnet. Flera av närsalterna minskar långsamt i vissa bassänger, även om fosforhalterna ökar i de flesta havsbassänger. Ökad tillrinning i norr kan vara en förklaring till högre kiselhalter och lägre salthalt i Bottniska vikens ytvatten.
Den stora tillrinningen till Östersjön från floder och vattendrag medför att lättare, sötare ytvatten strömmar ut genom de danska sunden medan tyngre saltvatten strömmar in från Västerhavet till Östersjön. Beroende på skillnaderna i salthalt och de grunda trösklar som skiljer bassängerna åt har alla våra svenska havsområden unika egenskaper. Skillnaden i salthalt mellan ytvatten och bottenvatten skapar en skiktning, en haloklin, som försvårar omblandning av de olika skikten. Skiktningens djup och styrka tillsammans med tillförsel och förluster av näringsämnen, interna processer och vattnets omsättningstid är faktorer som påverkar bassängernas vattenkvalitet.
Stora variationer i temperatur och mängd av näringsämnen förekommer i ytvattnet. Under vintern när vattnet kyls är ytlagret homogent ner till saltsprångskiktet. Den biologiska aktiviteten är låg och det sker nästan inget upptag av näringsämnen. Man använder sig därför av dessa vintervärden av näringsämnen för att se potentialen för nästa säsongs vårblomning. När ytvattnet värms upp under våren bildas ett varmare ytvatten och skiktningen gör att produktionen av växtplankton kommer igång. Skiktningen förstärks under sommaren av ökad uppvärmning och av att tillrinningen av sötvatten ökar under den varma perioden. Även om näringsämnen tillförs genom tillrinning och nedbrytning av plankton så förbrukas de snabbt och halterna av näringsämnen är mycket låga under sommaren. Under hösten avtar den biologiska aktiviteten när vattnet kyls och temperaturskiktningen försvinner.
Analys av förändringar i ytvatten (0–10 m) och bottenvatten har gjorts för våra sex havsområden; Skagerrak (medel av 6 stationer), Kattegatt (medel av 6 stationer), södra Egentliga Östersjön (medel av 5 stationer), norra och centrala Egentliga Östersjön (medel av 8 stationer), Bottenhavet (medel av 2 stationer) och Bottenviken (medel av 2 stationer). Som bottenvatten används för Bottenviken och Bottenhavet > 80 m, centrala och norra Egentliga Östersjön > 180 m, södra Egentliga Östersjön > 80 m, Kattegatt > 30 m samt Skagerrak > 75 m. I figurerna för ytvattnet visas årsmedelvärden av temperatur, salthalt, totalfosfor och totalkväve, samt vintermedelvärden (januari-februari i Västerhavet, januari-mars i övriga havsområden) för de oorganiska närsalterna fosfat, DIN (nitrat+nitrit+ammonium) och silikat. I figurerna för bottenvattnet visas årsmedelvärden av temperatur och salthalt samt höstmedelvärden (augusti– oktober) av syrehalt. När svavelväte förekommer räknas denna koncentration om till negativt syre, det vill säga hur mycket syre som behövs för att oxidera svavelvätet. Analys av trender har gjorts med enkel linjär regression, dels för hela perioden 1971–2014, dels för perioderna 1971–1990 och 1991–2014. I figurerna är endast signifikanta förändringar (p<0.05) markerade. I Bottniska viken är dataunderlaget den första mätperioden, 1971–1990, varierande då få mätningar har gjorts under året. Inga trendanalyser av temperatur och oorganiska närsalter har därför gjorts för denna period.
Variationerna är mindre i djupvattnet, omsättningen beror på bottentopografin, tillförsel av sötvatten, större inflöden av salt och syrerikt vatten från Nordsjön samt belastning från ytvattnet. Skagerrak, som mestadels påverkas mycket av vatten från Nordsjön, har en god vattenomsättning och höga syrehalter. Kattegatt är en övergångszon med saltare djupvatten från Skagerrak och sötare ytvatten från Östersjön. Omsättningen av djupvatten kan under kortare tider vara begränsad.
Vattenomsättningen i Egentliga Östersjön är beroende av större inflöden av Nordsjövatten. Här finns ett sötare ytvatten som strömmar norrifrån och ett djupvatten från Västerhavet vilket ger upphov till en permanent haloklin, grundare i söder och lite djupare i norr. Utbytet av djupvatten är sporadiskt, då stora inflöden från Skagerrak och Kattegatt är sällsynta. I de södra delarna sker normalt några mindre vattenutbyten per år, men i de centrala och norra delarna kan stagnationsperioderna vara under flera år. En återgång till syrefattiga förhållanden, efter det att ett inflöde ägt rum, sker numera snabbare beroende på en ökad närsaltsbelastning och en förstärkt skiktning av vattenmassan.
Inflödet av syrerikt vatten under 2014 höjde syrgasmängden något i södra Egentliga Östersjön. Även i centrala Egentliga Östersjön syns en förbättring, men fortfarande är medelvärdet för de aktuella mätstationerna under 0 ml/l. Syrgassituationen i djupvattnet är därför fortfarande mycket allvarlig. Samtliga havsområden, förutom Kattegatt och Bottenviken, visar en negativ trend i syrekoncentration i djupvattnet. I Bottenhavet bildas djupvattnet av vatten som kommer från ett mellanskikt i Egentliga Östersjön. I Bottenhavets djupvatten har syrgashalten sjunkit sedan början av 1990-talet från i överkant 6 ml/l till närmare 4 ml/l, troligen som följd av de försämrade syreförhållandena i Egentliga Östersjön. Den goda omblandningen i Bottenviken, där syrerikt ytvatten varje år sjunker när havsvattnet avkyls, gör att syresituationen i denna havsbassäng är alltjämt god. Östersjön har inte sedan 1986/87 haft någon kraftig nedkylning av ytvattnet på samma sätt som Bottenviken. Den nedkylning som skedde under vintrarna 1995/96 samt 2010/11 varade endast kortare perioder.
I Bottenviken ligger syrehalterna på höga nivåer och inga förändringar syns. I Bottenhavet har syrehalterna i bottenvattnet minskat signifikant, troligen på grund av de försämrade syreförhållandena i Östersjöns mellanskikt som bildar djupvattnet i Bottenhavet, samt de högre fosfathalterna som ger en högre produktion och därmed en ökad syreförbrukning. I Egentliga Östersjön är det relativt sällsynt med stora inflöden från Västerhavet. I de södra delarna sker normalt några mindre vattenutbyten per år, medan stagnationsperioderna i de norra delarna kan vara långa. Syrehalterna har i södra Egentliga Östersjön minskat signifikant under den andra mätperioden och i norra och centrala Egentliga Östersjön har minskningen varit signifikant över båda mätperioderna. I Skagerrak och Kattegatt, där djupvattnet består av salt Nordsjövatten är vattenomsättningen god och i Skagerrak finns inga problem med låga syrehalter. I Kattegatt kan omsättningen av djupvatten under kortare perioder vara begränsad. En signifikant minskning av syrehalten har skett i Västerhavet under första perioden samt under hela perioden.
Beroende på det geografiska läget finns en temperaturskillnad mellan de olika havsbassängerna. Årsmedeltemperaturen i ytvattnet är därför högre i Egentliga Östersjön och Västerhavet än i Bottniska viken. I Egentliga Östersjöns och Kattegatts djupvatten, samt i södra Egentliga Östersjöns ytvatten, kan man se en ökning av temperaturen från början av 1990-talet. Anmärkningsvärt är att 2014 var ett mycket varmt år över land, men inga temperaturrekord noterades i ytvattnet i några av de aktuella havsområdena.
Perioden 1970–1990 visar stora variationer i ytvattentemperaturen. En del av variationerna i början av tidsserien kan troligtvis förklaras av att mätningarna inte var lika jämnt fördelade över året som de är sedan början av 1990-talet, då månadsvisa mätningar infördes.
Inga signifikanta förändringar i temperaturen syns i Bottniska viken. I Egentliga Östersjön, samt i Kattegatt, ökade temperaturen i bottenvattnet signifikant under den andra mätperioden.
Skillnaderna i salthalt, från cirka 2 promille Bottenviken till drygt 35 i Västerhavet, skapar en kraftig salthaltgradient. Salthalten har minskat i ytvattnet i Egentliga Östersjön och Bottniska viken sedan 1970-talet. I Skagerrak har salthalten däremot ökat, denna ökning är troligen inte verklig utan beror förmodligen på de stora variationerna under 1970-talet, vilket gör att analysen i början är osäker. I Kattegatt kan en minskning ses. I djupvattnet har saltahlten ökat i Skagerrak sedan 1990- talet. Egentliga Östersjön påverkas tydligt av större inflöden av Nordsjövatten och salthalten varierar utan tydliga trender i de södra delarna. I den norra delen har salthalten minskat sedan 1970-talet. Minskningen var tydligast under 1980-talet, medan en ökning sedan skett från början av 1990-talet. För Bottniska vikens del har salthalten sjunkit, sett över hela perioden.
Ytvattnet: I Bottniska viken har salthalten i ytvattnet minskat signifikant under både den andra och hela mätperioden. Även i Egentliga Östersjön har en minskning skett över hela perioden, för norra och centrala delen även under den första perioden. I Skagerrak har salthalten ökat signifikant under den andra perioden, och i Kattegatt har salthalten minskat över hela perioden.
Djupvattnet: Salthalten i djupvattnet har minskat i Bottniska viken under mätperioden. I södra Egentliga Östersjön styrs salthalten av större inflöden av saltvatten från Nordsjön, och de sista stora inflödena 1983, 1993 och 2003 syns tydligt i södra delen. Här minskade salthalten signifikant under den första mätperioden, och även under hela perioden. I norra och centrala Egentliga Östersjön har salthalten minskat den första perioden och ökat den andra, totalt har en minskning skett under hela mätperioden. I Kattegatt har salthalten minskat något under första perioden och i Skagerrak har salthalten ökat signifikant under den senare perioden.
Halterna av totalkväve är ungefär lika i alla bassängerna medan den oorganiska delen är lägre i Bottniska viken och Egentliga Östersjön än i Västerhavet, där mellanårsvariationen är större på grund av inflöden från Nordsjön. Halterna av totalfosfor och fosfat ligger på samma nivå i Västerhavet och Egentliga Östersjön men är markant lägre i Bottniska viken. De absolut lägsta nivåerna finns i Bottenviken.
Halterna av kisel däremot är som högst i Bottniska viken och lägst i Västerhavet. Halterna av näringsämnen ökade fram till slutet av 1980-talet. Både kväve- och fosforhalterna har sedan minskat under 1990-talet, kvävehalterna har sedan fortsatt att minska eller legat på samma nivå under 2000-talet medan fosforhalterna har ökat. Förhöjda koncentrationer under haloklinen på grund av låga syrehalter/svavelväte medför en ökad transport av fosfor till ytskiktet. En minskning har börjat ses de senaste åren i Egentliga Östersjön.
Från början av 1990-talet har kiselhalterna ökat med storleksordning 10 μmol/l i både Bottenhavet och Bottenviken. I samtliga andra havsområden har kiselhalterna sjunkit.
Variationer i totalfosfor och totalkväve under året är liten. Under vintern består största delen av totalfosforhalterna och en betydande del av totalkvävehalterna av oorganiska fraktioner. Vår och sommar domineras totalhalterna av organiskt material när de oorganiska fraktionerna tas upp av planktonsamhället. Halterna av totalfosfor och totalkväve ökade signifikant i nästan alla havsområden fram till slutet av 1980-talet. Totalfosforhalterna minskade sedan under 1990-talet för att sedan öka igen under 2000-talet. Totalkvävehalterna har under den andra mätperioden legat på sammanivå i Bottniska viken och Egentliga Östersjön. I Västerhavet har däremot en signifikant minskning skett under den senare mätperioden.
Fosfathalterna ökade signifikant i Egentliga Östersjön och Västerhavet under den första mätperioden. I Egentliga Östersjön har de sedan minskat fram till 2000 för att därefter åter öka. Ökningen de sista åren beror troligen framför allt på interna processer och inte på belastningen från land. Fosfor frigörs från sedimenten vid långvarig syrebrist. I Bottenhavet har fosfathalterna ökat signifikant under den andra mätperioden, med halterna i Bottenviken har minskat. I Västerhavet varierade fosforhalten under andra mätperioden med en signifikant minskning i Skagerrak.
Halterna av oorganiskt kväve ökade signifikant i Egentliga Östersjön under den första mätperioden för att sedan minska signifikant under den andra mätperioden. I Västerhavet är årsvariationen större på grund av vattenutbytet med Nordsjön och inga tydliga trender syns. Inte heller i Bottniska viken har någon signifikant förändring i halten av oorganiskt kväve skett under den senare perioden.
Att halterna har ökat i Bottniska viken kan ha sin naturliga förklaring i ökad tillrinning, vilket styrks av lägre salinitet. Det som dock är förbryllande är att kiselhalterna har minskat i Egentliga Östersjön, trots att man även i denna bassäng ser en minskad salthalt. Detta indikerar att kisel försvinner någonstans mellan mellersta Bottenhavet och mätstationerna i Egentliga Östersjön. Eventuellt skulle detta kunna ha orsakats av en ökande kiselalgsproduktion i Egentliga Östersjön och kanske även i södra Bottenhavet. En nationell marin provtagningspunkt/station i södra Bottenhavet hade bättre kunnat ge svar på bland annat frågan om hur långt norrut man börjar se sjunkande halter av kisel. Att halterna av kisel så tydligt har sjunkit i Egentliga Östersjön, samtidigt som de har ökat i Bottniska viken, kan vara en indikation på en ökad produktion av kiselalger i södra Bottenhavet och Egentliga Östersjön. Detta skulle i sin tur kunna vara en bidragande orsak till en ökad syrebrist i djupvattnet i Egentliga Östersjön.
Halterna av kisel har ökat signifikant i Bottniska viken under den senare mätperioden. I Egentliga Östersjön och i Skagerrak har kiselhalterna istället minskat signifikant över hela perioden. I Kattegatt finns inga signifikanta förändringar.
Om syresituationen i Östersjön: SMHI Report Oceanography No. 53, 2015.
Om kopplingen mellan ökade fosforhalter och syrebrist på Tellus webbsida - centrum för systemforskning om klimat och miljö vid Göteborgs universitet.
