Learning Centre

Estimation of climate change impacts on hydrology and floods in Finland

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Vehviläinen, Bertel
dc.contributor.advisor Karvonen, Tuomo
dc.contributor.author Veijalainen, Noora
dc.date.accessioned 2012-12-18T09:30:06Z
dc.date.available 2012-12-18T09:30:06Z
dc.date.issued 2012
dc.identifier.isbn 978-952-60-4614-3 (electronic)
dc.identifier.isbn 978-952-60-4613-6 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4942 (electronic)
dc.identifier.issn 1799-4934 (printed)
dc.identifier.issn 1799-4934 (ISSN-L)
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/6319
dc.description.abstract Climate scenarios project increases in air temperature and precipitation in Finland during the 21st century and these will results in changes in hydrology. In this thesis climate change impacts on hydrology and floods in Finland were estimated with hydrological modelling and several climate scenarios. One of the goals was to understand the influence of different processes and catchment characteristics on the hydrological response to climate change in boreal conditions. The tool of the climate change impact assessment was the conceptual hydrological model WSFS (Watershed Simulation and Forecasting System). The studies employed and compared two methods of transferring the climate change signal from climate models to the WSFS hydrological model (delta change approach and direct bias corrected Regional Climate Model (RCM) data). Direct RCM data was used to simulate transient hydrological scenarios for 1951-2100 and the simulation results were analysed to detect changes in water balance components and trends in discharge series. The results revealed that seasonal changes in discharges in Finland were the clearest impacts of climate change. Air temperature increase will affect snow accumulation and melt, increase winter discharge and decrease spring snowmelt discharge. The impacts of climate change on floods in Finland by 2070-2099 varied considerably depending on the location, catchment characteristics, timing of the floods and climate scenario. Floods caused by spring snowmelt decreased or remained unchanged, whereas autumn and winter floods caused by precipitation increased especially in large lakes and their outflow rivers. Since estimation of climate change impacts includes uncertainties in every step of the long modelling process, the accumulated uncertainties by the end of the process become large. The large differences between results from different climate scenarios highlight the need to use several climate scenarios in climate change impact studies. Possibilities to adapt to climate change impacts through changes in lake regulation were also estimated. Changing the management and permits of many of the regulated lakes in Finland will become necessary during the 21st century in response to climate change induced shifts in hydrological regime. en
dc.description.abstract Ilmastonmuutoksen myötä ilman lämpötilan ja sadannan ennakoidaan kasvavan Suomessa 2000-luvulla, millä tulee olemaan selviä vaikutuksia hydrologiaan. Tässä väitöskirjassa arvioidaan ilmastonmuutoksen vaikutuksia hydrologiaan ja tulviin Suomessa käyttäen hydrologista mallintamista ja useita ilmastoskenaarioita. Yhtenä tavoitteena on ymmärtää miten eri prosessit ja valuma-alueiden ominaisuudet vaikuttavat ilmastonmuutoksen aiheuttamiin hydrologisiin muutoksiin boreaalisissa olosuhteissa. Ilmastonmuutoksen vaikutusten arviointiin käytettiin Vesistömallijärjestelmän (WSFS) konseptuaalista hydrologista mallia. Arviointia varten ilmastonmuutossignaali siirrettiin ilmastomallista hydrologiseen malliin käyttäen kahta menetelmää (delta change-menetelmä ja suorat korjatut alueellisen ilmastomallin tulokset) ja menetelmien tuloksia vertailtiin keskenään. Suoria alueellisten ilmastomallien tuloksia käytettiin simuloitaessa jatkuvia hydrologisia skenaarioita jaksolle 1951–2100 ja skenaarioista analysoitiin vesitaseen osatekijöiden muuttumista ja virtaama-aikasarjojen trendejä. Tutkimusten tulokset osoittavat, että ilmastonmuutoksen selvimmät vaikutukset ovat muutokset eri vuodenaikojen virtaamissa. Ilmastonmuutoksen aiheuttama ilman lämpötilan nousu vaikuttaa lumen kertymiseen ja sulamiseen, mikä kasvattaa talviajan virtaamia sekä pienentää lumen kevätsulannan aiheuttamia virtaamia. Muutokset kerran 100 vuodessa toistuvissa tulvissa jaksolla 2070–2099 vaihtelivat huomattavasti riippuen valuma-alueen sijainnista ja ominaisuuksista sekä tulvien ajoituksesta ja käytetystä ilmastoskenaariosta. Kevään lumen sulamistulvat pienenivät tai pysyivät nykyisen suuruisina, kun taas syksyn ja talven vesisateesta aiheutuvat tulvat kasvoivat etenkin suurissa järvissä ja niiden laskujoissa. Pitkän mallinnusketjun jokaiseen vaiheeseen liittyy epävarmuuksia, joten mallinnusprosessin aikana kertyvät epävarmuudet kasvavat suuriksi. Suuret erot eri ilmastoskenaarioiden tulosten välillä korostavat tarvetta käyttää useita ilmastoskenaarioita arvioitaessa ilmastonmuutoksen vaikutuksia. Tutkimuksessa arvioitiin myös mahdollisuuksia sopeutua ilmastonmuutoksen vaikutuksiin muuttamalla järvien säännöstelyä. Säännöstelyn uudelleenarviointi tulee tarpeelliseksi 2000-luvun aikana useilla Suomen säännöstelyillä järvillä, kun ilmastonmuutos aiheuttaa muutoksia järvien tulovirtaamissa. fi
dc.format.extent 211
dc.format.mimetype application/pdf
dc.language.iso en en
dc.publisher Aalto University en
dc.publisher Aalto-yliopisto fi
dc.relation.ispartofseries Aalto University publication series DOCTORAL DISSERTATIONS en
dc.relation.ispartofseries 55/2012
dc.relation.haspart [Publication 1]: Veijalainen, N.; Vehviläinen, B. 2008. The effect of climate change on design floods of high hazard dams in Finland, Hydrology Research 39(5–6), 465–477
dc.relation.haspart [Publication 2]: Lotsari, E.; Veijalainen, N.; Alho, P.; Käyhkö, J. 2010. Impact of climate change on future discharges and flow characteristics of the Tana River, Sub-Arctic northern Fennoscandia. Geografiska Annalier 92A(2), 263–284
dc.relation.haspart [Publication 3]: Veijalainen, N.; Dubrovin, T.; Marttunen, M.; Vehviläinen, B. 2010. Climate change impacts on water resources and lake regulation in the Vuoksi watershed in Finland. Water Resources Management 24(13), 3437–3459
dc.relation.haspart [Publication 4]: Veijalainen, N.; Lotsari, E.; Alho, P.; Vehviläinen, B.; Käyhkö, J. 2010. National scale assessment of climate change impacts on flooding in Finland. Journal of Hydrology 391, 333–350
dc.relation.haspart [Publication 5]: Veijalainen, N.; Korhonen, J.; Vehviläinen, B.; Koivusalo, H. 2012. Modelling and statistical analysis of catchment water balance and discharge in Finland 1951–2099 using transient climate scenarios. Journal of Water and Climate Change 3(1), 55–78
dc.subject.other Environmental science en
dc.subject.other Meteorology en
dc.title Estimation of climate change impacts on hydrology and floods in Finland en
dc.title Ilmastonmuutoksen vaikutukset hydrologiaan ja tulviin Suomessa fi
dc.type G5 Artikkeliväitöskirja fi
dc.contributor.school Insinööritieteiden korkeakoulu fi
dc.contributor.school School of Engineering en
dc.contributor.department Yhdyskunta- ja ympäristötekniikan laitos fi
dc.contributor.department Department of Civil and Environmental Engineering en
dc.subject.keyword hydrological modelling en
dc.subject.keyword climate change en
dc.subject.keyword water resources en
dc.subject.keyword floods en
dc.subject.keyword impact assessment en
dc.subject.keyword climate scenarios en
dc.subject.keyword adaptation en
dc.subject.keyword hydrologinen mallintaminen fi
dc.subject.keyword ilmastonmuutos fi
dc.subject.keyword Suomen vesivarat fi
dc.subject.keyword tulvat fi
dc.subject.keyword vaikutusten arviointi fi
dc.subject.keyword ilmastoskenaariot fi
dc.subject.keyword sopeutuminen fi
dc.identifier.urn URN:ISBN:978-952-60-4614-3
dc.type.dcmitype text en
dc.type.ontasot Doctoral dissertation (article-based) en
dc.type.ontasot Väitöskirja (artikkeli) fi
dc.contributor.supervisor Koivusalo, Harri
dc.opn Olsson, Jonas
dc.rev Hisdal, Hege
dc.rev Prudhomme, Christel
dc.date.defence 2012-06-01


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse