Regional klimatsammanställning — Stockholms län. - Länsstyrelserna

54
4.7 Tjäle
Texten inom detta avsnitt är en sammanfattning från tidigare utredningar.
I Sverige fryser marken regelbundet under vintern. Marken kan betraktas som ett system bestående av
tre faser. En fast fas bestående av mineral och organiskt material och därefter av en vattenfas och en
luftfas. Vatten och luftandelarna ändras med tiden. För att förstå tjälen krävs ytterligare en
tidsvariabel av den fasta fasen, isen. Andelarnas storlek beror på värme- och vattentransport i marken.
Normalt övergår vatten till is vid 0 o C. Lösta salter förekommer och medför att vattnet fryser i ett
intervall från 0 o C till flera minusgrader. Det finns ett linjärt samband mellan fryspunktens temperatur
och vattnets bindningspotential i marken. Således förekommer det stora skillnader mellan tjäle i ler,
silt och sandjordar.
I grovkorniga jordarter som sand blir tjälen massiv. Detta innebär att zonen med vätska, is och luft blir
begränsad. Nästan allt vatten fryser vid 0 o C. I grovkorniga jordar är gränsytan skarp mellan fuktiga
och torra skikt, och vattentransporten är obetydlig. I finkorniga jordarter som leror bildas en israndig
struktur. Tjälen bildas i skikt av is som är omgärdad av jord som inte innehåller is. För grovkorniga
jordarter tillväxer tjälen på bred front successivt djupare ner. I finkorniga jordar är tillväxten mycket
diffus.
Det sker som regel ingen volymsutvidgning i grovkorniga jordar. När vatten utvidgas till is motsvarar
detta en ökning på ca 10 procent. En helt vattenfylld sand med en porositet på 50 volymsprocent kan
maximalt utvidgas ca 5 procent. Den tjälskjutning som kan orsaka svåra problem beror alltså inte på
vattnets utvidgning, utan beror på omfördelning av vattnet i marken i samband med tjälens tillväxt.
Utveckling av islinser är direkt kopplad till tjälskjutning. Faktorer som påverkar tjälskjutning är:
kapillär transport i jorden; långsam avkylning samt god tillgång på vatten. I mjäla- och finmojordar
kan islinser få ansenliga dimensioner (1-2 dm).
Om marken är snötäckt försvåras värmetransporten från tjälfronten till atmosfären. Snön har alltså en
isolerande förmåga. Markvegetation och humuslager har också en isolerande effekt och hämmar
tjälens tillväxt (SLU, 1998).
Det är dyrare att bygga vägar och hus på mark som tjälas, eftersom basen av konstruktionen måste
ligga under det maximala tjäldjupet. Timmer kan huggas och fraktas på tjälad mark från platser där
otjälad mark inte har bärighet. Tunga maskiner kan skada trädens rötter på otjälad mark. I tjälad mark
är träden också mer förankrade och kan motstå stormar (SWECLIM, 2001).
4.7.1 Tjäle och framtida klimat
På uppdrag av klimat- sårbarhetsutredningen har SMHI utfört känslighetsstudier på hur tjäldjupet kan
påverkas av en temperaturhöjning. En hydrologisk modell, HBV-modellen har använts. Modellen har
kalibrerats mot uppmätt snödjup och tjäldjup. Av mätplatserna var tre belägna i lerjordar och tre i
sandjordar. Som referens användes månadsmedelvärden för perioden 1967-1980, som ansågs beskriva
dagens klimat. Simuleringar gjordes med en temperaturökning på 3 °C över hela landet.
Noggrannheten i tjäldjupsberäkningarna är låg och det bedömdes inte meningsfullt att göra
fullständiga scenariosimuleringar (Lindström och Hellström, 2007).
I sandjordar utvecklas tjälen djupare än i lerjordarna. Figur 4-54 visar snödjup och
tjäldjupsimuleringar efter en temperaturökning på 3 o C. Västerås är den plats som bäst liknar
förhållanden för Stockholms län. Figur 4-55 visar kartor över det simulerade medeltjäldjupet i mars
månad, baserat på medelvärdet av de uppskattade parametervärdena för lera och sand, vilket ungefär
bör motsvara förhållandena för morän (Lindström och Hellström, 2007).