Isotope-aided assessment and forecasting of hydroclimatic extremes in Scandinavia through stakeholder co-design

Flommer og tørke kan har store konsekvenser for samfunnet og økonomien i Norden. Kunnskap om hvordan nøyaktig slike ekstreme hendelser er påvirket av snø på bakken er ufullstendig. Dette begrenser vår evne til å forutsi hvor mye vann som vil renne gjennom elver og bli lagret i demninger ved hjelp av datamodeller. Ettersom klima endrer seg rask vet vi lite om hvordan fremtidige ekstremer vil ser ut. Skapt for dagens klimatiske forhold er nåværende modeller enda mindre egnet til å forutsi fremtidige flommer og tørkeperioder. Ytterligere kunnskap om sammenhengen mellom forskjellige komponenter i vannets kretsløp, med inntak av regn og snø, lagring i sjøer og demninger, og strøm i elver og i bakken kan oppnås ved å måle vannets stabile isotoper, en naturlig fysisk egenskap av vann. ISOSCAN vil bruke denne per i dag lite utnyttede informasjonskilden for å forbedre prognoser av vannekstremer fra datamodeller. En spesiell ny aspekt er at ISOSCAN vil samarbeide med vanlige borgere, som for eksempel turister, for å hente flere vannprøver og dermed tilgang til isotopinformasjon fra et stort område. Datasettet fra både samarbeid med slike folkeforskere og mer vanlige vitenskapelige metoder vil bli brukt til å forbedre en prognosemodell for vannekstremer i Skandinavia. Forventede utkomster fra ISOSCAN omfatter både hvordan å samarbeide med folkeforskere for å samle prøver, økt evne til å forutsi vannekstremer, og potensialet for å forberede borgere bedre på fremtidige klimaekstremer.

Snow cover extremes are linked to floods and droughts, and thus have major socio-economic impacts. A lack of more solid evidence on the causes and impacts of extreme seasonal snow cover in Scandinavia causes uncertainties related to the water amount, variability of the snowpack, lack of data for calibrating hydrological models, in particular for hydrological extremes. Being tuned to the present, many current models will not be able to adequately represent future extremes. Water isotopes in precipitation and the snowpack have a large, but hitherto barely exploited potential to improve estimates of the water amount and physical processes contributing to runoff. The overall aim of ISOSCAN is to advance forecasts of hydroclimatic extremes across Scandinavia from novel water resource assessment and model constraints, using new water isotope data from non-traditional sources, co-designed with citizen scientists and stakeholders. ISOSCAN pursue 4 specific objectives: (1) by developing a scalable, effective citizen science framework that involves recreational nature users, including tourists and locals, to overcome the lack in spatiotemporal isotope data in Scandinavia; (2) by obtaining spatially and temporally resolved water isotope data obtained from a range of sources, from literature to fieldwork using a citizen science framework during winter and precipitation across Scandinavia; (3) by utilizing the novel stable water isotope dataset to improve estimates of the snowpack, and physical process representations in a hydrological model; and (4) by disseminating co-designed outcomes and the improved hydrological model capability. This work is expected to lead to a better hydrological process understanding to stakeholders, contributing to mutual learning between citizens and scientists, as well as contributing to stewardship and behavioural changes, and contributes to preparedness against hydroclimatic extremes.