Så upptäcks miljöförändringar
All miljöövervakning bygger på stickprovtagning. Men hur många stickprover behövs teoretiskt för att kunna upptäcka en mänskligt orsakad miljöförändring?
Ulf Grandin är forskare på institutionen för miljöanalys och har erfarenhet av att ta fram och revidera miljöövervakningsprogram. Hans arbetsredskap är dock inte stövlar och vattenprovtagare utan olika statistiska metoder och tester. Ulf Grandin räknar bland annat fram hur många prover som måste tas för att med en viss osäkerhet kunna upptäcka en trend eller förändring i en miljövariabel.
– Först måste man definiera vad som menas med en miljöförändring. Ju mindre förändring man vill kunna hitta desto svårare är den att upptäcka. Då krävs fler stickprover antingen genom att ta fler prover varje år eller att man får vänta med svaret tills tillräckligt många prov samlats över tiden, berättar Ulf Grandin.
Pilotstudie krävs
För att kunna fånga upp en mänskligt orsakad miljöförändring behövs kunskap om den naturliga variationen hos den miljövariabel som ska studeras. Det innebär att underlag från en pilotstudie eller tidigare års miljöövervakning behöver finnas. Med naturlig variation menas de förändringar i en miljövariabel som beror på skillnader i exempelvis nederbörd och temperatur mellan olika år.
– Ju större den naturliga variationen är för en miljövariabel desto svårare är det att skilja ut en mänskligt orsakad förändring, säger Ulf Grandin.
Hantera risker och chanser
Det finns en risk att de stickprov som tas av en miljövariabel inte är representativa för verkligheten. Det kan innebära att en forskare felaktigt drar slutsatsen att det skett en miljöförändring. När statistiska tester görs sätter forskaren själv nivån på denna risk. Det kallas att välja signifikansnivå.
– Vanligtvis accepterar man inte mer än 5 procents risk att en observerad miljöförändring egentligen inte är någon förändring, utan en effekt av att stickprovet inte är representativt, berättar Ulf Grandin.
Efter att ett statistiskt test är utfört kan den så kallade statistiska styrkan beräknas. Den statistiska styrkan är ett mått på hur stor chansen är att det statistiska testet har rätt om att det faktiskt har skett en miljöförändring. För att resultatet av ett statistiskt test ska kunna godtas gäller generellt att styrkan ska vara större än 80 procent. Det betyder att forskaren har 80 procents chans att dra en korrekt slutsats då han eller hon påstår att det skett en förändring.
– Om styrkan visar sig vara lägre än 80 procent har forskaren för få prover för att kunna dra några slutsatser om det prov som analyserats, även om ett statistiskt test visar på en förändring, menar Ulf Grandin.
Skribent:
Ann-Katrin Hallin
Publicerad:
2006-11-29
Sötvattensprogrammet revideras
För att möta krav i EU:s vattendirektiv och i den nationella miljömålsuppföljningen håller det nuvarande sötvattensprogrammet på och revideras. År 2007 ska det reviderade miljöövervakningsprogrammet starta.
Ett led i revisionsarbetet har varit att beräkna möjligheten att upptäcka en förändring hos de olika variablerna som ingår i sötvattensprogrammet. Ulf Grandin har beräknat den statistiska styrkan vid olika stora program och långa tidsserier. Med denna typ av analyser ges svar på frågor av typen ”Hur många års provtagning behövs det för att kunna upptäcka en 20 procentig förändring, om vi har 25 provtagningsplatser i en region” (se rapport ovan Grandin, 2006).
Ulf Grandins analys visar att det för några variabler är lätt att upptäcka en förändring. För andra variabler visar analysen att det i praktiken är omöjligt att kunna upptäcka en förändring. Den naturliga variationen är så stor att den dränker eventuella förändringar orsakade av mänskliga aktiviteter.
Ulf Grandin ger i rapporten flera skäl till att behålla variablerna som inte kommer att kunna visa på en förändring. Det viktigaste skälet är att denna typ av variabler i många fall är hjälpvariabler för att förstå variationen hos andra variabler. Det gäller exempelvis järn i grundvatten som används för att avgöra i vilken utsträckning förhållandena är syrefria.