Spatiotemporal land use land cover dynamics and rainfall-runoff responses in the urbanizing Gdynia, Poland

Varför stadsutveckling och skyfall påverkar vardagen

När kraftigt regn träffar en stad kan vägens som vattnet tar avgöra om det blir en vanlig skur eller översvämmade gator, källare och kollektivtrafik. Denna studie undersöker Gdynia, en snabbt växande kuststad i norra Polen, för att förstå hur årtionden av byggande och förändrade nederbördsmönster ändrar hur vatten rör sig över landskapet. Resultaten hjälper till att förklara varför snabba översvämningar blir mer sannolika i många städer — och vad som kan göras för att minska den risken.

Från åkrar och skogar till asfalt och tak

Under de senaste fyra decennierna har stora delar av Gdynia förändrats. Genom att använda satellitbilder och maskininlärning rekonstruerade forskarna hur markanvändningen förändrats mellan 1985 och 2024 över hela staden, och mellan 1949 och 2030 i den översvämningskänsliga Kacza‑flodens avrinningsområde. De fann att åkermark och gräsmarker minskat kraftigt, medan bebyggda ytor och skog ökat. I hela Gdynia expanderade bebyggda ytor såsom bostadsområden, vägar och industrizoner med ungefär hälften, medan jordbruksmark krympte till mindre än en tredjedel av sin tidigare utsträckning. I Kacza‑avrinningsområdet ökade byggnadsytorna mer än femfaldigt sedan 1949 och förväntas fortsätta växa fram till 2030, främst längs sluttningar och vägkorridorer som snabbt leder vatten till bäckar.

Hur forskarna mätte avrinning i en föränderlig stad

För att översätta dessa kartförändringar till översvämningsrisk använde teamet en vida använd ingenjörsformel som kopplar markyta, jordtyp och lutning till hur stor del av regnet som blir ytavrinning istället för att infiltrera marken. De kombinerade detta med en digital höjdmodell och jorddata för att uppskatta hur olika ytor — från skog till parkeringsplatser — reagerar vid intensiva skyfall. Istället för att förlita sig på ett enda historiskt skyfall använde de syntetiska ”design”-regnhändelser som representerar sällsynta men farliga stormar med varaktighet 15 minuter, en timme och 24 timmar, var och en med en 1‑på‑100 sannolikhet per år. De inkluderade också klimatprognoser för två vägar för växthusgasutsläpp (RCP4.5 och RCP8.5) för att se hur framtida dygnsnederbörd kan förändra avrinningen i staden.

Vad som händer med regnvattnet när staden växer

Resultaten visar ett tydligt mönster: ju mer Gdynia urbaniserats, desto större andel av nederbörden omvandlas direkt till snabb ytavrinning. För hela staden ökade mängden vatten som rann av vid en 24‑timmars extremstorm från cirka 25,9 millimeter 1985 till 31,7 millimeter 2024, trots att stormen själv antogs vara densamma. Kortare, mer intensiva händelser visade liknande ökningar. Andelen nederbörd som blir avrinning (avrinningkoefficienten) steg stadigt, särskilt i stadsdelar där nya bostadsområden och transportlänkar ersatt åkrar och öppna ytor. Kartor över staden visar att de största hopp i avrinning sammanfaller med nyurbaniserade band i norr, öster och sydväst, medan skogsklädda kullar fortfarande fungerar som relativa ”svampar” med lägre avrinning.

Framåtblick under ett varmare klimat

Markförändringarna är bara en del av bilden. När forskarna kombinerade dagens markanvändning med framtida nederbördsprognoser fann de ytterligare ökningar av avrinningen för Gdynia. Under en måttlig utsläppsbana (RCP4.5) förväntas ytavrinningen vid intensiva dygnshändelser öka med omkring 1–2 % till mitten av seklet och något mer fram till 2100. Under en högre utsläppsscenario (RCP8.5) når ökningen ungefär 7 % vid seklets slut. Avrinningskoefficienterna följer en liknande uppåtgående trend. I Kacza‑avrinningsområdet, där tidigare översvämningar redan skadat infrastruktur, visar samma analys att avrinningen ökat dramatiskt sedan 1949 och sannolikt kommer att fortsätta växa när bebyggelsen sprider sig, även om viss skog kvarhålls.

Vad dessa fynd betyder för översämmningssäkra städer

För icke‑specialister är studiens budskap tydligt: när en stad byter ut åkrar och gräs mot sammankopplade nätverk av gator, tak och dagvattenledningar — och när skyfall blir kraftigare — når regnvatten floder snabbare och i större volymer, vilket ökar risken för urbana översvämningar. I Gdynia är denna trend starkast där nya bebyggelseområden ligger direkt ovanför bäckar och dagvattenstråk, vilket innebär att lokala planeringsbeslut uppströms kan få stora konsekvenser för kvarter nedströms. Författarna hävdar att traditionella hårda skydd ensam inte räcker. Istället lyfter de fram behovet av ”svampstad”-idéer: skydda kvarvarande skogar, lägga till gröna korridorer, fördröjningsbassänger och genomsläppliga ytor, och placera dessa åtgärder där avrinningen uppstår. Deras kombinerade kartläggnings‑ och modelleringsramverk ger stadsplanerare ett praktiskt sätt att identifiera sådana prioriteringszoner och utforma framtida tillväxt som håller både fötter och byggnadsfundament torrare när nästa stora storm kommer.

Citering: Galata, A.W., Gulshad, K. & Szydłowski, M. Spatiotemporal land use land cover dynamics and rainfall-runoff responses in the urbanizing Gdynia, Poland. Sci Rep 16, 11153 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-39241-9

Nyckelord: översvämningar i städer, markanvändningsförändring, ytavrinning, kuststäder, klimatförändringars effekter