Motorcycle friendly | Motorhome campsites & camper van sites in the UK in Picardie, France - Pitchup.com
All sites in Picardie Meteorologica september 2016 by nvbm - Issuu
Jaargang 25 -
3 - September 2016
het zware onweer van 22 en 23 juni 2016 Uitgave
Meteorologica 3 - 2016
4	Zwaar onweer op 22 en 23 juni 2016 – wateroverlast, bliksem en grote hagel in Nederland en omstreken
10	De rol van ijskappen in klimaatveranderingen gedurende de afgelopen 5 miljoen jaar Lennert Stap, Roderik van de Wal
Het bijzondere tropische seizoen van 2015-2016
Yorick de Wijs
Worden de weersverwachtingen (nog) steeds beter?
22	Column – Magische 600 Huug van den Dool
23	Aankondiging najaarssymposium NVBM “The future weather factory: weather, climate and society”
24	Micro-Meteorologische Mijmeringen – De oude pagode en een kortebroekenheld Henk de Bruin
Het voorjaar en de zomer in vooral het zuidoosten van Nederland werd gekarakteriseerd door (hevige) buien, waarbij soms veel schade werd aangericht. Of dit een voorproefje is van hetgeen Nederland in de (nabije) toekomst te wachten staat is vooralsnog onduidelijk, maar het onstuimige weer levert alvast prachtige verhalen en foto’s op. Het artikel van Michiel Baatsen is daarvan een mooi voorbeeld. Hij beschrijft daarin de meteorologische omstandigheden en ontwikkeling van het hevige onweer dat op 22 en 23 juni over ons land trok, en legt uit waarom dit juist op deze dagen zo hevig kon worden. Als het over geweld in de atmosfeer gaat kunnen we nog een treetje hoger gaan, en dat is precies wat Yorick de Wijs in zijn artikel doet. Hij beschrijft het verloop van het afgelopen orkaanseizoen en stelt vast we waarschijnlijk een van de zwaarste orkanen ooit hebben meegemaakt, orkaan Patricia, met een maximumwind van 325 km/h. Tevens bespreekt hij enkele andere ‘bijzondere’ orkanen, waaronder eentje die tot drie (!) keer toe over precies dezelfde locatie is getrokken. Over pech gesproken... Gelukkig vond dit boven de Indische Oceaan plaats.
Wat betreft extreem warme en koude klimaten moeten we een eind terug in de tijd gaan. Lennert Stap en Roderik van de Wal laten zien dat zulke extreme klimaten miljoenen jaren geleden schering en inslag waren, waarbij de rol van ijskappen cruciaal was. Warme paleoklimaten kunnen als analogie fungeren voor de opwarming die ons de komende eeuw te wachten staat, waarin het gehalte van atmosferisch CO2 waarschijnlijk tot waarden zal stijgen die we alleen (indirect) van warme episodes in het verre verleden kennen. Ten slotte hebben we afgelopen zomer het 50-jarige jubileum van het Instituut voor Marien en Atmosferisch onderzoek Utrecht (IMAU, voorheen IMOU), gevierd, toevalligerwijs en ook zeer toepasselijk op 23 juni (zie boven). Tevens was deze festiviteit een eerbetoon aan de hoogleraren Will de Ruijter en Hans Oerlemans (promotor van ondergetekende), die samen een belangrijk gedeelte van de rijke historie van het IMAU hebben bepaald, afwisselend als directeur. Ik wil hierbij beide heren van harte bedanken voor hun tomeloze inzet voor het klimaatonderzoek op het IMAU, en zowel hen beiden als het IMAU een zonnige toekomst toewensen...!!
26	In Memoriam Gerard van der Vliet Aarnout van Delden
26	Aankondiging “The Harry Otten Price for innovation in Meteorology”
28	Het Instituut voor Marien en Atmosferisch onderzoek Utrecht (IMAU) bestaat 50 jaar
30	Column – Afleiding? Leo Kroon
NVBM Sponsors en Colofon
Advertenties 2	Wittich en Visser 9	IMAU – Universiteit Utrecht 17	CaTeC 27	KNMI 32	Wageningen Universiteit
Voorkant Naderende shelfcloud boven Kinderdijk om half zes ’s ochtends op 23 juni 2016. Zie ook het artkel van Michiel Baatsen op pagina 4. Foto: Rick Bekker (Rick B. Fotografie).
Zwaar onweer op 22 en 23 juni 2016 – wateroverlast, bliksem en grote hagel in Nederland en omstreken Michiel Baatsen (IMAU) Na de nodige convectie eind mei en begin juni leek het erop dat de Lage Landen enkele weken later aan de beurt waren voor het zwaardere werk. Een klassieke ‘Spaanse Pluim’ verscheen op de weerkaarten, met als resultaat een onstabiele en sterk dynamische atmosfeer boven onze streken met de kans op goed georganiseerde onweersbuien. Uiteindelijk lag de focus voor het ontstaan van buien op de 22e vooral boven Middenen Noord-Frankrijk, om de daarop volgende nacht richting België en het zuiden van Nederland te schuiven. De 23e overdag was het vooral raak in het oosten van de Benelux en het grensgebied met Duitsland. Tegen 24 juni was de warmste lucht alweer richting het oosten verdreven en kreeg vooral het westen van Duitsland af te rekenen met zware buien. Menig weerliefhebber kon terugkijken op een prachtige tweedaagse. Vele anderen moesten jammer genoeg beginnen met het herstellen van de schade, die in sommige gebieden aanzienlijk was. Meestal is de dynamiek beter naar het westen toe, terwijl de inversie en de onstabiliteit toenemen richting het oosten (hogere 850 hPa temperatuur). Ergens tussenin bevindt zich een gebied met de beste overlap, wat in dit geval precies de Benelux is.
Synoptische situatie Het meest illustratief voor het weerpatroon zijn de kaarten om 12 UTC op 23 juni. Voor dit tijdstip worden de luchtdruk op zeeniveau samen met de 500 hPa geopotentiaal hoogte en de temperatuur op 850 hPa getoond in Figuur 1. Het meest prominent zijn een warmbloedig hoog (grote 1000-500 hPa dikte) boven Oost-Europa en een diepe trog ten westen, gekoppeld aan een sterk meanderende straalstroom. Aan de oostkant van deze trog staat een diepe zuidwestelijke stroming die warme lucht (15-20 °C op 850 hPa) naar onze gebieden transporteert. Vooral op hoogte staat er veel wind (sterke west-oost gradiënt op 500 hPa), terwijl een thermisch lagedrukgebied boven Frankrijk zorgt voor een zwakke wind uit zuidelijke tot oostelijke richtingen aan de grond. Door deze combinatie wordt in de bovenlucht zeer warme, relatief droge lucht van het Iberisch Plateau (vandaar de term Spaanse Pluim) aangevoerd waaronder zich een warme vochtige grenslaag vormt. Dit zorgt voor een grote hoeveelheid potentiele onstabiliteit, maar gaat vaak gepaard met de aanwezigheid van een inversie door de (nog) warmere lucht op middelbare hoogte. Ten slotte wordt een dergelijk stromingspatroon gekenmerkt door een sterke verticale windschering (met zowel een draaiing als toename van de windsnelheid met hoogte). Dit laat toe dat mogelijke buien zich organiseren tot multicells of supercells.
22 Juni Op woensdag was het vooral uitkijken of er in de noordelijke helft van Frankrijk onweersbuien gingen ontstaan die in de avond richting België en later in de nacht ook verder naar Nederland zouden kunnen trekken. De verwachte combinatie van verticale windschering (0-6 km rond 20-25 m/s) en onstabiliteit (CAPE tot 2000 J/kg) was voldoende voor het ontstaan van enkele supercells. Deze bewegen dan noordoostwaarts in de atmosferische stroming en gaan eventueel clusteren tot een MCS (Mesoscale Convective System), dat lang kan blijven doorgaan. Al snel bleek dat de grenslaag toch wat minder vochtig was en vooral de middelbare niveaus te stabiel, waardoor convectie vanaf de grond het erg moeilijk had (Figuur 2). Dankzij de convergentie op een zeewindfront ontstonden later op de avond toch enkele buien nabij Calais in het uiterste noorden van Frankrijk. Eentje groeide uit tot een mooi ontwikkelde supercell die het urenlang volhield en tot in Zeeland wist te trekken (Figuur 3). De toppen van deze buien
Figuur 1. a) GFS analyse voor 23 juni 2016, 12 UTC met 500 hPa geopotentiaal (zwart), dikte van de 1000-500 hPa laag (kleur) en luchtdruk op zeeniveau (wit). Een diepe trog ten westen en een hogedrukgebied ten oosten voeren warme, onstabiele lucht aan in onze regio. Bron: Wetter3 (www. wetter3.de). b) 850 hPa temperatuur voor hetzelfde tijdstip; hierop is goed te zien hoe een zeer warme luchtmassa zich boven West-Europa bevindt en aan de westkant scherp begrensd is. 4
Figuur 2. a) Grondwaarnemingen om 14 UTC (16u LT) op 22 juni 2016, waarop te zien is hoe vanuit het zuiden vochtige en steeds warmere lucht wordt aangevoerd. Verder tonen de drukmetingen en het anticyclonale windpatroon een hogedrukrug boven het noorden van Frankrijk, die de luchtmassa stabiliseert en de dauwpunten wat lager doet uitvallen dan verwacht (18-20 tegen 21-22 °C). b) Sounding genomen te Trappes (Parijs) om 12 UTC met daarin een profiel representatief voor de getoonde waarnemingen (T: 27 °C, Td: 19 °C). Het ruimen van de wind met hoogte is goed te zien terwijl deze op middelbare hoogte wat wegvalt. Verder naar het westen zou de wind op hoogte weer gaan toenemen (tot rond 45 knopen op 500 hPa) zodat de windschering daar aanzienlijk groter is (40-50 knopen; 20-25 m/s). Ondanks de aanwezige onstabiliteit wordt diepe convectie sterk bemoeilijkt door een stabiele laag rond 850 hPa. De inversie is beperkt, maar door de grote diepte moet de luchtmassa tot een aanzienlijke hoogte worden opgetild (1 km boven het lifted condensation level (LCL)) terwijl de aanwezige hogedrukrug dat juist tegenwerkt.
reikten tot grote hoogte en werden door de wind op hoogte tot over het midden van Nederland geblazen, wat zorgde voor mooie taferelen tijdens de zonsondergang. De nacht van 22-23 juni Terwijl het aan de grond afkoelde, werd hogerop steeds warmere lucht aangevoerd, waardoor de atmosfeer in grote delen van België en Nederland ook onstabiel werd (te zien aan de ‘neus’ van warme lucht tussen 1000 en 900 hPa in Figuur 5b). In de bovenlucht bevond zich boven het Kanaal een trogje, dat vooral voor de Belgische en Zeeuwse kust nieuwe buien deed ontstaan. Doordat deze niet meer vanaf de grond konden ontstaan waren ze zwakker en minder dynamisch, maar wel erg actief met ontladingen. Een relatief kleine cluster wist
zich te organiseren tot een MCS met een scherpe lijn (squall line) aan de oostflank, waardoor deze ver landinwaarts kon trekken (Figuur 4). Vooral in de Randstad werd schade door wateroverlast gemeld (30-60 mm neerslag in korte tijd) en blikseminslagen. Daarnaast werd bij Breukelen een hele rij bomen geveld door een valwind. Gedurende de rest van de nacht vorderde de begrenzing van de warme lucht verder noordwaarts. Deze werd gevolgd door nieuwe buiensystemen die steeds boven zee ontstonden en noordoostwaarts bewogen (Figuur 5). Bij het ochtendgloren werden er op meerdere plekken mooie shelf clouds waargenomen. Verder gingen deze buien gepaard met weinig problemen omdat ze in activiteit afnamen.
Figuur 3. a) Goed ontwikkelde supercell, vastgelegd door Gijs de Reijke bij Hazebrouck, Noord-Frankrijk, met scherp afgetekende wallcloud onder de neerslagvrije basis en een gestrieerde mesocycloon. Vanwege de wind op hoogte, maar ook de beperkte onstabiliteit, staat de stijgstroom erg schuin naar het noordoosten gericht. b) Paden van de verschillende buien die rondom het Belgische kustgebied zijn ontstaan in de avond van 22 juni. De kleur duidt op het tijdstip, terwijl de grootte van de cirkels de intensiteit weergeeft (de kleinste is 45, grootste 60 dBz). De eerste buien vormen zich rond 18 UTC in het uiterste noorden van Frankrijk, gevolgd door een cell split. Hierna trekt de ‘left-mover’ de Noordzee op, terwijl de ‘right-mover’ door België richting Zeeland gaat (met respectievelijk een linkse en rechtse afwijking ten opzichte van de normale trekrichting). Beide cellen houden het bijzonder lang vol, respectievelijk 2.5 en 4 uur, een kenmerkende eigenschap van supercells. Meteorologica 3 - 2016
Figuur 4. a) Composiet radarbeeld (1500 m, in dBZ) van de squall line boven het westen van Nederland rond twee uur lokale tijd in de nacht van 22-23 juni. Dit relatief kleine systeem is goed georganiseerd en toont cyclonale rotatie rondom een mesoschaal lagedrukgebied (MCV), met scherp opgelijnde buien langs een pseudo-koufront. b) Foto van een indrukwekkende shelf cloud aan de voorzijde van de (ondertussen outflow dominante) squall line, genomen vanuit Utrecht rond drieën ‘s nachts. De striaties en afgeplatte structuren zijn kenmerkend voor buiensystemen onderhevig aan hoge windschering in de onderste luchtlagen.
23 Juni Na de ‘opwarmer’ op woensdag de 22e was het donderdag tijd voor het echte werk. Zowel het KNMI als Estofex kwamen met waarschuwingen voor zwaar weer; CAPE waarden tot 3000 J/kg en een diepe schering van 20 tot 30 m/s zijn zeker genoeg voor gevaarlijke situaties. Zoals wel vaker in soortgelijke situaties was de grootste onzekerheid in hoeverre eventuele convectie van de voorgaande nacht het weerbeeld ging beïnvloeden. Dit kan dan vooral de hoeveelheid zonneschijn en dus de opwarming beperken, maar er ook voor zorgen dat de wind al sneller naar westelijke richtingen ruimt en de dynamiek een stuk minder interessant wordt. De meeste modellen voorspelden dat er voor de middag nog heel wat buiigheid zou optreden en dat gebeurde ook (Figuur 6a). Rond het middaguur trok een omvangrijk systeem met regen en onweer over het midden van Nederland oostwaarts. Op sommige plekken viel wederom in korte tijd veel water, onder andere uit een felle bui rond het middaguur in Utrecht. Vooral daar waar het de vorige nacht al veel geregend had kwam het opnieuw tot wateroverlast. Hierna klaarde het echter volledig op en werd een snelle opwarming ingezet. In combinatie met een hoge
vochtigheid werd het drukkend warm. In een groot deel van Nederland lagen de dauwpunten tussen 21 en 23 graden wat met temperaturen boven 30 graden leidde tot een hitte-index rond 40 graden (Figuur 6b). Later op de dag werd in Arcen zelfs een dauwpunt van 25.8 °C waargenomen. Dat is de hoogste waarde sinds het begin van de metingen in Nederland. Rond vijf uur in de namiddag ontstonden de eerste buien in de buurt van Venlo, met indrukwekkende convectieve torens vanwege de hoge vochtigheid. Ondanks hun verschijning leken ze echter niet meteen door te zetten, waarschijnlijk doordat ze geremd werden door een relatief stabiele en droge laag rond 700 hPa (Figuur 7). Wat verder oostelijk ging het wel los en ontstonden twee clusters: eentje in het Roergebied en de andere nabij Munster. Dat is niet zo vreemd aangezien er op deze locaties eerder op de dag nog geen neerslag was gevallen. Meteen was duidelijk dat dit goed georganiseerde multicells waren en kwamen er vanuit meerdere plaatsen meldingen over hagelstenen tussen 3 en 5 cm groot. Ondertussen was er in België een nieuwe lijn buien onderweg richting Nederland, waaruit aan de voorkant rond half acht
Figuur 5. a) Uit radarbeelden afgeleide paden van de buien in de nacht en ochtend van 23 juni 2016. Te zien is hoe steeds nieuwe buien ontstaan in het westen, om vervolgens over midden Nederland noordoostwaarts te trekken. b) Waargenomen sounding te Beauvecchain (Brussel), 23 juni om 0 UTC met een profiel voor een luchtpakket startend vanaf 974 hPa en 25/17 °C. Boven een dunne, stabiele grenslaag wordt warme lucht aangevoerd die in combinatie met matig steile lapse rates onstabiel wordt. Hierdoor is vanaf enige hoogte nog steeds diepe convectie mogelijk, die met een effectieve schering rond 30 knopen redelijk georganiseerd kan zijn (vooral multicell). De effectieve schering houdt rekening met het punt waarvan de convectie start (dus niet per se het oppervlak), op dat moment staat boven Nederland op 500 hPa 40 knopen tegenover 30 in de meting. 6
Figuur 6. a) Prachtige shelf cloud, vastgelegd door Rick Bekker bij Kinderdijk in de ochtend van 23 juni. b) Grondwaarnemingen omstreeks 15 UTC (17u LT). Een zwak trogje ligt op dat moment over het zuidoosten van Nederland. Hierin liggen de dauwpunten rond 22-23 graden en de temperaturen tussen 31 en 33 graden.
actief waren maar net zoals de voorgaande nacht vanaf enige hoogte ontstonden en daardoor minder bedreigend waren (Figuur 9). Hierna trok geleidelijk aan koudere lucht vanuit het westen binnen en werd het in onze regio opnieuw normaal fris en wisselvallig zomerweer.
enkele nieuwe geïsoleerde cellen ontstonden. Deze hadden de volledige aanwezige energie en dynamiek tot hun beschikking zodat ze zich erg snel konden ontwikkelen. Een half uur later splitste de krachtigste van deze buien nabij Lommel in Belgisch Limburg, waarna de ‘right-mover’ uitgroeide tot een HP (high precipitation) supercell die over Oost-Brabant en Nederlands Limburg trok (Figuur 8).
Beeldmateriaal Gijs de Reijke, Rick Bekker (Rick B. Fotografie) en Michiel Baatsen, Level 3 Storm Chasers.
Naast sterke rukwinden en een hoge bliksemactiviteit was deze bui vooral gevaarlijk door de grote tot zeer grote hagel. Op uitgebreide schaal vielen hagelstenen met een diameter van meer dan 5 cm, lokaal tot zelfs 9 cm. Een spoor van vernieling werd getrokken met grote schade in onder andere Luyksgestel, Valkenswaard, Someren, Deurne en Venray. Berichten liepen uiteen, maar in de media werd melding gemaakt van honderden miljoenen tot 1 miljard euro schade veroorzaakt door deze ene bui. Later die avond trok het zuidelijke gedeelte van de eerder vermelde buienlijn door Zuid-Limburg met vooral opvallend veel ontladingen. Hierna ontstonden nog een aantal kleinere buien die eveneens flink
Figuur 7. a) Massieve convectietorens in de late namiddag ten oosten van Venlo; de gelige kleur onderin verraadt de hoge vochtigheid van de grenslaag. Het effect van de windschering is ook hier goed te zien (vooral op de zwakkere stijgstroom links), maar ook dat van de stabielere laag die rond 3 km hoogte (iets boven het midden van de foto) de convectie tegenwerkt. b) Sounding genomen te Essen (Roergebied) omstreeks 12 UTC, gecombineerd met de metingen in het zuidoosten van Nederland (31/22). De stabiele laag rond 700 hPa is iets minder uitgesproken dan verder naar het westen maar de windschering is iets zwakker (40 in plaats van 50 knopen op 500 hPa). Ondanks de matige lapse rates (850-600 hPa verschil van 17.6 c) is het profiel dankzij de vochtigheid diep onstabiel met een surface-based CAPE van bijna 3000 J/kg. De hoge lifted-index (op 500 hPa bijna -9 °C) laat sterke stijgstromen toe waarin grote hagelstenen kunnen worden gevormd. Meteorologica 3 - 2016
Figuur 8. a) Composiet radarbeeld (van De Bilt en Den Helder), geïnterpoleerd naar 1500 m hoogte voor kwart over acht lokale tijd. Daarop is de supercell boven de Belgisch-Nederlandse grens te zien en ook de ‘left-mover’ die net is afgesplitst. De neerslagkern haalt een kwartier later reflectiviteiten boven de 65 dBZ, op dat moment komen in Luyksgestel hagelstenen tot 9 cm naar beneden. b) Bliksem waarnemingen volgens Blitzortung (www. blitzortung.org), gedurende een periode van 36 uur op 22 en 23 juni (22/18 UTC tot 24/06 UTC). Bijna 400.000 ontladingen werden geregistreerd, terwijl ook het detectiesysteem van het KNMI over een beperkter gebied iets minder dan 189.000 ontladingen meldde gedurende 24 uur op 23 juni.
Figuur 9. a) Zicht op de HP supercell rond 21u lokale tijd vanuit Sevenum, kijkend in noordwestelijke richting. Boven in beeld is de afgeplatte instroom basis te zien met daaronder een grote, deels in neerslag verhulde wallcloud (uitzakking onder de basis). De laatste gaat naar links toe over in een arcus op de RFD (rear flank downdraft, waar neerslag om de stijgstroom heen aan de zuidkant van de bui naar beneden komt). Hierachter is een clear slot te zien, waar dalende beweging van de RFD zorgt voor verdamping. Naast cyclonale rotatie in de updraft was ook duidelijk anticyconale beweging aanwezig aan de zuidkant van de RFD, met zelfs een kleine slurf links in beeld. b) Paden van de verschillende buien in de avond van 23 juni, gebaseerd op radargegevens. Rond 17 UTC zijn de eerste buien in de buurt van Venlo te zien (paars-blauw), waarna de buien uit België komen opzetten (blauwgroen) met aan de Nederlandse grens een cell split. Later op de avond trekt de buienlijn door (oranje-rood) met vooral in Zuid-Limburg een boogvormig systeem, gevolgd door een aantal nieuwe geïsoleerde buien (roze-wit) in de eerste helft van de nacht.
Climate Physics Master’s Programme at Utrecht University, The Netherlands This Master’s programme offers a unique combination of theoretical courses and practical training in all aspects of the climate system. Physics, dynamics and chemistry of the atmosphere, the oceans, the glaciers and ice sheets and their interaction are the core of this programme.
Our research fields: • Ocean Circulation and Climate • Physical Oceanography of the Coastal Zone • Atmospheric Dynamics and the Hydrological Cycle • Atmospheric Physics and Chemistry • Ice and Climate
More information: Utrecht University, The Netherlands Institute for Marine and Atmospheric Research
Meteorologica eteorologica32- -2016 2016 M
De rol van ijskappen in klimaatveranderingen gedurende de afgelopen 5 miljoen jaar Lennert Stap, Roderik van de Wal (IMAU) Smeltende ijskappen, het is een vaak gebruikt beeld om de dramatische effecten van de huidige klimaatopwarming te tonen. Maar welke gevolgen heeft het smeltende ijs? Behalve dat het leidt tot verhoging van de zeespiegel, kan het ook de mondiale temperatuurstijging versterken. IJskappen veranderen echter niet veel in grootte van dag tot dag; ze vormen een van de tragere componenten van het klimaatsysteem. Om hun effect te bestuderen is het daarom nuttig klimaatreconstructies over zeer lange tijdschalen te maken. Hier analyseren we simulaties van de afgelopen 5 miljoen jaar met een gekoppeld ijs- en klimaatmodel. Het doel is de rol van ijskappen in de invloed van CO2-veranderingen op de globale temperatuur te begrijpen. Inleiding Koolstofdioxide (CO2) absorbeert uitgaande aardse straling en straalt dit deels terug naar de aarde, het zogenaamde broeikaseffect. Een verandering van de CO2-concentratie leidt daarom tot een verstoring van het stralingsevenwicht, dat alleen gestabiliseerd kan worden door een temperatuurswijziging. Deze initiële verandering noemen we de Planck response. Een andere temperatuur op aarde heeft echter een aantal consequenties, zoals toe- of afname van het zee-ijs, sneeuwbedekking, wolken en de hoeveelheid waterdamp in de atmosfeer. Omdat deze veranderingen weer leiden tot een ander stralingsevenwicht, en zo de aanvankelijke verstoring kunnen versterken of verzwakken, noemen we ze terugkoppelingen. De bovengenoemde terugkoppelingen opereren snel; hun invloed is binnen korte tijd merkbaar. In klimaatmodellen worden deze snelle terugkoppelingen over het algemeen meegenomen. Er zijn echter processen die lang duren, waardoor hun totale effect op het klimaat pas na zeer lange tijd bereikt wordt, de langzame terugkoppelingen. Een belangrijke langzame terugkoppeling wordt bewerkstelligd door de toe- of afname van het landijs op aarde. Landijs is witter dan de onderliggende bodem, waardoor het meer zonnestraling terug-
kaatst. Ook zorgen ijskappen ervoor dat het aardoppervlak lokaal hoger in de atmosfeer gelegen is, waar het kouder is. Op korte termijn zal een ijskap niet sterk groeien of krimpen. Daarom worden ijskappen vaak constant gehouden in simulaties van klimaatmodellen op korte tijdschalen (in de orde van honderden jaren). Het model kent dan een bepaalde klimaatgevoeligheid, een maat van hoeveel de temperatuur toeneemt bij een verdubbeling van de CO2-concentratie. Over langere tijd kunnen ijskapvariaties echter zeer groot zijn. Tijdens de laatste ijstijd, ongeveer 20 duizend jaar geleden, waren de ijskappen bijvoorbeeld zo groot dat de zeespiegel gemiddeld genomen wel 120 tot 130 meter lager lag dan nu. Niet alleen waren de Antarctische en Groenlandse ijskappen groter, ook grote delen van Noord-Amerika en het Euraziatische continent waren bedekt met ijs. Gaan we nog langer terug in de tijd naar bijvoorbeeld het late Eoceen, 35 miljoen jaar geleden, dan is er helemaal geen landijs aanwezig op de wereld. Het totaal wegsmelten van Antarctica en Groenland laat de zeespiegel zo’n 70 meter stijgen. Wanneer we naar modelsimulaties op de lange termijn kijken, en deze langzame processen daarin wél meenemen, dan zorgen ijskapvariaties, door middel van de bovengenoemde processen, ervoor dat het effect van
1000 jaar koppeling
Benthic δ18Omod Benthic δ18Oobs
Figuur 1. Schematische weergave van de koppeling tussen het klimaatmodel en het ijskapmodel. T staat voor temperatuur, ∆∆hs voor verandering van de oppervlaktehoogte. 10
Figuur 2. Simulatie van onderling overeenstemmende benthic δ18O, de CO2-concentratie, zeespiegel (als gevolg van landijsvariaties) ten opzichte van de huidige stand en globaal gemiddelde temperatuurswijzingen ten opzichte van het huidige klimaat (∆Tglob), over de afgelopen 5 miljoen jaar. De dikke lijnen geven 400-duizendjarige gemiddelden aan. De tijd loopt van rechts naar links.
CO2 op de temperatuur sterker is dan zonder deze processen. De klimaatgevoeligheid van het volledige klimaatsysteem noemen we de Earth System Sensitivity (ESS). In dit artikel gaan we, met behulp van een gekoppeld ijs- en klimaatmodel, de invloed van ijskappen op de ESS gedurende de afgelopen 5 miljoen jaar bestuderen. We maken daarbij gebruik van een nieuwe techniek, waarmee we de CO2-forcering uitrekenen die nodig is om klimaatproxies – meetbare grootheden die model staan voor niet-meetbare grootheden die het klimaat uit die tijd representeren – te simuleren. We zullen zien dat deze CO2-simulatie met een variabele ESS beter in staat is de hoge geologisch gereconstrueerde CO2-waarden uit het Plioceen (5 tot 2.6 miljoen jaar geleden) te benaderen dan een eerdere studie (Van de Wal et al., 2011), die een constante ESS veronderstelde. Een gekoppeld ijs- en klimaatmodel IJskapvariaties worden doorgaans niet direct meegenomen in simulaties met klimaatmodellen. De reden hiervoor is dat deze modellen te grofmazig zijn om de relatief kleinschalige ijsstromingen te kunnen berekenen. Er bestaan daarvoor aparte ijsmodellen. Wij hebben een koppeling gemaakt tussen een klimaatmodel en een ijsmodel (Stap et al. (2016); Figuur 1). Aangezien wij geïnteresseerd zijn in klimaatverandering
gedurende miljoenen jaren, kunnen we geen gebruik maken van de meest geavanceerde modellen, want dit zou teveel rekentijd vergen. We gebruiken daarom eenvoudigere modellen, waardoor onze simulaties iets minder gedetailleerd zijn. Een bijkomend voordeel van deze modellen is dat ze makkelijker te begrijpen zijn dan complexe modellen. Door de grotere rekensnelheid kunnen we tevens veel meer scenario’s testen. Ons klimaatmodel is een zonaalgemiddeld energiebalansmodel met een resolutie van 5 0C in meridionale richting en een tijdsresolutie van een halve dag om numerieke stabiliteit te garanderen. Straling en atmosferisch transport zijn hierin geparametriseerd. Het landoppervlak, dat bestaat uit fracties bos, gras en permanent landijs, bepaalt hoeveel procent van de inkomende zonnestraling wordt teruggekaatst (het albedo). Alle landtypen kunnen met sneeuw bedekt zijn tijdens delen van het jaar, of het hele jaar door. Ook oceaanstromingen worden zonaal gemiddeld berekend. De modeloceaan, die is opgedeeld in zes verticale lagen, vervoert warm zeewater van de evenaar naar de polen in de bovenste laag. In de onderste lagen wordt het water teruggetransporteerd. De sterkte van de stroming hangt af van het dichtheidsverschil – als gevolg van het temperatuurverschil – tussen de polaire wateren en het water nabij de evenaar. Deze sterkte is per halfrond verschillend en kan in de tijd variëren, afhankelijk van veranderende oceaantemperaturen. De hoeveelheid zee-ijs wordt berekend aan de hand van de oppervlaktetemperatuur van het zeewater. Na een periode van 1.000 modeljaren produceert het klimaatmodel een seizoensafhankelijk klimaat dat we vervolgens gebruiken om het ijsmodel mee aan te drijven. Het ijsmodel is een eendimensionaal model dat hypothetische kegelvormige continenten heeft, waarop ijskappen kunnen groeien. We simuleren de vijf belangrijke ijskappen: Oost- en West-Antarctica, Groenland, de Euraziatische en de Noord-Amerikaanse ijskap. Elke ijskap wordt aangedreven met een massabalans volgend uit de temperaturen van het klimaatmodel die representatief zijn voor het gebied waar de ijskap gelegen is, en heeft een kegelvorm die ervoor zorgt dat de juiste hoeveelheid ijs wordt gesimuleerd. Dit gesimuleerde ijs wordt, in combinatie met de berekende oppervlaktehoogteveranderingen, vervolgens gebruikt om de fracties landijs en de oppervlaktehoogte in het klimaatmodel aan te passen voor de volgende periode van 1.000 jaar. Op deze itererende manier draaien we het gekoppelde model over de afgelopen 5 miljoen jaar. Daarvoor hebben we ook zonne-instralingsvariaties en CO2-concentraties nodig. Tot miljoenen jaren terug beschikken we over zeer nauwkeurige berekeningen van de baan van de aarde om de zon, en daarmee van de instraling ontvangen op aarde. Helaas zijn CO2-concentraties alleen goed bekend uit ijskernen die ‘slechts’ tot 800 duizend jaar geleden teruggaan. Dit lossen we op door CO2 te berekenen, gebruik makend van een andere klimaatproxy. We hebben namelijk een compilatie van benthische δ18O tot onze beschikking (Lisiecki & Raymo, 2004; zie Kader). In ons model kunnen wij deze proxy ook berekenen. Op ieder tijdstip vergelijken wij onze gemodelleerde waarde met de gemeten waarde van 1.000 jaar later. Uit het verschil tussen die twee kunnen we een nieuwe CO2-waarde voor de volgende 1.000 jaar afleiden, die zal leiden tot het simuleren van een nieuwe δ18O-waarde die overeenkomt met de waarnemingen. Dit doen we door middel van een voorondersteld exponentieel verband tussen de CO2-verandering en dit δ18Overschil. Na 500 modeljaren wordt gecontroleerd of de nieuwe CO2-waarde inderdaad leidt tot de juiste δ18O-waarde of dat er nog een correctie met behulp van dezelfde formule nodig is. De gesimuleerde en gemeten δ18O-reeksen zijn in zeer goede Meteorologica 3 - 2016
Figuur 3. Verhouding tussen de logaritme van de gesimuleerde CO2concentraties gedeeld door een referentiewaarde van 280 ppm, en de gesimuleerde globaal gemiddelde temperatuurswijzigingen ten opzichte van het huidige klimaat (∆Tglob), op elke tijdstap gedurende de simulatie over 5 miljoen jaar.
overeenstemming met elkaar (r2 = 0.95). Met deze methode inverteren we feitelijk de input en output van ons model: we weten wat de output zal moeten zijn en zoeken de input die ons dat resultaat geeft. Deze techniek lijkt op nudging, een in meteorologische modellen gebruikte methode om de output te ‘sturen’ naar bepaalde meetgegevens, maar in tegenstelling tot deze techniek introduceren wij geen niet-fysische termen in onze vergelijkingen; we veranderen alleen de ingevoerde CO2. Op deze manier vinden we tijdreeksen van CO2, ijsvolume, temperatuur en δ18O die met elkaar in overeenstemming zijn. Resultaat van de CO2-simulatie Het klimaat is relatief warm gedurende het vroege Plioceen, 5 tot 3.2 miljoen jaar geleden (Figuur 2). Tijdens deze periode is de Antarctische ijskap ongeveer zo groot als hij nu is, terwijl op het Noordelijk Halfrond geen landijs aanwezig is. Dit landijs verschijnt voor het eerst rond 3.2 miljoen jaar geleden, wanneer de globale temperatuur flink afneemt. Daarna wordt het wederom warmer tijdens het late Plioceen, om sterk af te koelen omstreeks 2.8 miljoen jaar geleden. Vanaf dat moment begint het Kwartair met zijn kenmerkende glaciale cycli, het periodiek verschijnen en verdwijnen van grote hoeveelheden ijs op het Noordelijk Halfrond. Deze cycli duren eerst 40 duizend jaar en leiden tot maximale zeespiegeldalingen van circa 70 meter ten opzichte van de huidige stand. Geleidelijk duren de cycli echter langer – 100 duizend jaar – en worden ze ook sterker qua amplitude – leidend tot circa 100 meter zeespiegeldaling. Deze overgang vindt ongeveer 900 duizend jaar geleden plaats en wordt de Mid-Pleistocene Transitie genoemd. De frequenties van deze glaciale cycli worden bepaald door veranderingen van de stand van de aardas ten opzichte van de zon en veranderingen van de baan van de aarde om de zon, de Milankovitch-parameters (voor verdere informatie, zie bijvoorbeeld Ruddiman (2008), pp. 120-135). Deze variaties leiden tot veranderingen in de verdeling van zonne-instraling over de aarde en de seizoenen. 12
De simulatie van klimaatveranderingen wordt, naast deze zonne-instralingsveranderingen, bepaald door de opgelegde CO2-aandrijving. Het ontstaan van de ijstijd 3.2 miljoen jaar geleden gaat gepaard met een CO2-daling van 200 ppm (parts per million). Het begin van de Kwartaire ijstijden vindt plaats wanneer de langjarig-gemiddelde CO2 onder de 265 ppm komt. Gedurende de laatste glaciale cycli variëren de CO2concentraties tussen de 180 en 280 ppm, wat overeenkomt met analyses uit ijskernen. Naast de CO2-concentraties, is het interessant om de verhouding tussen CO2 en de mondiaal gemiddelde temperatuur onder de loep te nemen (Figuur 3). Vanuit de stralingstheorie verwachten we een logaritmisch-lineaire relatie tussen deze twee grootheden. De temperatuur zou dan lineair toenemen met de logaritme van CO2 (gedeeld door een bepaalde referentiewaarde, hier de pre-industriële waarde van 280 ppm). We zien echter dat dit in onze simulaties niet het geval is. De toename van de temperatuur vlakt sterk af bij hogere CO2concentraties, wat een kleinere ESS impliceert. Dit wordt grotendeels veroorzaakt door een afname van de variabiliteit van landijs. Bij lagere temperaturen, die zich voornamelijk voordoen tijdens het Kwartair, ontstaan en verdwijnen zeer grote ijskappen op het Noordelijk Halfrond (de Euraziatische en Noord-Amerikaanse ijskappen). Zoals gezegd versterken deze ijskapvariaties, door middel van toe- of afnemende witheid van het aardoppervlak (de albedo-temperatuur-terugkoppeling), en door oppervlaktehoogteveranderingen (de hoogtetemperatuur-terugkoppeling), het effect van CO2-veranderingen op de temperatuur. Bij de hogere temperaturen, tijdens het Plioceen, hebben we echter te maken met relatief stabiele ijskappen. Het is nog niet koud genoeg om ijskappen op het Noordelijk Halfrond te krijgen, terwijl de Antarctische ijskap haar geometrisch bepaalde maximumgrootte al bereikt heeft. Variaties in ijskapgrootte zijn daarom kleiner, waardoor het effect van CO2 minder versterkt wordt. Dit impliceert dat de ESS in koudere klimaten sterker is dan in warmere klimaten. Discussie De gevolgen van deze lagere ESS worden goed duidelijk als we onze gesimuleerde CO2-vergelijken met een eerdere CO2reconstructie van Van de Wal et al. (2011) (Figuur 4). We zien Kader – Benthische δ18O In zeesedimentkernen vinden we versteende overblijfselen van benthische foraminiferen, kleine beestjes die op de zeebodem geleefd hebben. De verhouding tussen zware (18O) en lichte (16O) zuurstofisotopen in de kalk van de schalen kan worden gemeten, en een maat hiervoor is δ18O. Dit signaal geeft informatie over lokale diepzeetemperatuurvariaties en de hoeveelheid ijsvolume die op aarde aanwezig was ten tijde van de dood van de geanalyseerde foraminifeer. Dat komt doordat verdamping van lichte isotopen sneller gaat, terwijl neerslag van zware isotopen juist sneller gaat (Rayleigh fractionering). Als de zeewatertemperatuur stijgt, en er meer water verdampt, neemt de relatieve hoeveelheid 18O-isotopen in de oceaan daarom af. Wanneer neerslag ijskappen op land gaat vormen, verwijdert dat juist zwaardere isotopen, en neemt de relatieve hoeveelheid 18O-isotopen in het atmosfeer-oceaansysteem, en daarmee in de oceaan, toe. Door de metingen van 57 over de oceaan verspreide sedimentkernen te combineren, zijn mondiale gemiddeldes verkregen over de afgelopen 5 miljoen jaar (Lisiecki & Raymo, 2004).
dat onze simulatie (rode lijn) hogere CO2-concentraties simuleert tijdens het Plioceen, alsmede sterkere CO2fluctuaties, dan Van de Wal (blauwe lijn). De reconstructie van Van de Wal gaat ervan uit dat de ESS die kan worden afgeleid uit de relatie tussen een eerdere temperatuursimulatie en de CO2 uit ijskernen over de afgelopen 800 duizend jaar, ook geldt voor langer geleden. In ons geval is het effect van CO2 op temperatuur dus veel zwakker in de warmere perioden dan bij deze eerdere reconstructie, omdat de nu expliciet berekende ijskap-klimaatterugkoppelingen dan minder sterk zijn. Om toch dezelfde temperaturen te bewerkstelligen zijn onze CO2-concentraties daarom beduidend hoger tijdens de warmere perioden en zijn onze CO2-fluctuaties sterker. Dit lijkt beter in overeen- Figuur 4. Referentie-CO2-simulatie (rood) en simulatie met meer smelt op de Antarctische ijskap (grijs) stemming te zijn met de weinige van deze studie. Als vergelijk de eerdere reconstructie van Van der Wal et al. (2011) in blauw. De donkere CO2-proxydata, voortkomend uit lijnen geven 400-duizendjarige gemiddelden aan. De tijd loopt van rechts naar links. verschillende bronnen, die beschikbaar zijn voor deze periode. kan de groei of krimp van ijskappen de invloed van CO2Zoals gezegd simuleren wij een vrij stabiele Antarctische ijskap tijdens het Plioceen. Er zijn echter aanwijzingen, onder veranderingen op het klimaat versterken. Tijdens de afgelopen andere afkomstig uit zeespiegelreconstructies (Miller et al., 2.8 miljoen jaar, het Kwartair, varieerde het landijsvolume op 2014), dat deze ijskap toen meer variatie vertoonde. Het ijsaarde fors. Nu we naar een warmer klimaat toegaan, lijkt het volume zou weleens sterker kunnen zijn afgenomen, leidend erop dat de landijsgerelateerde terugkoppelingen minder sterk tot een tot 22 meter hogere zeespiegel dan tegenwoordig, zullen worden, zoals in het Plioceen het geval was. Opmerkevooral wanneer de stand van de aarde ten opzichte van de zon lijk is dat onze Pliocene CO2-concentraties vergelijkbaar zijn daarvoor gunstig was. Om zo’n variabele Antarctische ijskap met de huidige atmosferische concentratie van circa 400 ppm, te kunnen simuleren, moeten we de massabalansberekening en leiden tot een gematigd hogere temperatuur van 1 tot 2 graaanpassen. Deze bevat enkele parameters die weliswaar gekaden boven het pre-industriële gemiddelde. Ondanks dat er nog libreerd zijn, maar ook zeer onzeker. Die parameters kunnen veel onzekerheden zijn in ons model, geeft dit een indicatie we aanpassen om zodoende meer smelt te verkrijgen tijdens van wat ons in de toekomst te wachten staat. Reden tot achterwarmere periodes. In dat geval is de verwachting dat de ijskapoverleunen wat betreft het tegengaan van verdere klimaatopklimaat-terugkoppelingen nog wat sterker zullen zijn. Dit is warming geeft dit echter niet. Op basis van de geologische inderdaad het geval, maar in onze simulatie blijft het Antarctigegevens is het met de huidige CO2-concentratie al mogelijk sche continent grotendeels met sneeuw bedekt gedurende het dat de zeespiegel 10 tot 20 meter zal stijgen. Dat geeft genoeg jaar. De albedo-temperatuur-terugkoppeling is daarom niet stof tot nadenken en maant tot voorzichtigheid. Om te weten erg effectief. Dat deze terugkoppeling belangrijker is dan de wat de gevolgen zijn als de CO2-concentratie verder toeneemt, hoogte-temperatuur-terugkoppeling, blijkt uit het feit dat de moeten we periodes nog verder terug in de tijd bestuderen. CO2-concentraties die we nu simuleren nog steeds veel hoger Dan kan ook het stabielere deel van de Antarctische ijskap zijn dan die van Van de Wal et al. (2011). Een tekortkoming gaan smelten en zal daardoor de globale temperatuurstijging van ons ijsmodel is echter dat we geen ijsplaten berekenen die nog verder versterkt worden. boven de zee uitsteken, maar alleen ijs dat op het land ligt. Bij terugtrekking van deze ijsplaten, die ongeveer 12% van Literatuur Lisiecki, L. E., & Raymo, M. E. (2005). A Pliocene-Pleistocene stack of 57 globally het totale ijsoppervlak bestrijken, laten ze geen besneeuwde distributed benthic δ18O records. Paleoceanography, 20(1). grond maar oceaan achter. Bovendien zal hun verdwijnen de Miller, K. G., Wright, J. D., Browning, J. V., Kulpecz, A., Kominz, M., Naish, T. R., ijsstroming op de ijskap doen versnellen. Dit kan daarom een Cramer, B. S., Rosenthal, Y., Peltier, W.R. & Sosdian, S. (2012). High tide of the ander effect hebben dan hetgeen wij simuleren. Om dit effect warm Pliocene: Implications of global sea level for Antarctic deglaciation. Geology, 40(5), 407-410. te bestuderen is echter een driedimensionaal ijsmodel met realistische topografie nodig. In een vervolgstudie gaan we Ruddiman, W.F. (2008). Earth’s climate: Past and Future. New York, NY: W.F. Freedaar gebruik van maken. man and Company. Conclusie Het is duidelijk geworden dat ijskappen een belangrijke rol spelen in klimaatveranderingen op lange termijn. Voornamelijk door de albedo-temperatuur-terugkoppeling, en in mindere mate door de hoogte-temperatuur-terugkoppeling,
Stap, L.B., de Boer, B., Ziegler, M., Bintanja, R., Lourens, L. J. & van de Wal, R. S. W. (2016). CO2 over the past 5 million years: Continuous simulation and new δ11B-based proxy data. Earth and Planetary Science Letters, 439, 1-10. Van de Wal, R. S. W., Boer, B. D., Lourens, L. J., Köhler, P., & Bintanja, R. (2011). Reconstruction of a continuous high-resolution CO2 record over the past 20 million years. Climate of the Past, 7(4), 1459-1469.
Het bijzondere tropische seizoen van 2015-2016 Yorick de Wijs Het wereldwijde tropische (cyclonen) seizoen van 2015-2016 was in vele opzichten opvallend te noemen en heeft een aantal records weer een stukje scherper gezet; zo werden de Cape Verde eilanden voor de eerste keer ooit gewaarschuwd voor de komst van een orkaan, kwam een orkaan nog niet eerder terug in de Oostelijke Pacific na eerst vanuit dezelfde regio in de Centrale Pacific terecht te zijn gekomen en zagen zowel de Indische Oceaan als het gehele westelijk halfrond de zwaarste tropische cyclonen uit de geschiedenis. Orkaan Patricia, ten slotte, zou wel eens de zwaarste tropische cycloon ooit wereldwijd kunnen zijn geweest. De op het eerste gezicht kansloze en totaal niet bijzondere tropische storm Bill ontstond op 16 juni 2015 boven de Golf van Mexico en bevond zich op dat moment al dichtbij de kust van Texas, waarna hij diezelfde dag al aan land kwam bij Matagorda Island, vlak na het bereiken van een maximale gemiddelde windsnelheid van 95 km/h. Ondanks dat Bill boven land al vroeg op de 17e snel in kracht afnam tot een tropische depressie, bleef de organisatie grotendeels intact en nam ook de intensiteit nauwelijks nog af. Bill trok vervolgens als tropische depressie verder over de centrale staten van de USA, geleidelijk afbuigend naar het noordoosten, en werd pas laat op 18 juni officieel gedegradeerd tot een normaal laag. Ook dit laag hield het vervolgens nog vol tot in West Virginia. Hierdoor heeft Bill uiteindelijk maar liefst 83% van zijn levensloop boven land doorgebracht. Deze opvallende zeer geleidelijke afname was waarschijnlijk toe te schrijven aan het zogenaamde ‘Brown Ocean effect’. Dit houdt in dat het landoppervlak zich eigenlijk als een soort van pseudo (brown) zeewateroppervlak gaat gedragen door de aanwezigheid van extreme hoeveelheden latente warmte; iets dat alleen maar mogelijk is wanneer de grenslaag constant warm en vochtig blijft en de bodems grotendeels verzadigd zijn. Hierdoor kan een van oorsprong tropisch laag zijn warme kern en daarbij behorende karakteristieken langer behouden. In de zuidelijke staten van de USA was dit het geval nadat er eind mei grootschalige overstromingen plaats hadden gevonden (met 47 slachtoffers tot gevolg). Net zoals alle andere orkanen van het type ‘Cape Verde’, was ook orkaan Fred het gevolg van het doorontwikkelen van een westwaarts trekkende tropische golf boven het warme zeewater ten westen van West-Afrika. Deze ook wel ‘easterly waves’ genoemde verstoringen aan de noordzijde van de
Figuur 1. Satellietbeeld van orkaan Fred precies boven de Cape Verde eilanden op 31 aug 2015. Bron: EOSDIS. 14
ITCZ vinden hun oorsprong boven het Afrikaanse continent en vormen regelmatig de eerste aanzet tot de vorming van een tropische cycloon wanneer deze zich al westwaarts trekkend boven steeds warmer Atlantisch zeewater begeven. Deze tropische golf ontwikkelde zich echter zo snel dat tropische storm Fred al ruim ten zuidoosten van de Cape Verde eilanden (18.9 °W) vroeg op 30 augustus werd geboren, een behoorlijke zeldzaamheid. Nog opmerkelijker was echter dat Fred orkaankracht wist te bereiken op de meest ‘oostelijke’ locatie ooit (22.5 °W) en vervolgens als een categorie 1 orkaan dwars over de Cape Verde eilanden heen trok (Figuur 1), iets dat sinds de naamloze orkaan five uit september 1885 niet meer was voorgekomen. Het was dan ook een unicum voor de eilandengroep om voor het eerst ooit officieel gewaarschuwd te worden voor een orkaan. Begin oktober was het vervolgens de beurt aan de in het Caraïbische gebied ontstane categorie 4 orkaan Joachin, welke niet zozeer opviel doordat het de zwaarste tropische cycloon was uit het afgelopen Noord-Atlantische seizoen (en zelfs sinds Igor in 2010) maar eigenlijk meer door zijn betrokkenheid bij een van de meest extreme natte periodes uit de geschiedenis van de staten Noord- en Zuid-Carolina. Doordat Joachin (die in tegenstelling tot de hardnekkige verwachtingen van NCEP nooit de oostkust van de VS zou bereiken) op de voet werd gevolgd door een niet-tropische stormdepressie, kon deze laatste ontzettend veel vocht opnemen wat resulteerde in zeer intense en langdurige regenval uit een slepend front boven met name Zuid-Carolina. Zo viel er regionaal aanzienlijk meer dan ‘20 inch’ aan neerslag, hetgeen omgerekend neerkomt op meer dan 500 mm in 7 dagen (28 september - 5 oktober 2015). Daarnaast viel Joachin ook op doordat deze zijn eerste en enige ‘landfall’ maakte aan de Portugese kust, als een tropische storm, op 10 oktober na een reis van maar liefst 10 dagen. Na een drietal ‘gewone’ Atlantische cyclonen is het dan tijd voor twee opeenvolgende en opvallende tropische cyclonen in het centrale deel van de noordelijke Stille Oceaan. Orkaan Olaf ontstond op 15 oktober als een westwaarts trekkende tropische depressie in de Oostelijke Pacific, maar wist slechts drie dagen later al categorie 3 intensiteit te bereiken. Dit gebeurde op slechts 9.4 °N; zo zuidelijk heeft zich sinds het begin van de metingen nog nooit een major hurricane weten te vormen. Na zich een aantal dagen in noordwestelijke richting te hebben bewogen, trok Olaf vanaf 140 °W de Centrale Pacific binnen en werd de berichtgeving door het National Hurricane Center (NHC) overgedragen aan het Central Pacific Hurricane Center (CPHC). Niet lang daarna boog Olaf naar het noorden af en werd onder invloed van een trog uiteindelijk zelfs weer richting het oosten geduwd, waarna hij op 26 oktober weer in de Oostelijke Pacific terecht kwam, iets
Figuur 2. Het afgelegde traject van orkaan Olaf; vanuit de Oostelijke Pacific (rechtsonder) naar de Centrale Pacific (linksonder) en weer terug (boven). Bron: Wikipedia.
dat nog geen enkele andere tropische cycloon ooit gepresteerd heeft (Figuur 2). Overigens zijn er in de geschiedenis maar twee eerdere cyclonen geweest die vanuit de Centrale Pacific de Oostelijke Pacific zijn ingetrokken; tropische storm Ema (1982) en een naamloze cycloon uit 1975. Orkaan Patricia in de Oostelijke Pacific was echt een klasse apart en zou eigenlijk veel meer aandacht verdienen; hierbij een kort overzicht van de belangrijkste feiten. Patricia nam in een periode van slechts 30 uur explosief in kracht toe, van een zwakke tropische storm tot een categorie 5 orkaan; in slechts 24 uur tijd (10 UTC 22 oktober - 10 UTC 23 oktober) nam de maximale 1-minuut-gemiddelde wind toe van 161 km/h tot 322 km/h, een toename van 161 km/h, en dat was sinds orkaan Wilma uit 2005 niet meer voorgekomen. Daarbij daalde de druk in de kern van de cycloon van 980 hPa naar 880 hPa, een afname van maar liefst 100 hPa in 24 uur! Dit was volgens het NHC wel een nieuw record. Niet veel later op de 23e oktober bereikte Patricia vervolgens haar minimale kerndruk (872 hPa), eveneens een record maar dan alleen voor het westelijk halfrond, vóór orkaan Wilma (882 hPa) en orkaan Linda (902 hPa) uit 1997. Wereldwijd heeft alleen supertyfoon Tip uit 1979 een nog lagere kerndruk weten te bereiken; Tips kerndruk van 870 hPa staat nog altijd als zwaarste tropische cycloon ooit wereldwijd in de boeken. Met de door een speciaal vliegtuig gemeten (Figuur 3) maximumwindsnelheid van 325 km/h zou Patricia wat betreft windsnelheid echter toch wel de zwaarste/diepste tropische cycloon ooit kunnen zijn geweest (wereldwijd), gevolgd door Tip (305 km/h, 1-min) en Haiyan (315 km/h, 1-min), in ieder geval sinds het begin van de betrouwbare metingen. Ook zeer opmerkelijk was de nog snellere afname bij het aan land komen in Mexico, van een volwaardige categorie 5 orkaan tot een doodgewoon laagje slechts 21 uur later, waarmee ze een levensspanne had van slechts 102 uur (4 dagen en 6 uur), waarvan 39 uur als een categorie 4 of 5 orkaan, 38% van haar totale bestaan. De Arabische Zee, het noordelijkste deel van de Indische Oceaan dat zich bevindt tussen India en Saudi Arabië, staat misschien niet als zodanig bekend maar is wel degelijk een gebied waar tropische cyclonen voorkomen. Zo zwaar als tropische cycloon Chapala van eind oktober vorig jaar worden ze niet vaak; met een maximale gemiddelde windsnelheid van 215 km/h wist Chapala, eenmaal ten zuiden van Oman aangekomen, uit te groeien tot een volwaardige categorie 4 cycloon, en als Extremely Severe Cyclonic Storm geclassificeerd door de India Meteorological Department (IMD). Dit was volgens het
Joint Typhoon Warning Center (JTWC) goed voor een tweede plaats in de lijst van zwaarste orkanen in dat gebied ooit, na de categorie 5 orkaan Gonu uit 2007. Chapala trok vervolgens in westelijke richting verder en passeerde op 1 november het eiland Socotra, wat sinds 1922 niet meer was voorgekomen. Vervolgens bereikte Chapala de Golf van Aden (Figuur 4) als zwaarste tropische cycloon ooit en kwam uiteindelijk op 3 november als een minimale categorie 1 orkaan nabij Al Mukalla in Yemen aan land, wat eveneens nog niet eerder was voorgekomen. Alsof dat nog niet bijzonder genoeg was, volgde slechts een week later nog een major hurricane categorie 3, Megh, die een vrijwel identiek pad aflegde, ditmaal direct over Socotra eiland, om uiteindelijk als tropische storm op 10 november aan land te komen in Yemen. Het is een bekend weerfeit dat tropische cyclonen niet te dicht in de buurt van de evenaar kunnen komen, laat staan deze kunnen passeren. Door de minimale bijdrage van de Corioliskracht nabij de evenaar is het ontstaan of onderhouden van rotatie bij dergelijke systemen vrijwel onmogelijk. Echter, onder perfecte atmosferische omstandigheden kunnen tropische cyclonen zeer sporadisch toch in de buurt van de evenaar komen en dit gebeurde toevallig in het afgelopen seizoen. Onder invloed van bovennormale zeewatertemperaturen en veel windschering, mede gestimuleerd door de zware El Niño, ontstond er uit de restanten van TD 9 op 7 januari 2016 een tropische depressie in de Centrale Pacific. Op 11 januari bereikte de inmiddels tot Pali omgedoopte cycloon orkaankracht, waarmee het overigens ook de vroegste orkaan in het jaar ooit is geweest (in dit gebied) en onderging een opmerkelijke koerswijziging naar het zuiden, dus in de richting van de evenaar, waarbij hij zelfs nog iets in kracht toenam. Pali bereikte uiteindelijk een meest zuidelijk breedtegraad van 2.0 °N, de op twee na zuidelijkste locatie ooit voor een orkaan, achter cycloon Agni uit 2004 met 0.7 °N en tyfoon Sarah uit 1956 met 1.7 °N. Als tropische storm bereikte Pali uiteindelijk zelfs nog 1.7 °N, op 15 januari. Zijn voorganger TD 9 bevond zich overigens met 2.2 °N ook al zeer dicht bij de evenaar.
Figuur 3. De windsnelheden rond de kern van Orkaan Patricia waargenomen door het Hurricane Hunter vliegtuig vroeg in de ochtend op 23 oktober. Bron: Levi Cowan. Meteorologica 3 - 2016
Figuur 4. Satellietbeeld van tropische cycloon Chapala boven de Golf van Aden op 2 november 2015. Bron: EOSDIS.
In dezelfde maand januari ontstond in de Noord Atlantische Oceaan vrijwel tegelijkertijd eveneens een opmerkelijk vroege tropische cycloon, de eerste Atlantische orkaan in januari sinds Alice in 1955, een combinatie die nog nooit eerder was voorgekomen. Alex zag het levenslicht als een normaal laag nabij de Bahama’s en trok vervolgens meestentijds in oostelijke tot noordoostelijke richting en werd op de 13e januari officieel opgewaardeerd tot een subtropische storm. Onder invloed van een groot laag boven de Atlantische oceaan werd Alex op 14 januari geleidelijk naar het noorden geduwd en nam daarbij nog iets in kracht toe tot een orkaan (terwijl de zeewatertemperaturen maar net boven de 20 graden waren) om vervolgens een dag later als orkaan aan land te komen bij het Azoren eiland Terceira. Slechts één keer eerder kwam een tropische cycloon in januari aan land en ook toen ging het om orkaan Alice. De laatste twee bijzondere tropische cyclonen bevonden zich allebei op het zuidelijk halfrond en behoorden ook nog eens tot de meest intense ooit uit het gebied. Winston ontstond op 10 februari 2016 als tropische depressie 11P nabij de Vanuatu eilanden en vervolgde zijn koers eerst richting het zuiden, sterk in kracht toenemend tot een categorie 3 orkaan, en boog daarna naar het noordoosten af om uiteindelijk op 17 februari vrijwel tot stilstand te komen oost van de Fiji eilanden. Onder invloed van een rug werd Winston weer in westelijke richting teruggeduwd en kon onder ideale omstandigheden zeer snel in kracht toenemen om uiteindelijk categorie 5 intensiteit te bereiken met op het hoogtepunt, vroeg op 20 februari, 1-minuut-gemiddelde windsnelheden van 285 km/h, één van de zwaarste tropische cyclonen ooit voor het zuidelijk halfrond (net iets minder dan de recordhouders Zoe uit 2002 en Monica uit 2006). Op dat moment bevond hij zich al zeer dicht bij de Fiji eilanden en is uiteindelijk met dezelfde piekwindsnelheden aan land gekomen bij het eiland Vanua Balavu (Figuur 5). Hiermee is Winston officieel in de boeken gekomen als zwaarste orkaan ooit bij ‘landfall’ voor de gehele Zuidelijke Stille Oceaan. Na een lang en wispelturig westwaarts traject kwam Winston uiteindelijk op 3 maart als een tropisch laag weer opnieuw aan land nabij Cairns in Australië. Ruim een maand later verscheen er opnieuw een orkaan van de zwaarste categorie op het zuidelijk halfrond, ditmaal in het zuidwestelijke deel van de Indische Oceaan. Fantala, zoals de tropische cycloon later door Meteo France zou worden 16
gedoopt, ontstond op 11 april midden op de oceaan en trok vervolgens in kracht toenemend pal naar het westen. Eenmaal aangekomen nabij Madagaskar bereikte Fantala op 17 april de status van very intense tropical cyclone, overeenkomend met een categorie 5 cycloon op de Saffir-Simpson schaal. Met behulp van satellietbeelden werden de maximum 10-minuut-gemiddelde windsnelheden uiteindelijk geschat op 250 km/h, met 1-minuut-gemiddelde windsnelheden van 280 km/h, genoeg voor een gedeelde eerste plaats samen met Agnielle uit november 1995, beide dus de zwaarste ooit voor de gehele Indische Oceaan. Fantala werd vervolgens onder invloed van een nieuw ontwikkelend hoog ten noordoosten ervan in vrijwel precies dezelfde richting naar het oosten teruggeduwd, maar moest slechts drie dagen later onder invloed van een andere rug wederom rechtsomkeert maken en is daardoor sommige locaties drie keer gepasseerd (Figuur 6). Mede hierdoor (opwelling van koeler water) bleef er van Fantala uiteindelijk niet veel over en degradeerde ze op 24 april tot een tropisch laag vlak voor de Afrikaanse kust, waarmee de laatste interessante case is besproken. Concluderend kan gesteld worden dat het orkaanseizoen 2015-2016 een aantal zeer uitzonderlijke orkanen heeft voortgebracht.
Figuur 5. Satellietbeeld van tropische cycloon Winston boven de Fiji eilanden op 20 februari 2016. Bron: NASA.
Figuur 6. Het afgelegde traject van tropische cycloon Fantala, waarbij de twee abrupte koerswijzingen (vrijwel 180° omdraaiingen) nabij Madagaskar duidelijk opvallen. Bron: Wikipedia.
Specialist in klimaatmeet instrumentatie
Regendetector (sensor) met hoge corrosieve bestendigheid Neerslag sensor met excellente keramische bescherming tegen corrosieve omgevingsinvloeden, type 5.4106.00.100. meetprincipe meetwaarde signaal voeding contact kabel kabellengte inclusief
: capacitief met keramische oppervlakte : neerslag ja/nee : (NO/NC) half geleider wisselcontact : 11-28 Vac of 10-32Vdc, 5W : max. 42 V AC/DC; 1A : 5x 0.25mm2 : 3m : montagemateriaal
Low Cost Meteo Station Compact Toepassingen: -GBS -Verkeer -Meteorologie -Groene stroom -Tuinbouw -Luchtvaart -Off-shore
De USM is leverbaar in 8 modellen. Standaard zijn de modellen voorzien van windsnelheid en windrichting. Tot 10 meteorologische parameters en analoge en digitale uitgangen. meetbereiken
: 0... 60 m/s, 0 ... 360Â°, -30...+70Â°C, 0...100%RV, 300...1100 hPa, 0...150 kLux, 0...10mm/min analoge uitgang : 0 ... 10V, 2...10V digitale uitgang : RS485, RS422, ASCII, ModBus RTU voeding : 24V AC/DC
Turfschipper 114 | 2292 JB Wateringen | Tel. 0174 272330 | Fax. 0174 272340 | info@catec.nl | www.catec.nl
Meteorologica 3 - 2016 17 Meteorologica 2 - 2016 15
Worden de weersverwachtingen (nog) steeds beter? Seijo Kruizinga Met de introductie van numerieke atmosfeer modellen in de laatste decades van de vorige eeuw en het beschikbaar komen van satellietdata is onze kennis en het begrip van het gedrag van de atmosfeer met sprongen toegenomen. Dat heeft uiteraard geresulteerd in een verbetering van de verwachtingen met name voor parameters in de vrije atmosfeer (de Bruin, 2015). Ook de verwachtingen voor alledaagse grootheden als maximumtemperatuur en neerslagkans van morgen hebben hiervan geprofiteerd, zie bijvoorbeeld het technisch rapport van Daan (1993). Op basis van de gegevens uit het verificatieproject waarvan ik in dit blad al enkele malen enige resultaten heb beschreven blijkt het moeilijk om aan te tonen dat dit laatste type verwachtingen ook nu nog steeds beter worden. Zo’n verbetering zou men wel verwachten want de ontwikkelingen in de numerieke modellen en satelliettoepassingen gaan nog steeds door. In de dataset van negen jaar (2007 – 2015) zijn wel trends te ontdekken. Het blijft echter riskant om op basis van een reeks van slechts negen jaar verregaande conclusies te formuleren. Door echter de huidige dataset te koppelen aan een historische dataset, namelijk die van het KNMI over de jaren 1971 – 1990 (Daan, 1993) kunnen we mogelijk meer steekhoudende uitspraken doen. Karakteristieken van de gebruikte verwachtingen In deze studie gaan we de tijdreeksen van jaargemiddelde scores over het meteorologisch jaar uit de periode 2007 tot en met 2015 vergelijken met overeenkomstige tijdreeksen van de historische dataset uit de periode 1972 tot en met 1990. We kiezen daarvoor verwachtingen voor grootheden die in beide datasets voorkomen. Uiteraard zullen die verwachtingen niet in alle aspecten exact overeenkomen. We zullen hieronder van de gebruikte parameters kort de karakteristieken beschrijven. De actuele dataset die we gaan analyseren is een deelset van allerlei verwachtingen die via internet zijn verzameld en bestaat uit verwachte waarden voor diverse parameters zoals die om 08:45 uur, voor de volgende dag, op de website van het KNMI (of die van MeteoGroup) worden vermeld. Het betreft dus een eindproduct zoals een gebruiker die, op een vast tijdstip, te zien krijgt. De aanmaaktijd van de betrokken verwachting kan veel eerder zijn. De historische dataset is een extract uit de gegevens die Daan (1993) indertijd ten behoeve van de verificatie heeft verzameld. De aanmaaktijd van die verwachtingen is wel bekend, want deze werden om 11 uur in de ochtend vastgelegd door het collectief van meteorologen. Gebruikers hadden geen toegang tot die verwachtingen, maar ze dienden echter wel als basis voor uit te geven verwachtingen. De bijdrage van de meteoroloog aan deze historische dataset zal veel groter zijn geweest dan aan de actuele dataset. Gezien de samenstelling van de sets is echter niet meer te achterhalen in welke mate dit veranderd is. De historische dataset werd in het begin van de jaren ‘90 aangemaakt ten behoeve van een WMO-cursus te Wageningen en is op deze manier in mijn bezit gekomen. Maximumtemperatuur (TX) Dit betreft de hoogste temperatuur die in De Bilt wordt geregistreerd tussen 06 en 18 UTC. Deze definitie van maximumtemperatuur, gebruikelijk bij verwachtingen, wijkt af van de definitie die in de klimatologie gebruikelijk is, namelijk het maximum in de periode van 00-24 UTC, maar stemt wel overeen met de maximumtemperatuur zoals die op de ‘Extremen’ internetpagina van het KNMI wordt vermeld. De verwachtingen in de actuele dataset worden over het algemeen eerder aangemaakt dan die in de historische dataset. Het collectief dat de verwachtingen opstelde beschikte dus over recentere actuele waarnemingen. De verwachtingen in de historische dataset zijn specifiek voor de locatie De Bilt. 18
Figuur 1. Jaarlijkse verificatieresultaten van de KNMI-verwachtingen voor de maximumtemperatuur (TX) van morgen. De rode sterretjes hebben betrekking op de verwachtingen van het KNMI uit de periode 19721990. De rode driehoeken representeren de KNMI verwachtingen uit 2007-2015. De ingetekende lijnen zijn trendlijnen; de doorgetrokken lijn representeert de trend in de periode 1972-1990, de streep-stippel lijn is gebaseerd op data uit de periode 2007-2015 en de streepjeslijn is afgeleid uit de gecombineerde reeks.
De recente KNMI-verwachtingen zijn echter meer gericht op de regio Midden Nederland oftewel voor het gebied bestaande uit de provincies Utrecht, Flevoland en het westelijk deel van Gelderland. Minimumtemperatuur (TN) Dit betreft de laagste temperatuur gedurende de nacht, van 18 tot 06 UTC. Deze definitie stemt ook overeen met die van de voornoemde Extremen-pagina. De karakteristieken komen overeen met die van de maximumtemperatuur. Het voordeel van de latere uitgiftetijd weegt hier nog zwaarder dan bij de maximumtemperatuur. Ook zijn er bij TN overeenkomstige verschillen met betrekking tot regio verwachtingen en locatie specifieke verwachtingen. Kans op neerslag in een periode van 24 uur (PE) Zowel de historische dataset als de recente dataset bevatten verwachtingen voor de kans op een neerslaghoeveelheid groter of gelijk aan 0.3 mm in een 24-uurs periode. In de historische dataset zijn de verwachtingen afkomstig van het
verificatieresultaten te vergelijken met de historische resultaten. Voor de actuele reeks is 6 jaar aan data (2009-12-01 tot en met 2015-11-30) beschikbaar.
Figuur 2. Als Figuur 1 maar dan voor de minimumtemperatuur.
collectief van 11 uur ‘s ochtends en betreft het de kans op neerslag in De Bilt in de eerstkomende periode van 18-18 UTC. De neerslagkansen uit de actuele dataset zijn afkomstig uit de meerdaagse verwachting van het KNMI. Hieruit werden de verwachtingen voor dag 1 geselecteerd. In deze verwachting wordt een neerslagkans (per etmaal, 00-24 UTC) gegeven die in heel Nederland, op elke willekeurige plaats, mag worden gebruikt. Hier gebruiken we dus deze landelijke neerslagkansen voor de locatie De Bilt. Er zijn dus nogal wat verschillen maar toch zijn de verwachtingen qua verificatiescore mogelijk wel vergelijkbaar. Beide kansverwachtingen hebben immers betrekking op het al of niet optreden van neerslag in een tijdvak van dezelfde lengte en ongeveer dezelfde verwachtingstermijn, en bovendien verifiëren we ze tegen het al of niet optreden van neerslag in De Bilt. Ook hier was bij het opstellen van de verwachtingen in de historische dataset meer actuele informatie beschikbaar. Kans op neerslag overdag (PD) De historische dataset bevat ook een verwachting voor de neerslagkans overdag (06-18 UTC) te De Bilt op de volgende dag. In de recente periode is deze verwachting alleen beschikbaar bij MeteoGroup (MG). De MeteoGroup hanteert echter een veel lagere grens voor het optreden van neerslag. Bij een neerslagsom groter dan nul noteert men namelijk al een neerslagdag. Bij de verificatie zijn we er vanuit gegaan dat 0.1 mm of meer in de KNMI-database als neerslagdag moet worden aangemerkt. De klimatologische kansen voor deze verschillende grenzen zijn slechts marginaal verschillend daarom verwachten we dat de Brierscores vergelijkbaar blijven. Alhoewel de verwachtingen dus uit geheel verschillende bron afkomstig zijn blijft het toch interessant om de recente Tx Helling Significantie Onzekerheid Verschil
1972-1990 -0.1000 <0.01% 0.0188 0.0191
2007-2015 -0.0889 2.07% 0.0299 0.0080
Combinatie -0.0809 <0.01% 0.0050
Tabel 1. Selectie uit de resultaten van de regressieanalyses van TX. In de tabel zijn opgenomen: de helling van de trendlijn, de statistische significantie van die helling en de onzekerheid in die helling. De rij “Verschil” vermeldt de absolute waarde van het verschil tussen de helling berekend over de deelperiode met de helling berekend over de gecombineerde reeks. Dit verschil kan direct worden vergeleken met de onzekerheid.
Verificatiescores Bij de verificatie van neerslagkansen is er weinig keuze ten aanzien de te gebruiken score. Algemeen wordt de Brierscore gezien als de meest geschikte score voor neerslagkansen. Daarbij moet worden opgemerkt dat vanwege de wijze waarop de Brierscore voor Ja/Nee verwachtingen wordt toegepast deze score overeen komt met de gemiddelde kwadratische fout (MSE, Mean Square Error) in de verwachting als we opgetreden waarden noteren als 0 of 1 en de verwachte kans als een fractie op de schaal van 0 tot 1. De Brierscore resulteert dan in een waarde tussen 0 en 1 waarbij 0 overeenkomt met een perfecte verwachting. We hebben deze score gebruikt voor de verificatie van zowel PE als PD waarbij we bij beide grootheden in de historische reeks de grens van 0.3 millimeter hebben gehanteerd als grenswaarde voor het al of niet optreden van neerslag. Voor de actuele reeks hanteren we 0.3 millimeter als grens bij PE en 0.1 millimeter als grens bij PD. Bij de verificatie van temperaturen hebben we aanzienlijk meer keus ten aanzien van de score. Voorbeelden zijn percentage treffers, de gemiddelde absolute fout, de standaarddeviatie, enzovoorts. We hebben in deze studie gekozen om de gemiddelde kwadratische fout (MSE) te gebruiken, net als bij de neerslagkans. Daarbij moet worden opgemerkt dat in de historische dataset de opgetreden waarden slechts in hele graden bekend zijn. We hebben daarom voor het verficatieproces de opgetreden waarden in de recente dataset ook afgerond naar hele graden. De opgetreden waarden zijn in de actuele dataset verkregen uit de database van de Klimatologische Dienst van het KNMI. Opzet van de studie Uitgaande van de gegevens in de historische dataset, zijn voor de jaren 1972 tot en met 1990, voor elk van de beschreven grootheden, de verificatiescores per meteorologisch jaar, van december tot en met november, berekend. Dit resulteerde in vier tijdreeksen van 19 jaar lang met jaarlijkse verificatieresultaten voor elk van de hierboven besproken grootheden. Vervolgens hebben we ook voor de actuele dataset met verwachtingen overeenkomstige verificatiescores berekend. Voor TX en TN resulteerde dit in negenjarige tijdreeksen van 2007 t/m 2015. Voor PE kwam op deze manier een tijdreeks beschikbaar van 2007 t/m 2015 waarin helaas 2010 ontbreekt omdat in de KNMI meerdaagse verwachting voor een groot deel van het jaar dag 1 ontbrak. Voor PD beslaat de tijdreeks met verificatie­resultaten slechts 6 jaar, namelijk 2010-2015. Zoals we zullen zien zijn er aanzienlijke verschillen tussen de verificatiescores van opeenvolgende jaren. Deze variaties zijn niet systematisch maar willekeurig. In de langere reeksen is ook een onderliggende trend zichtbaar, maar in de korte reeksen ligt dat moeilijker. Om wat meer te kunnen zeggen over de onderliggende trends hebben we daarom de reeksen onderworpen aan een lineaire regressie van de verificatieresultaten versus het jaartal. Een dergelijke lineaire regressie levert een schat aan gegevens over de reeks in kwestie. In deze studie zullen we daarvan de volgende resultaten gebruiken: •	•
De helling van de trendlijn die aangeeft of er een dalende of stijgende trend aanwezig is. De onzekerheid in de helling van de trendlijn. Hiermee kunnen we vaststellen welke andere waarde voor de Meteorologica 3 - 2016
helling statistisch gezien nog aanvaardbaar is. De optimale fit plus of min deze onzekerheid definieert een interval van hellingwaarden dat aanvaardbaar is. De significantie van de helling in procenten. Bij een laag percentage is het (zeer) onwaarschijnlijk dat er geen trend is in de data-reeks.
Vervolgens hebben we voor elke parameter zowel de historische tijdreeks als de actuele tijdreeks met verificatieresultaten onderworpen aan een lineaire regressie. Weliswaar kunnen we niet per se verwachten dat de verbeteringen in de kwaliteit van de verwachtingen zich lineair in de tijd voltrekken maar voor korte deelreeksen kan dit toch een goede cq. eerste benadering zijn. Bovendien hebben we per parameter de historische reeks en de actuele reeks gecombineerd tot één lange reeks (met een hiaat van een aantal jaren) en daarop eveneens een lineaire regressie toegepast. De resultaten die we hebben verkregen bij deze lineaire regressies vormen het materiaal waarop we conclusies willen gaan formuleren ten aanzien van de trend in de kwaliteit van de verwachtingen. De resultaten en conclusies De resultaten van al deze berekeningen zijn samengevat in de Figuren 1 tot en met 4 en in de Tabellen 1 tot en met 4. In de figuren representeren de sterretjes de jaarlijkse verificatieresultaten in de periode 1972 tot en met 1990. De driehoekjes zijn een weergave van de jaarlijkse resultaten, voor zover beschikbaar, in de periode 2007 tot en met 2015. De lijnen in deze figuren zijn het resultaat van de diverse regressies. De doorgetrokken lijnen hebben betrekking op de regressie op basis van 1972-1990. De streep-stippel lijnen zijn het resultaat van de analyses in de periode 2007-2015. De streepjeslijnen geven het resultaat van de regressie op de gecombineerde datasets. Aanvullend zijn in de Tabellen 1 tot en met 4 de numerieke waarden van de hellingen gegeven, alsmede de significantie van de helling in procenten, de onzekerheid in de helling en het verschil van de helling gevonden bij de korte reeksen vergeleken met de helling in de gecombineerde reeks. Uit de tabellen blijkt dat alle trendlijnen berekend op basis van de gecombineerde reeksen een zeer significante neerwaartse trend vertonen voor de MSE en de Brierscore. Dat betekent dus dat de gemiddelde kwaliteit van de verwachtingen in de actuele periode hoger (verificatie score lager) was dan de gemiddelde kwaliteit in de periode 1972-1990. In de periode 1972-1990 vinden we echter voor alle parameters ook een significante trend. Gewoonlijk wordt namelijk een waarde van 5% geaccepteerd als grens voor het al of niet significant zijn van een trend. Aan het eind van de periode 1972-1990 zijn de scores dus significant lager. We kunnen daarom niet vaststelTn Helling Significantie Onzekerheid Verschil
1972-1990 -0.0657 0.20% 0.0182 0.0103
2007-2015 -0.0645 28.70% 0.0538 0.0091
Combinatie -0.0554 <0.01% 0.0053
Tabel 2. Selectie uit de resultaten van de regressieanalyses van Tn. In de tabel zijn opgenomen: de helling van de trendlijn, de statistische significantie van die helling en de onzekerheid in die helling. De rij “Verschil” vermeldt de absolute waarde van het verschil tussen de helling berekend over de deelperiode met de helling berekend over de gecombineerde reeks. Dit verschil kan direct worden vergeleken met de onzekerheid. 20
Figuur 3. Jaarlijkse verificatieresultaten van de KNMI-verwachtingen voor de neerslagkans per etmaal. De rode sterretjes hebben betrekking op de verwachtingen van het KNMI uit de periode 1972-1990. De rode driehoeken representeren de KNMI verwachtingen uit 2007-2015. De ingetekende lijnen zijn trendlijnen; de doorgetrokken lijn representeert de trend in de periode 1972-1990, de streep-stippel lijn is gebaseerd op data uit de periode 2007-2015 en de streepjeslijn is afgeleid uit de gecombineerde reeks.
len of het gemiddelde van de MSE’s/Brierscore’s in de actuele periode ook lager zijn dan de overeenkomstige gemiddelde scores in het laatste deel van de periode 1972-1990. Om hier wat over te kunnen zeggen gaan we wat meer in detail naar de hellingen van de trendlijnen kijken. In Figuur 1 zien we dat de hellingen van de drie trendlijnen dicht bij elkaar liggen. Weliswaar gaat de trendlijn gebaseerd op 19721990 onder de actuele data door maar het verschil is beperkt. Bovendien kunnen we uit de Tabel 1 afleiden dat de helling van de trendlijn gebaseerd op gecombineerde reeks praktisch binnen de onzekerheidsbanden van de andere trendlijnen valt. Het verschil van de helling van de trendlijn in de periode 1972-1990 met de helling van de gecombineerde reeks is 0.0191 en dat is slechts marginaal hoger dan de onzekerheid van 0.0188. Kortom, de trend van de gecombineerde reeks past goed bij de data uit 1972-1990. De trendlijn van de actuele data is slechts zwak significant (Tabel 1) maar de trendlijn van de gecombineerde data past wel bij de actuele resultaten. Het verschil tussen de hellingen is hier duidelijk kleiner dan de onzekerheid van de helling in de actuele periode. Op grond hiervan kunnen we concluderen dat de verwachtingen voor TX geleidelijk in kwaliteit verbeteren en dat deze verbetering nog altijd in hetzelfde tempo doorgaat. Uitgaande van de gecombineerde trendlijn kunnen we dan berekenen dat de kwaliteit van de verwachting voor TX in de periode van 44 jaar met 64% is verbeterd ten opzichte van de kwaliteit in 1972. Met een lineaire maat als de Root Mean Square Error betekent dit een verbetering van 41%. Voor TN kunnen vrijwel dezelfde redenering toepassen. De trendlijnen liggen zelfs nog dichter bij elkaar. De trendlijn van de actuele data is echter niet significant (Tabel 2) maar heeft toevallig wel bijna dezelfde helling als andere twee trendlijnen. Aanvaarden we de gecombineerde trendlijn dan komen we voor TN op een verbetering van 48% in 2015 ten opzichte van 1972. Het effect is dus bij TN kleiner en daardoor in de actuele set ook moeilijker aantoonbaar. Bij PE zien we in Figuur 3 dat de trendlijnen sterk verschillen qua helling. Ook rekening houdend met de betrouwbaarheidsintervallen (Tabel 3) zijn de hellingen niet met elkaar in overeenstemming te brengen. Hiervoor zijn meerdere
Tabel 3. Selectie uit de resultaten van de regressieanalyses van PE. In de tabel zijn opgenomen: de helling van de trendlijn, de statistische significantie van die helling en de onzekerheid in die helling. De rij “Verschil” vermeldt de absolute waarde van het verschil tussen de helling berekend over de deelperiode met de helling berekend over de gecombineerde reeks. Dit verschil kan direct worden vergeleken met de onzekerheid.
verklaringen mogelijk. De meest voor de hand liggende zou kunnen zijn dat het verschil in de karakteristieken van de verwachtingen tussen historisch en actueel toch te groot is, mogelijk vanwege de overgang naar landelijke kansen. Ook is het denkbaar dat alleen in het begin sprake is geweest van een verbetering en dat er daarna geen progressie is gemaakt. PD lijkt qua gedrag op TX en TN, zie Figuur 4. Net zoals bij TN is de regressie op de actuele data zeker niet significant en het feit dat de helling gevonden bij de actuele data zo dicht bij de andere hellingen ligt is wederom toeval. Ook hier is het verschil tussen de helling berekend op basis van 1972-1990 en die van de gecombineerde reeks marginaal groter dan de onzekerheid van de helling uit 1972-1990. Als we wederom de regressie op de gecombineerde data als maatstaf nemen dan zijn sinds 1972 de resultaten met 36% verbeterd. De PDdatareeks is echter aanzienlijk korter dan de datareeksen van TN en TX. De verandering in helling van 1972-1990 naar de combineerde reeks is veel groter dan bij TX en TN. Het is daarom minder duidelijk vast te stellen of de verbetering in ongeveer hetzelfde tempo doorgaat. Voor PD is een uitbreiding van de actuele reeks zeer wenselijk. Samenvattend kunnen we stellen dat voor de parameters TX, TN en PD er sterke aanwijzingen zijn dat de verwachtingen nog altijd geleidelijk beter worden. Het tempo van de verbetering lijkt vrijwel constant. Voor alle drie de parameters geldt echter dat de berekende helling over 1972-1990 iets steiler is dan de helling berekend over de gecombineerde reeks. Dit zou erop kunnen wijzen dat de snelheid van de verbetering geleidelijk afneemt. Op zich ligt zo’n afname in het tempo ook wel voor de hand; de gebruikte scores zijn altijd positief dus een lineaire trend kan niet onbeperkt doorgaan. Voor neerslagkans per etmaal (PE) kunnen we op grond van dit materiaal geen valide conclusies formuleren. PD Helling
Tabel 4. Selectie uit de resultaten van de regressieanalyses van PD. In de tabel zijn opgenomen: de helling van de trendlijn, de statistische significantie van die helling en de onzekerheid in die helling. De rij “Verschil” vermeldt de absolute waarde van het verschil tussen de helling berekend over de deelperiode met de helling berekend over de gecombineerde reeks. Dit verschil kan direct worden vergeleken met de onzekerheid.
Figuur 4. Als Figuur 3 maar dan voor de neerslagkans overdag. De rode driehoekjes representeren de resultaten van de MeteoGroup.
Slotwoord Door de recente dataset te combineren met een historische dataset is aangetoond dat wetenschappelijke ontwikkelingen in de meteorologie, zoals de introductie van atmosferische modellen en de beschikbaarheid van steeds meer satellietdata, zich heel geleidelijk manifesteert in een toename van de kwaliteit in de verwachtingen voor alledaagse grootheden als maximum- en minimumtemperatuur en in mindere mate in de neerslagkansen. Het lijkt erop dat de temperatuur­ verwachtingen, al zo’n veertig jaar uitgegeven, nog altijd in vrijwel hetzelfde tempo beter worden. Opvallend is het verschil in de snelheid van de verbeteringen tussen TX en TN. Bij de kansverwachtingen is de (aanvankelijke) verbetering in kwaliteit van PE wel evident. De scores op de actuele data sluiten echter slecht bij de trend uit 1972-1990 aan, vermoedelijk als gevolg van de overgang van lokale verwachtingen naar landelijke verwachtingen. De conclusies voor PD zijn in lijn met die voor TX en TN, maar minder duidelijk. Een meer algemene conclusie kan zijn dat het aanbeveling verdient om voor een groep goed gedefinieerde grootheden uit de publieksverwachting een langjarige database met verwachte en opgetreden waarden op te zetten en bij te houden. Op basis van deze gegevens kan dan namelijk worden aangetoond dat ook weersverwachtingen voor dagelijkse grootheden steeds beter worden. Idealiter zou dit een database moeten zijn die van meerdere providers gegevens bevat. Met behulp van deze gegevens zou dan bijvoorbeeld ook voor iedere provider een snelle kwaliteitscontrole, door vergelijking met andere providers, tot de mogelijkheden behoren. Door ook directe modeluitvoer in zo’n database op te nemen wordt tevens de lokale bijdrage meetbaar. Dankwoord In 2008 heeft de toenmalige hoofddirecteur van het KNMI mij toestemming gegeven om de verificatiedata van het KNMI in de historische dataset voor dit soort studies te gebruiken, waarvoor mijn dank. Verder gaat mijn dank uit naar Kees Kok voor zijn constructieve commentaar op eerdere versies van dit verhaal. Literatuur
Bruin H. de, G. Komen, P. Siebesma, B. van den Hurk en J. Barkmeijer 2015: Veertig jaar ECMWF. Zenit, Oktober 2015, bladzijde 12. Daan H. 1993: Verificatie van weersverwachtingen 1955-1993. KNMI TR-159, De Bilt, 1993.
Magische 600 Huug van den Dool (NOAA) In 1954 liep Roger Bannister als eerste mens de mijl binnen 4 minuten. Een magische grens was doorbroken. Werkelijk? Alle gevoel voor betrekkelijkheid was even zoek. Zowel de eenheid van tijd, de seconde, de minuut enzovoorts, als de eenheid van afstand (de mijl, de yard, de meter) zijn willekeurig. Zelfs het tientallig stelsel is willekeurig, zodat het uiteindelijk weliswaar ronde maar geheel willekeurige getallen zijn waar we feest om vieren. Maar dit is onweerstaanbaar, dat zie je in Rio. Dat het steeds harder gaat in de atletiek is natuurlijk wel een feit. Ook dat ik regelmatig een willekeurige eenheid van tijd (een jaar) ouder word en in 2017 een groot rond getal in het vizier heb. Ik verwacht dan bloemen van de kroonjarenfunctionarissen. Ook in de meteorologie gaat alles steeds sneller, hoger, verder, noem maar op. De druk (pak hem beet 1000 hPa aan de grond) neemt af met de hoogte. Men moet ruim 5 km omhoog gaan om de druk te zien halveren op een meegevoerd instrument, dat wil zeggen tot 500 hPa. 5.5 km noemen we in de duistere eenheden van ons vak overigens 550 (geopotentiële, ook dat nog) decameters (ook dat nog). Vroeger trokken we de 546, 552, 558 etc. contouren voor ons dagelijks brood. Onlangs (juni 2016) hoorde ik een collega roepen: “Kijk nou eens, 500 hPa hoger dan 600 decameter na het weekend, dat heb ik nog nooit gezien.” Ik hou normaliter mijn hart al vast als ik een contour van 594 decameter in mijn buurt op de voorspelkaart zie verschijnen, want 588 is aan de oostkust in de VS al ongemeen zweten. Contour 594 zie je ‘s zomers regelmatig ergens op het noordelijk halfrond, meestal boven de ons omringende oceanen, maar soms ook boven land, de Verenigde Staten met name, niet Mexico en Canada. De media beginnen dan over een “heat-dome” te schrijven, een onzichtbare halve bol bovenop het continent, waarbinnen de lucht langzaam daalt (verklaar dat maar eens voor een bovenlucht hoog). 600 is zoiets als “tot de dood er op volgt.” Het kan zijn dat het model de plank mis slaat, gelukkig maar. En misschien zou een handanalist van vroeger meteen zeggen: “Hoho, dat komt echt wel eens voor, maak niet zo’n drukte.” Maar die huidige collega had een 600 nog nooit gezien. Ik heb het eenmaal eerder gezien, moet ik bekennen, toen een nu gepensioneerde collega de 600 had waargenomen en deze bevinding op sensationele toon met iedereen wilde delen. 600 is natuurlijk een totaal willekeurig getal, net als de mijl in 4 minuten. Vragen over het klimaat die onmiddellijk opborrelen (komt dit nu vaker voor?) stel ik enkele alinea’s uit. Vandaag de dag grijp je dan al gauw naar heranalyse data op een computer. Toevallig heb ik de CFSR 1999-2016, 1 x 1 graden, vier maal daags, klaarliggen voor een snelle bewerking; een kind kan de was doen. En wat blijkt: 600 decameter komt wereldwijd echt wel voor, maar zo weinig dat het de lezer vergeven zij het niet eerder gezien te hebben. Op 97.5% van de roosterpunten is zoiets in de laatste ruim 17 jaar nooit voorgekomen. Zelfs op het roosterpunt waar we 600 decameter het vaakst halen is de frequentie nog erg laag: 1.7 promille, 43 keer van de 24836 tijdstippen gedurende deze 17.5 jaren. Dat roosterpunt ligt in het noordwesten van Algerije, het Atlasgebergte, op 32° N en 2° W en dat zegt meteen al wat. Z500 > 600, zoals we dit wapenfeit verder cryptisch noemen, komt voornamelijk voor in de brede subtropen van het noor22
delijk halfrond gedurende onze zomer, voornamelijk juli en augustus. Uiteraard heb je of een zeer warme atmosfeer nodig en/of een zo hoog mogelijke druk aan de grond. (We moeten hier meteen een compromis sluiten want enigszins gelokaliseerde grote warmte nabij het aardoppervlak nodigt vooral boven land een thermisch laag uit, vandaar dat zeer hoog gelegen 500 hPa vlakken vrijwel niet voorkomen.) De subtropen vertonen door de bank genomen een hoge druk aan de grond, en het noordelijk halfrond (meer land) is warmer dan het zuidelijk halfrond in hun respectievelijke zomer. Vandaar. Toch komt Z500 > 600 ook op het zuidelijk halfrond wel eens voor, maar dat is echt hoogst uitzonderlijk. Het Algerijnse punt is echter ook een beetje misleidend, want Z500 > 600 komt veel vaker boven de oceaan voor dan boven land. Als 600 al uitzonderlijk hoog is wat is dan de hoogste waarde ooit geanalyseerd? Die blijkt net iets boven 606 te zijn, op twee roosterpunten in de Stille Oceaan nabij 45° N en 200° W op 29 juli 2006. We kunnen de inkt voor de 606 contour nog even droog houden. Kwam de verwachting in juni 2016 uit? YES, zij het met hangen en wurgen. Op 20 juni 18Z was er een klein gebiedje boven de 600 in Utah en Nevada (ook op 19 juni 18Z, en tot en met 21 juni 6Z). Geen groot gebied, en ook niet de dagenlange persistentie waar we mee werden bedreigd door modellen. Opmerkelijk hieraan is ook het 18Z tijdstip, lokaal overdag, iets voor het middaguur. Door de bank genomen is de dagelijkse gang op 500 hPa gering, maar dit soort situaties zijn de uitzondering die de regel bevestigen, deels omdat vanwege orografie (druk aan de grond makkelijk al 850 hPa) 500 hPa niet zo heel hoog boven het aardoppervlak is. Bovendien is de menglaag die de dagelijkse gang naar boven communiceert in deze situatie enorm hoog. Het tijdstip van Z500 > 600 wordt verder naar de late ochtend getrokken door de barotrope atmosferische getijden die rond 10 uur lokale zonnetijd tijd pieken. En het klimaat, waar tegenwoordig in discussies vaak klimaatsverandering mee wordt bedoeld? Je zou denken dat opwarming van de atmosfeer, en trouwens ook de extra bevochtiging, de atmosfeer als het ware oppompt, net als een fietsband, waardoor 500 hPa hoger komt te liggen. (De druk aan de grond neemt ook iets toe, zie het bloedstollend artikel in Meteorologica van van den Dool en de Bruin, september 2013, p. 22; dit is alvast een halve decameter, gratis.) Een graad verhoging van de temperatuur in de troposfeer voegt nog eens 2 decameter toe aan de 1000 – 500 dikte. Nu grijpen we naar een wat langere heranalyse reeks, 1968 - heden, alleen 0Z voorhanden. In de periode 1968 – 2000 kwam Z500 > 600 zo’n 20 keer per jaar voor, overigens zonder een duidelijke trend. 20 keer op 3.8 miljoen events (tijdniveaus maal roosterpunten) per jaar. Na het jaar 2000 vrij plotseling vijf keer zoveel, maar voornamelijk in 2001 (ruim koploper), 2006, 2009 en 2010, daarna weer veel minder. Hadden we de dataset van 1968 – 1998 er niet bijgehaald, en slechts 1999 – heden gebruikt dan zou het lijken alsof Z500 > 600 iets is afgenomen qua frequentie. Recentelijk, op 6 augustus jongstleden, heeft zich nog een Z500 > 600 geval voorgedaan nabij de noordwestelijke punt van het Iberisch schiereiland. Hoe dan ook, het is altijd oppassen met conclusies, vooral diegene die gebaseerd zijn op trends over een korte periode.
Symposium celebrating the 25th anniversary of the NVBM
9:00: Walk in 9:30: Welcome by NVBM chairman Albert Klein Tank 9:35: Robert Mureau: The NVBM and the role of the forecaster: what's new? 10:05: Session: Future Needs from Stakeholders Erik Holtslag (Ecofys):
Wind and meteo: common energy
Boudewijn Hulsman (JMG):
Future Met support for NL defense
Marco Bobeldijk (Allianz Benelux):
Managing the effect of increasing natural catastrophic events: an insurance perspective
Jeroen van Leuken (RIVM):
Meteorology and infectious diseases: a risk for public health
11:15: Coffee and tea break 11:30: NVBM awards ceremony 12:15: Lunch buffet, business market and “Stranger Blues” 14:00: Session: Current and Future Developments in Meteorology Lee Chapman (University Birmingham)
Urban meteorological networks: An exemplar of the future of high density weather data?
Wilco Hazeleger (NL eScienceCenter):
We want more: next generation high resolution weather and climate forecasts
Arnold Moene (Wageningen University):
Educating future meteorologists: on disciplinary didactics and interdisciplinary skills
Gerard van der Steenhoven (KNMI):
Developments in meteorology from the national weather service perspective
Mark Higgins (EUMETSAT):
EUMETSAT’s support to operational weather services Europe today and tomorrow
15:40: Coffee and tea break 16:00: Open floor debate 17:00: Summary by chairperson 17:15: Party with food and the AJO salon orchestra 20:00: Closure Venue: Oude Magazijn Amersfoort Soesterweg 310, 3812 BH Amersfoort Date and time: Friday 25 November 2016, 9:00-20:00 h Free for NVBM members and students, Non-members 50 euro Registration before 15 November 2016 via www.nvbm.nl Meteorologica 3 - 2016
De oude pagode en een kortebroekenheld Henk de Bruin Het eerste deel van deze rubriek is een column waarvoor de auteur verantwoordelijk is. Deel twee betreft een (micro)meteorologisch onderwerp. Dit keer mijmer ik over de zin van een werkzaam leven. Aanleiding is de homogenisering van de waarnemingen van de maximumtemperatuur (Tx) te de Bilt in de periode 1901-1951 (Brandsma, 2016). Op de KNMI-website vond ik de waarden dTx waarmee de gemeten Tx werden verminderd (zie Figuur 1). Het blijkt dat in de maanden waarin hittegolven voorkomen de gemeten Tx > 30 oC verlaagd is met 1.7 graad in juli en 1.9 graad in augustus. Tot zover de feiten. Deze MMM gaat over de emoties die deze ingreep bij mij opriepen. Ik moest denken aan al die hardwerkende medewerkers uit het begin van de vorige eeuw die punctueel en professioneel de maximum thermometer aflazen, plichtsgetrouw de waarden noteerden in tienden van een graad en vervolgens de thermometer resetten. Ik moest ook denken aan de, door de kroon benoemde, hoofddirecteuren onder wiens verantwoordelijkheid deze Tx-waarden werden gepubliceerd: Snellen (1890 – 1902), Wind (1902 – 1905), van Everdingen (1905 – 1938), Cannegieter (1938 – 1945), en Vening Meinesz (1945 – 1951) en Warners (1951 – 1965). Deze gezagsdragers stonden garant voor de meetnauwkeurigheid van een tiende graad! En nu worden per 1 juni 2016 al hun cijfers ‘gehomogeniseerd’ met correcties oplopend tot bijna 2 graden. Het gezag van deze hoofddirecteuren wordt zo behoorlijk ondermijnd. Maar wat moet, dat moet. Windgegevens op de oude toren, gepubliceerd onder hun verantwoordelijkheid, zijn ook aangepast, want de toren verstoorde het windveld en dat werd later ingezien: een voorbeeld van vooruitgang. Toen besefte ik ineens dat ooit mijn werk ook zal worden “gehomogeniseerd”, en zo sloeg bij mij de godin Melancholia toe: een diep gevoel van droefgeestigheid overviel mij. Heeft het leven als onderzoeker wel zin? Door schade en schande wijs geworden bestrijd ik tegenwoordig Melancholia met het schrijven van fado’s, want fadomelancholie vrolijkt een mens op. Ik begon met het refrein (zie Figuur 2). Dat hielp. Maar Melancholia geeft niet gauw op en ik moest denken aan onderzoekers wiens werk nooit werd gedigitaliseerd, en die nu dus niet in de cloud zitten. Een voorbeeld is een publicatie van KNMI-onderzoekers Kramer, Post en Woudenberg (1954) en juist deze betreft onder andere een vergelijking tussen de pagode- en de Stevensonhut. Deze studie zit (nog) niet in de cloud en anno 2016 weet daarom niemand meer dat Kramer et al. (1954) geen noemenswaardige verschillen tussen de pagode en de Stevensonhut vonden. Dus oud-collega’s Kramer, Post en Woudenberg hebben hun werk volkomen voor niets gedaan. Nu sloeg Melancholia genadeloos toe, wat mij dwong tot het voltooien van mijn fado. Door deze fado-loutering kreeg Minerva, de godin van de rede, weer wat ruimte in mijn denken. Immers, als de bevindingen van Kramer et al. (1954) kloppen, dan is de pagode als thermometerhut niet de bron voor meetfouten! De foutenbron moet dan aan iets anders worden toegeschreven. Is dat de verplaatsing naar het meer open achterterrein? Bij zonnig en windstil weer is Tx boven het open terrein echter waarschijn24
Figuur 1. Correctiewaarde dTx als functie van de gemeten Tx.
lijk hoger door hogere instraling door de zon. Even bekroop bij mij toen het onaangename gevoel dat tot harmonisatie is besloten omdat de oude pagodecijfers geen opwaartse trend geven in het aantal hittegolven (Mureau et al., 2013), terwijl het KNMI wel code oranje voor het klimaat uitgaf. Dat is natuurlijk onzin en door het zingen van mijn fado (mijn vrouw lijdt wat af) raakte ik ook dit nare gevoel kwijt. Door Minerva viel mij in dat ik vroeger (de Bruin, 1983) gekeken heb naar de Tx in de vochtige Tropen en dat ik in die tijd bestudeerde hoe luchttemperatuur wordt bepaald door grenslaagprocessen in interactie met de energiebalans aan het oppervlak. Dit leidde tot argumenten waarom Tx bij voldoende vocht in de bodem een vrij scherpe bovengrens blijkt te hebben, vooral omdat verdamping de beschikbare energie gebruikt bij circa 30 °C. Dit zou kunnen verklaren waarom Tx niet zal toenemen door het versterkt broeikaseffect. In het Kader ga ik hier nader op in. Natuurlijk ga ik er vanuit dat het KNMI Tx homogeniseerde na doorwrocht onderzoek. Immers, een gerenommeerd instituut verandert niet zomaar van de ene op de andere dag weernemingen die destijds formeel door eigen gezagsdragers zijn vastgesteld. Dit ondermijnt het eigen gezag, want wie zegt het grote publiek dat er momenteel wel goed wordt waargenomen en dat er later niet opnieuw moet worden geharmoniseerd? Verder zijn er juridische gevolgen. Verzekeringsmaatschappijen die schades (botulisme, bederf van etenswaren) hebben uitgekeerd op grond van KNMI-hittegolfcijfers kunnen wellicht claims indienen. Nee, zo’n harmonisatie moet wel 100% doordacht zijn ingevoerd. Ook ten aanzien van het eigen personeel, daar KNMI-directies kledingvoorschriften hanteren inzake het dragen van een korte broek op de werkvloer. Nu
korte broek te dragen. Hier wist ik natuurlijk niets van af, en zo kon het gebeuren dat ik tijdens de borrel bejubeld werd als kortebroekenheld.
korte broek te dragen. Hier wist ik natuurlijk niets van af, en zo kon het gebeuren dat ik tijdens de borrel bejubeld werd als Dankwoord kortebroekenheld.
Met dank aan Wouter Jansen (KNMI-bibliotheek) is Med. & Verh. nr. 60 van Kramer et al. (1954) inmiddels digitaal Dankwoord beschikbaar de KNMI-bibliotheek website. is Med. Met dank aan op Wouter Jansen (KNMI-bibliotheek) & Verh. nr. 60 van Kramer et al. (1954) inmiddels digitaal Referenties beschikbaar op de KNMI-bibliotheek website.
De Bruin, H.A.R., 1983: Evapotranspiration in humid tropical regions. IAHS Publ.140, 299-311.
DeBrandsma, Bruin, H.A.R., 1983:Homogenisatie Evapotranspiration humid tropical regions. IAHS Publ.140, T., 2016: vanindagelijkse temperaturen van de KNMI hoofd299-311. stations. Meteorologica, 25(3), 26-29. Brandsma, T., 2016: Homogenisatie van dagelijkse temperaturen van de KNMI hoofdKramer, C., J.J. Post en J.P.M. Woudenberg, 1954: Nauwkeurigheid en betrouwbaarheid stations. Meteorologica, 25(3), 26-29.
van temperatuur- en vochtigheidsbepalingen in buitenlucht met behulp van kwikthermometers KNMI, Med & Verh. nr 60.
Figuur 2. Refrein Fado “Oh Oude Pagode”. Figuur 2. Refrein Fado “Oh voor Oude Pagode”. het aantal hittegolven 1950 drastisch is afgenomen is, achteraf bezien, het personeel waarschijnlijk geregeld illegaal het aantal hittegolven voor 1950 drastisch is afgenomen is, in korte broek op het werk verschenen. In dit verband nog achteraf bezien, het personeel waarschijnlijk geregeld illegaal even een anekdote: in 2013 bezocht ik tijdens warm weer in in korte broek op het werk verschenen. In dit verband nog korte een KNMI-colloquium. hitte hadinde evenbroek een anekdote: in 2013 bezocht Ondanks ik tijdens de warm weer KNMI-directie het personeel verboden tijdens diensttijd een korte broek een KNMI-colloquium. Ondanks de hitte had de
KNMI-directie het personeel verboden tijdens diensttijd een
Kramer, C., J.J. Post en J.P.M. Woudenberg, 1954: Nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van temperatuur- en vochtigheidsbepalingen in buitenlucht met behulp van kwiktherLenderink,KNMI, G. en Med J. Loriaux, mometers & Verh.2016: nr 60.Zwaardere plensbuien verwacht, Ned. Tijds. v.
Natuurkunde, 82 nr.5, 131-137.
Lenderink, G. en J. Loriaux, 2016: Zwaardere plensbuien verwacht, Ned. Tijds. v. Mureau, R., W. den Berg, W. Hazeleger, en E. Min, 2013: Vaker hoge maxima? MeteoNatuurkunde, 82van nr.5, 131-137.
rologica, 22(3), 26-29.
Mureau, R., W. van den Berg, W. Hazeleger, en E. Min, 2013: Vaker hoge maxima? MeteoPriestley,22(3), C.H.B., 1966: The limitation of temperature by evaporation in hot climates. rologica, 26-29.
Agric. Met., 3, 241-246. Priestley, C.H.B., 1966: The limitation of temperature by evaporation in hot climates. Agric. Met.,C.H.B. 3, 241-246. Priestley, & Taylor, R.J., 1972: On the assessment of surface heat flux and evapo-
ration using large-scale parameters. Mon. Weath. Rev., 100, 21-92.
Priestley, C.H.B. & Taylor, R.J., 1972: On the assessment of surface heat flux and evaporation using large-scale parameters. Mon. Weath. Rev., 100, 21-92.
land en de bovenliggende grenslaag, de maximumtemperatuur enkele uren na degrenslaag, hoogste zonnestand optreedt wanland en de bovenliggende de maximumtempeneer de dikte van de atmosferische grenslaag vanwege het versterkt broeikaseffect? ratuur enkele uren na de hoogste zonnestand optreedt maximaal wanOm deze vraag te beantwoorden verwijs ik naar Priestley is. Dit verklaart de temperatuurstijging per uur in neer de dikte van waarom de atmosferische grenslaag maximaal Om deze te beantwoorden verwijs ik naar Priestley is.de Ditochtend verklaartgroter waarom de temperatuurstijging uur van in Tx (1966) die vraag erop wees dat de maximumtemperaturen gemeis dan in de middag. Tenper tijde (1966) die eropboven wees dat de maximumtemperaturen gemedeheeft ochtend groter is dan in grenslaag de middag.simpelweg Ten tijde van ten op stations vochtige grond een tamelijk scherpe de goed-gemengde eenTx grotere mt de maximumtemperatuur toe vanwege broeikaseffect? 0 ten op stations vochtige eenversterkt tamelijk heeft de goed-gemengde een grotere bovengrens vanboven ongeveer 33grond warmtecapaciteit dan grenslaag gemiddeldsimpelweg over de dag. C het laten zien. scherpe Hij ver0 g te beantwoorden verwijs ik naar Priestley (1966) die de bovengrens van deongeveer 33 C aan latenhetzien. Hij erop ver- wees dat warmtecapaciteit dan gemiddeld over de dag.geen hard bewijs Bovenstaande beschouwingen vormen klaarde dit door energiebalans aardoppervlak dit door de name energiebalans aan het aardoppervlak Bovenstaande beschouwingen vormen geen hard bewijs eraturen gemeten op stations boven grond een wordt tamelijk scherpe en gelden alleen als er bodemvocht beschikbaar is voor teklaarde beschouwen, met hoevochtige beschikbare energie 0 te beschouwen, met name hoe beschikbare energie wordt en gelden alleen als er bodemvocht beschikbaar is voor verdamping. Droogt de grond uit dan gaan Priestley’s verdeeld over voelbare warmte (H) en energie gebruikt n ongeveer 33 C laten zien. Hij verklaarde dit door de energiebalans aan het verdeeld over voelbare als warmte (H) van en energie gebruikt verdamping. de op grond uit dandegaan Priestley’s argumentenDroogt niet meer en kunnen maximumtemperavoor verdamping functie de temperatuur. te beschouwen, met name (LE) hoe als beschikbare energie wordt verdeeldargumenten over voor verdamping (LE) functie van de temperatuur. niet meer op en kunnen de o maximumtemperaturen veel hoger worden dan 33 C. In dit verband verwijs 3) beargumenteerde dat bij voldoende mte (H) enPriestley energie(Figuur gebruikt voor verdamping als functie van Priestley (Figuur 3) beargumenteerde dat (LE) bij voldoende turendeveel hoger worden dan 33 oC. In dit verband verwijs bodemvocht de Bowenverhouding B = H/LE afneemt bij ik naar een recent KNMI-onderzoek waaruit blijkt dat bodemvocht de Bowenverhouding = H/LE afneemt bodemvocht bij ik naar Priestley (Figuur 3) beargumenteerde dat Bbij voldoende de een recent KNMI-onderzoek waaruit blijkt dat door het opwarmende klimaat de kans op heftige buien in toenemende temperatuur. De thermodynamische relatie toenemende temperatuur. De thermodynamische relatie door het opwarmende klimaat de kans op heftige buien in ing B = H/LE afneemt bij toenemende temperatuur. De thermodynamische van Clausius-Claperyon tussen de maximale dampdruk Nederland toeneemt. Dit wordt theoretisch ook verklaard van Clausius-Claperyon tussen de maximale dampdruk Nederland toeneemt. Dit wordt theoretisch ook verklaard usius-Claperyon tussen dee (T) maximale dampdruk van waterdamp enmet de “Clausius-Clapeyron” en het ervaringsfeit dat de van waterdamp en de temperatuur speelt hierbij een van waterdamp ess(T) en de temperatuur speelt hierbij een met “Clausius-Clapeyron” en het ervaringsfeit dat de eelt hierbijrol. een rol. Enkele jaren later analyseerden Priestley en Taylor (1972) relatieve vochtigheid ondanks globale warming constant Priestley enenTaylor Taylor rol.Enkele Enkele jaren jaren later later analyseerden analyseerden Priestley relatieve vochtigheid ondanks globale warming constant blijkt te zijn gebleven. Een constante relatieve vochtig(1972) verdampingscijfers en ontdekten dat deze redelijk fers en ontdekten dat deze redelijk nauwkeurig kunnen worden beschreven (1972) verdampingscijfers en ontdekten dat deze redelijk blijkt te zijn gebleven. Een constante relatieve vochtigheid bij hogere temperaturen betekent een toename van de nauwkeurig kunnen worden beschreven met de zogeheten nauwkeurig kunnen worden beschreven met de zogeheten heid bij hogere temperaturen betekent een toename van de en Priestley-Taylor formule: waterdampconcentratie en dat kan alleen door verdamping Priestley-Taylor formule: Priestley-Taylor formule: waterdampconcentratie en dat kan alleen door verdamping veroorzaakt worden. Deze studie ondersteunt derhalve veroorzaakt worden. Deze studie ondersteunt derhalve de de theorie van Priestley. theorie van Priestley. KADER – Neemt de maximumtemperatuur toe vanwege versterkt broeikaseffect? KADER –het Neemt de maximumtemperatuur toe
waarinCCeen een constante constante is, s = de (T)/dT bij bijeen eengegeven gegeven waarin dess(T)/dT bij een gegeven luchttemperatuur, de constanteluchttemperatuur, is, luchttemperatuur, de psychrometerconstante psychrometerconstante (ongeveer γγ de (ongeveer 0.65hPa/K) hPa/K) en de beschikbare beschikbare energie. vonden onstante (ongeveer 0.65en hPa/K) en A de beschikbare Zij vonden voor 0.65 AAde energie.Zij Zijenergie. vondenvoor voor eenwaarde waarde van ongeveer 1.25. AA== HH++LE, kan CCeen van 1.25. Omdat LE,een kanrelatie tussen an ongeveer 1.25. Omdat A ongeveer = H + LE, kanOmdat uit deze formule uitdeze dezeformule formuleeen een relatie relatie tussen tussen BB en luchttemperatuur TT uit en luchttemperatuur eratuur T worden afgeleid. Het blijkt dat voor C = 1.23 B nul wordt bij 33 oC. worden afgeleid. Het blijkt dat voor C = 1.23 B nul wordt worden afgeleid. Het blijkt dat voor C = 1.23wordt B nul door wordttoename van t indien door het oversterkt broeikaseffect vergroot Ditbetekent betekent dat indien indien Adoor dat door het hetversterkt versterktbroeibroeibijbij3333oC.C.Dit o in de atmosfeer, C door dezetoename extra energie in hoofdzaak wordt kaseffectrondom A vergroot30wordt van broeikasgaskaseffect A vergroot wordt door toename van broeikasgaso sen in de atmosfeer, rondom 30 opwarming C deze extravan energie in extra verdamping niet voorrondom verdere de lucht sen in deen atmosfeer, 30 oC deze extra energie in boven de hoofdzaak wordt gebruikt voor extra verdamping en niet mt nog bijhoofdzaak dat ten gevolge van interacties tussen land en en deniet bovenliggende wordt gebruikt voor extra verdamping voor verdere opwarming van de lucht boven de grond. maximumtemperatuur enkele uren navan de hoogste zonnestand optreedt wanneer voor verdere opwarming de lucht boven de grond. Daar komt nog bij dat ten gevolge van interacties tussen Figuur 3. Charles Henry Brian Priestley (1915 - 1998). Daar komt nog bij dat ten gevolge van tussenwaaromFiguur de atmosferische grenslaag maximaal is. interacties Dit verklaart de 3. Charles Henry Brian Priestley (1915 - 1998). ging per uur in de ochtend groter is dan in de middag. Ten tijde van Tx heeft Meteorologica 3 - 2016 gde grenslaag simpelweg een grotere warmtecapaciteit dan gemiddeld over de
In Memoriam Gerard van der Vliet In Memoriam Gerard van der Vliet
Aarnout van Delden , namens de redactie Meteorologica Aarnout van Delden, namensvan de redactie van Meteorologica
geen uitgesproken rol als redactielid, behalve dan die van “de rustige en wijze man.” Ik kan mij herinneren dat er in de eerste jaren van het bestaan van Meteorologica een richtingenstrijd gaande was tussen de veelal nog jonge redactieleden die van Meteorologica een weerblad voor het grote publiek wilden maken, zoals nu “Het Weer Magazine”, en andere redactieleden, die Meteorologica meer zagen als een blad voor de beroepsgroep van operationeel meteorologen en atmosfeer- en Gerard heb ik vanaf het begin van de jaren klimaatonderzoekers. Op zijn karakteristieke 1980 in diverse functies meegemaakt. Toen manier, waarbij hij een natuurlijk overwicht ik meteorologie en fysische oceanografie studeerde aan de Universiteit Utrecht was Gerard van der Vliet op 9 maart 2015 uitstraalde, maakte Gerard duidelijk dat hij tegen het idee van een blad voor het grote publiek was. Aldus Gerard voor mij de vriendelijke man die de indruk wekte Op 17 juni 2016 is Johan Gerhard (Gerard) van der Vliet op 81-jarige leeftijd overleden. geschiedde. Daarmee heeft Gerard mede de inhoud, vorm en de “baas” te zijn van de meetmast van Cabauw. Niet dat Gerard werkte vanaf zijn negentiende levensjaar tot zijn pensioen in 1998, met een Gerard arrogant was, integendeel. Hij straaldekorte eerder een de huidige koers van Meteorologica bepaald. onderbreking in 1957, bij het KNMI. Gerard klom snel op in de hiërarchie en warme, vaderlijke autoriteit uit. Gerard regelde excursies naar profileerde zich vanaf de jaren 1970 nadrukkelijk bij de organisatie en de kwaliteitszorg Cabauw, leidde de studenten rond op het meetveld enmeetprogramma ging Wij zijn Gerard zeer dankbaar voor zijn inspanningen voor de van het te Cabauw. NVBM en Meteorologica en wensen zijn naasten veel sterkte met ze mee in de kleine lift naar de top van de ruim 200 m Gerard heb ik vanafbij hethet begin van de jaren 1980 in diverse functies meegemaakt. Toen verlies. hoge mast. Op 17 juni 2016 is Johan Gerhard (Gerard) van der Vliet op 81-jarige leeftijd overleden. Gerard werkte vanaf zijn negentiende levensjaar tot zijn pensioen in 1998, met een korte onderbreking in 1957, bij het KNMI. Gerard klom snel op in de hiërarchie en profileerde zich vanaf de jaren 1970 nadrukkelijk bij de organisatie en de kwaliteitszorg van het meetprogramma te Cabauw.
ik meteorologie en fysische oceanografie studeerde aan de Universiteit Utrecht was Gerard voor vriendelijke die Gerard de indrukvan wekte “baas”wordt te zijn van de loopbaanman van derdeVliet beschreVanaf het begin van de jaren 1990 tot 2006 was Gerard lid vanmij deDe meetmast van Cabauw. Niet dat Gerard arrogant was, integendeel. Hij straalde eerder ven op http://www.grknmi.nl/verhalen/showverhaal. redactie van Meteorologica. Gerard was tevens penningmeeseen warme, vaderlijke autoriteit uit. Gerard regelde excursies naar Cabauw, leidde de ter en beheerder van de adressen van abonnees.studenten Hij speelde rond op php?artikelid=246 het meetveld en ging met ze mee in de kleine lift naar de top van de ruim 200 m hoge mast.
Vanaf het begin van de jaren 1990 tot 2006 was Gerard lid van redactie van Meteorologica. Gerard was tevens penningmeester en beheerder van de adressen van abonnees. Hij speelde geen uitgesproken rol als redactielid, behalve dan die van “de rustige en wijze man.” Ik kan mij herinneren dat er in de eerste jaren van het bestaan van Meteorologica een richtingenstrijd gaande was tussen de veelal nog jonge redactieleden die van Meteorologica een weerblad voor het grote publiek wilden maken, zoals nu “Het Weer Magazine”, en andere redactieleden, die Meteorologica meer zagen als een blad voor de beroepsgroep van operationeel meteorologen en atmosfeer- en klimaatonderzoekers. Op zijn karakteristieke manier, waarbij hij een natuurlijk overwicht uitstraalde, maakte Gerard duidelijk dat hij tegen het idee van een blad voor The geschiedde. Harry Otten Prize isheeft a prize of 25000 het grote publiek was. Aldus Daarmee Gerard mede deEuro inhoud, vorm will be awarded en de huidige koers van that Meteorologica bepaald. every two years for the best innovative idea in Meteorology. Wij zijn Gerard zeer dankbaar voor zijn inspanningen voor de NVBM en Meteorologica The prize encourages individuals and small en wensen zijn naasten veel sterkte bij het verlies. groups (maximum of 3 individuals) to propose new ideas of how meteorology in a practical De loopbaan van Gerard van der Vliet wordt beschreven op way can further move society forward. http://www.grknmi.nl/verhalen/showverhaal.php?artikelid=246 The prize will be awarded during the meeting of the European Meteorological Society (EMS) in Dublin 5 September 2017. Ideas for the prize may be submitted from 15 September 2016 until the closing date of 10 March 2017. The endowment created by Harry Otten, which allows awarding the prize, is governed by an independent board. The members of the board also form the prize jury.
Werken bij het KNMI: the best place to be voor onderzoekers! Het weer is grillig, de bodem beweegt en het klimaat verandert. Voor onze veiligheid en welvaart moeten we weten welke risico’s en kansen dit oplevert. En: hoe we ons het beste kunnen voorbereiden. Die kennis heeft het Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut (KNMI) in huis als het nationale kennis- en datacentrum voor weer, klimaat, oceanografie en seismologie. Betrouwbaar, onafhankelijk en gericht op wat Nederland nodig heeft. Voor een veilig Nederland dat voorbereid is op de invloed van weer, klimaat en aardbevingen.
Uniek onderzoek bij het KNMI
In de R&D vakgroepen van het KNMI wordt gewerkt aan verbetering van het waarneemsysteem en van de modellen. Unieke expertise ligt op het gebied van satellietmetingen van de atmosferische samenstelling. Het KNMI heeft de wetenschappelijke leiding over het TROPOMI satellietinstrument dat in het najaar van 2016 zal worden gelanceerd. TROPOMI is de opvolger van OMI, en zal de mondiale luchtkwaliteit in kaart brengen. Ook wordt gewerkt aan innovatieve metingen met kleine sensoren op de grond. Op het gebied van modellering wordt gewerkt aan het HARMONIE hoge-resolutie model.
Voor onze R&D vakgroepen zoeken we regelmatig onderzoekers, zowel OIO’s als post-doc’s, die een bijdrage willen leveren aan ons internationaal hoog gewaardeerde onderzoek. Kijk voor onze actuele vacatures op www.werkenvoornederland.nl/knmi.
Na elke gebeurtenis maken we de balans op. We plaatsen incidenten in een bredere context. We willen ervan leren en nieuwe kennis opdoen. Zodat we risico’s preciezer kunnen bepalen en onze kwaliteit als kennisinstituut kunnen waarborgen. Uniek aan het KNMI is de koppeling tussen operationeel en wetenschap. Praktijkervaringen kunnen meteen wetenschappelijk onderzocht worden. Kennis kan direct ingezet worden ten behoeve van de operationele diensten van het KNMI.
Meteorologica 2 - 2016 Meteorologica 3 - 2016
Het Instituut voor Marien en Atmosferisch onderzoek Utrecht (IMAU) bestaat 50 jaar Melchior van Wessem (IMAU) Uiteraard is er elke vijf jaar een IMAU-lustrum, maar dit jaar op 23 juni 2016 was er een wel heel speciaal lustrum: het 50-jarig jubileum, en het officieuze afscheid van twee (voormalig en huidig) directeuren Hans Oerlemans en Will de Ruijter. Op de locatie van het prachtige Fort Voordorp in Groenekan werd het 50-jarig bestaan gevierd. Bijna tweehonderd huidige- en ex-IMAU medewerkers en studenten waren aanwezig op de dag dat, zo bleek later, Groot Brittannië stemde om de EU te verlaten. De broeierige dag, vol onweer, regen en tropische temperaturen (dus perfect voor een lustrum van een klimaat/meteorologisch instituut) werd vormgegeven door drie gastsprekers, ingeleid door onze eigen weerman Peter Kuipers Munneke (Figuur 1). Jos Lelieveld, oud IMAU hoogleraar en tegenwoordig directeur van het Max Planck Instituut in Mainz, beet het spits af met een reis door de jaren heen betreffende IMAU-onderzoek. Boeiend was het betoog hoe klimaatonderzoek kan worden gebruikt om epidemieën te bestrijden en hoe milieuvervuiling de levensverwachting doet afnemen. Daarna was het de eer aan een hele speciale gastspreker: Fred Jansen van ESA, missieleider van de spectaculaire Rosetta-landing (Figuur 2). De missie waarbij het gelukt is een voertuig op een afstand van 30 lichtminuten te laten landen op een komeet van slechts 3 km doorsnede. Hoewel Jansen aangaf nog nooit van het IMAU gehoord te hebben, was zijn presentatie een enthousiasmerend voorbeeld van een onderwerp dat perfect aansluit bij het IMAU-onderzoek: baanbrekend, vakoverstijgend en boeiend; een uiteenzetting van de fantastische dingen waartoe de mens in staat is. Een krap uur lang zat het publiek op het puntje van zijn stoel.
(Figuur 3). Na het duo succesvolle hoogleraren komisch ingeleid te hebben, werden in een interactief interview de carrières van beide heren samengevat. Wat bleek: Hans en Will zijn allebei nog heel wat van plan. Van het redden van gletsjers met duurzame sneeuwkanonnen tot het bundelen van verschillende vakgebieden in India, aan ambitie geen gebrek. Gelukkig gaan ze dan ook nog niet echt weg en blijven ze nog een tijdje plakken. De tijd zal het leren of ze het volgende lustrum als ex- of huidig IMAU-ers zullen meemaken!
De laatste centrale activiteit tot het buffetdiner was het ‘afscheid’ van Hans en Will, die beiden dit jaar 65 zijn geworden. Dit werd ingekleurd door een interview door cabaretier en oud wiskunde-student (hier in Utrecht) Jan Beuving
Tussen dit veelzijdige wetenschappelijke programma door was er ook tijd voor het ophalen van bijna vervlogen herinneringen en het beluisteren van het vele muzikale talent dat het IMAU rijk is. Collega’s Thomas Roeckmann, Maarten Krol en Sander Houweling speelden een prachtige muzikale ode aan Will en Hans (Figuur 4), en onder leiding van Claudia Wieners deed het IMAU koor uit de doeken hoe het IMAU vooral dankzij de roemruchte koffiepauzes de 50 jaar heeft weten te halen. Een dwarsdoorsnede van IMAU-onderzoek was door middel van kleurrijke posters geëtaleerd in de gang. Het was, kortom, een geslaagde, enthousiaste en historische dag voor het IMAU. Het IMAU kan, 50 jaar nadat het IMAU (destijds IMOU) door Wouter Bleeker, Franz Schmidt en Pier Groen is opgericht, en 25 jaar nadat de naam van IMOU in IMAU veranderde, trots zijn op zijn prestaties en de groei die het heeft doorgemaakt. Op naar de volgende 50 jaar!
Figuur 1. Weerman en IMAU-onderzoeker Peter Kuipers Munneke.
Figuur 2. Fred Jansen (ESA) verhaalt over de landing van het ruimtevartuig Rosetta op een komeet.
Figuur 3. Jan Beuving interviewt Will de Ruijter en Hans Oerlemans.
Figuur 4. Sander Houweling, Thomas Roeckman en Maarten Krol in hun muzikale bijdrage. Meteorologica 3 - 2016
Leo Kroon Ongeveer 120 studenten natuurkunde waren het die destijds de “Blauwe Zaal” bevolkten in het Transitorium op de toen nog vrij lege Utrechtse Uithof. Allemaal in afwachting van het eerste college. Geen idee wat ons te wachten stond. De feesten en impressies van de introductietijd waren nog maar nauwelijks verwerkt. Van huis weg, op kamers en zelfstandig, veel nieuwe vrienden en kennissen: een turbulente tijd. En dan ineens de collegebanken. Een klein mannetje stapte parmantig de Blauwe Zaal binnen en nam het woord. Professor Nauta stak van wal over de klassieke mechanica. En passant werd ons verteld dat alle middelbare-school natuurkunde in dit tempo er in drie maanden doorheen gejast zou zijn. En, oh ja: “kijkt u even links en rechts van u: van u drieën is er bij het kandidaats nog maar eentje over….” (bleek achteraf waar te zijn). Nou, meer motivatie hadden we blijkbaar niet nodig. In rap tempo werden de zes grote schoolborden met een krijtje volgeschreven, en voordat het uur voorbij was nog wel een of twee keer. Dictaten bestonden niet en je moest maar zien dat je het met overpennen bijhield en tegelijkertijd proberen te begrijpen waar het over ging. Het tweede uur, na een kwartiertje pauze, was al niet veel beter. Afleidingen, dààr ging het om: combineren, integreren, differentiëren om tot een eindresultaat te komen. In het derde en vierde uur volgde infinitesimaalrekening. Ik wist niet eens wat dat woord betekende, maar het bleek wiskunde in een bijzonder gecondenseerde vorm te zijn. Al die wis- en natuurkunde, en het was pas de eerste ochtend van dag één. De meteorologen in spé die het vak vooral zo leuk vonden omdat ze thuis elke dag braaf de maximum- en minimumtemperatuur in een schriftje noteerden staarden na die eerste vier uur in de lunchpauze wezenloos om zich heen. Wat had dit allemaal met de atmosfeer te maken? Structuur der materie, ofwel atoomfysica, lineaire algebra, we kregen het allemaal over ons heen. Alleen een schamel ochtendje in de week geofysica: seismologie, oceanografie en, jawel, meteorologie. De échte meteo zou pas na het kandidaats opdoemen, dus de eerste twee jaar bestond vrijwel uitsluitend uit wis- en natuurkunde. Geen wonder dat veel studenten het na een tijdje voor gezien hielden. Na het kandidaats kreeg je bij geofysica vakken als fysische meteorologie en dynamische meteorologie. Dat laatste vak werd gegeven door prof. Cor Schuurmans. Hij gebruikte het boek van James Holton (toen nog de eerste editie). Cor deed tijdens het college alle afleidingen voor die in het boek ontbraken en wij werden 30
geacht die te kunnen reproduceren op het tentamen. Na afloop van het schriftelijke tentamen bleek er tot mijn verrassing nog een mondeling deel te zijn. Cor vroeg wat de uitkomsten van die afleidingen nou eigenlijk betekenden. Ja, eehhh, dààr had ik eigenlijk nog nooit goed over nagedacht. Door alle nadruk op de afleidingen was dat er even bij ingeschoten. Het bleek dat je met een formule als eindresultaat ook nog wat moest doen. Dat was schrikken… Enige jaren later, in Wageningen aangekomen, bleek de balans aan de andere kant te liggen. Afleidingen vonden de studenten maar lastig en saai. Waarom zou je dat doen? De toepassing van het eindresultaat stond voorop. Dat was wel even wennen, maar de vraag was niet onredelijk. De meeste afleidingen, zeker bij het eerstejaars meteorologievak konden zo, hup, de prullenbak is. We zijn daarin ook doorgeschoten: een paar jaar lang gebruikten we het boek “Meteorology for scientists and engineers” van Roland Stull voor een tweedejaars vak. Het boek staat dan wel bol van de toepassingen maar er zijn vrijwel geen afleidingen meer te vinden, en formules komen daardoor vaak uit de lucht (!) vallen. Leuk voor ingenieurs misschien, maar niet als je iets echt wil begrijpen. Dit gevoegd bij Rolands eigenwijze en dus afwijkende notatie maakte het boek in mijn ogen volstrekt ongeschikt voor het onderwijs. Gelukkig kwamen Wallace en Hobbs precies op tijd met hun tweede editie. De vraag is dus hoe de balans tussen afleidingen en toepassingen moet liggen. De afleidingen zijn toch het cement tussen wat anders een losse hoop bakstenen is. Je hebt beide nodig om een huis te bouwen. Maar een huis bouwen zonder het te gebruiken is ook zonde van de tijd. Liefst doe je dus allebei: afleidingen en toepassingen, maar daartoe ontbreekt vaak de tijd, of je moet delen van de stof schrappen. Het blijft wikken en wegen en een docent is soms in de woorden van Wim Sonneveld als een opvoeder want dat “is een stakker die in het duister tast.” Gelukkig zorgen de studenten elk jaar voor de nodige terugkoppeling op het onderwijs en zo itereert elk vak naar de juiste balans waar iedereen tevreden mee is. En dat is toch wat we graag willen.
Sponsors van de Nederlandse Vereniging ter Bevordering van de Meteorologie
Werken bij KNMI: the best place to be voor onderzoekers!
Colofon Redactie Hoofdredacteur: Richard Bintanja (e-mail: bintanja@gmail.com, tel: 030-2206499) Redactieleden: Wim van den Berg, Aarnout van Delden, Robert Mureau en Rob Sluijter Artikelen en bijdragen Deze kunnen uitsluitend digitaal (bv. per e-mail) te worden aangeleverd, als Word document met figuren apart. Uiterste inleverdata hiervoor zijn: 1 februari, 1 mei, 1 augustus en 1 november voor respectievelijk nummer 1, 2, 3 en 4. Voor meer informatie over de procedure, zie http://www.nvbm.nl/meteorologica/ informatie_voor_auteurs/ Artikelen uit Meteorologica mogen uitsluitend worden overgenomen na voorafgaande schriftelijke toestemming van de redactie. Meteorologica (ISSN 0929-1504) verschijnt vier maal per jaar en is een uitgave van de Nederlandse Vereniging ter Bevordering van de Meteorologie (NVBM). Administratie: Janneke Ettema (bestuurnvbm@gmail.com) Penningmeester: Olaf Vellinga (penningmeester@nvbm.nl)
Vormgeving: Colorhouse, Almelo Vermenigvuldiging: Colorhouse, Almelo Abonnementen Alle leden van de NVBM zijn automatisch geabonneerd op Meteorologica. Ook niet-leden kunnen zich abonneren door 28,- Euro voor vier nummers over te maken naar IBAN: NL66INGB0000626907, BIC: INGBNL2A, ten name van: NVBM-Meteorologica Postbus 464 6700 AL Wageningen onder vermelding van: “Abonnement Meteorologica” en uw adres. Abonnementen worden telkens aangegaan voor een heel kalenderjaar; bij tussentijdse betaling worden de reeds verschenen nummers van dat jaar toegestuurd. Voor abonnees in het buitenland zijn de kosten 34,- Euro per jaar. Ook losse nummers kunnen op deze manier worden besteld (zolang de voorraad strekt) voor 9,- Euro per stuk, onder vermelding van de gewenste jaargang en nummer(s). Instellingen betalen 59,- Euro voor een abonnement. Opzeggingen per email naar het bestuur (bestuurnvbm@gmail.com); hierbij geldt een opzegtermijn van drie maanden.
Lid worden van de NVBM Het lidmaatschap van de NVBM kost 50,Euro per jaar. Meer informatie hierover is te vinden op de NVBM website: www.nvbm. nl. Opzeggingen per email naar het bestuur (bestuurnvbm@gmail.com); hierbij geldt een opzegtermijn van drie maanden. Advertenties Adverteren in Meteorologica is mogelijk. Advertenties worden geplaatst op 3 formaten: A5, A4 of A3. Uiterste inleverdata voor advertenties zijn: 1 februari, 1 mei, 1 augustus en 1 november voor respectievelijk nummer 1, 2, 3 en 4. Tarieven zijn op te vragen bij Richard Bintanja (e-mail: bintanja@gmail.com, tel: 030-2206499). Sponsorschap NVBM Men kan sponsor worden van de NVBM. Een sponsorschap wordt afgesloten voor minimaal 1 jaar. Een sponsor heeft diverse rechten, o.a.: – Het plaatsen van advertenties in Meteorologica – Plaatsing van het firmalogo in het blad. – Het bijwonen van congressen e.d. georganiseerd door de NVBM. Voor meer informatie over het sponsorschap kunt u contact opnemen met Richard Bintanja of Olaf Vellinga (zie boven).
Meteorologica september 2016