Meteorologica Juni 2019

Jaargang 28 - nr. 2 - Juni 2019

METEOROLOGICA

METEODIENSTEN IN AFRIKA

Uitgave van de Nederlandse Vereniging ter Bevordering van de Meteorologie

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

www.uu.nl/masters/climate

2

Meteorologica 2 - 2019

12

Inhoudsopgave 4

Betere financiering van nationale meteorologische instituten in Afrika

Fiona van der Burgt, Saskia van Pelt

8 Ontwikkeling van een standaard hittekaart voor klimaatstresstesten

Sytse Koopmans, Bert Heuskinkveld, Gert-Jan Steeneveld

12 Globale straling meten met satellieten –

terugblik op het zonnige jaar 2018

23

Jan Fokke Meirink, Hylke de Vries, Wouter Knap, Piet Stammes

16 Bewaking van het weer voor het Nederlandse spoornet

Ben Lankamp, Noud Brasjen

20 April opnieuw warm en zonnig – schuivende seizoenen

28

22 Column – Allemaal watjes

Van de hoofdredacteur Het klimaat warmt op, zo ook in Nederland. Sterker nog, de opwarming in Nederland gaat sneller dan de wereldgemiddelde temperatuurstijging. De stijging is echter verre van uniform over het jaar. In de poolgebieden warmen de winters veel sneller op dan de zomers, maar in Nederland blijkt opvallend genoeg de maand april veruit de sterkste opwarming te vertonen.

Terwijl de jaargemiddelde temperatuur in De Bilt over de afgelopen 120 jaar met ongeveer 2 °C steeg, warmde de maand april 3.5 °C op. In zijn artikel op pagina 20 probeert Aarnout van Delden dit opvallende fenomeen te verklaren. Het blijkt dat de aprilmaanden een stuk zonniger zijn geworden (onder andere door schonere lucht), maar de analyse laat zien dat ook de luchtdrukpatronen zodanig zijn verschoven dat kille noordenwinden veel minder vaak voorkomen. Beide effecten zorgen voor veel mildere aprilmaanden vergeleken met enkele decennia geleden.

In Nederland is het verloop van het openbaar vervoer sterk afhankelijk van het weer, en dat geldt met name voor het spoor. Iedereen kent de discussies (en ervaart soms het onbegrip) over bladeren op het spoor, of over bevroren wis-

sels, en de vertragingen die hiervan het gevolg zijn. Het artikel van Ben Lankamp (pagina 16) laat zien hoe ProRail in samenspraak met weerdiensten tegenwoordig zulke problemen aanpakt. Men maakt op basis van weersverwachtingen een uitgebreide risicoanalyse die per variabele (bijvoorbeeld sneeuw, wind, rijp) verschilt, waarbij een weercode wordt uitgegeven op basis waarvan kan worden besloten tot een vermindering van het aantal treinen, of zelfs om helemaal geen treinen te laten rijden. Het artikel geeft als voorbeeld de zware storm van 18 januari 2018, waarbij als gevolg van de windverwachtingen werd besloten het treinverkeer in zijn geheel te staken.

Ik sluit af met een algemene mededeling. Wist u dat NVBM-leden de Meteorologica ook digitaal kunnen ontvangen?

Veel mensen volgen de media tegenwoordig nog slechts via een digitale weg, en daarom biedt de NVBM haar leden de mogelijkheid om Meteorologica alleen digitaal te ontvangen.

U kunt van deze mogelijkheid gebruik maken door in te loggen op uw persoonlijke pagina op www.nvbm.nl: ga vervolgens naar Profiel>Meteorologica en zet de optie aan.

Aarnout van Delden

Huug van den Dool

23 Verslag van de ALV en het voorjaarssymposium

“De zon in de Nederlandse Energiemix”

Bestuur NVBM

24 Weermuziek – De zomer

Harry Geurts

28 Klimaatbericht – De invloed van

vulkaanuitbarstingen op tropische cyclonen

Jos de Laat

30 Column – Kunstklimaat en klimaatkunst

Gerard van der Schrier

31 NVBM Sponsors en Colofon

Advertenties 2 IMAU – Universiteit Utrecht 7 CaTeC 19 KNMI 27 Wageningen Universiteit 29 Zenit 32 Wittich en Visser

Voorkant Het meetveld bij het Nationaal Meteorologisch Instituut van Ethiopië, in het hartje van Addis Abeba, met Ato Aderajow Admasu, het hoofd van de afdeling numerieke weersverwachting en waarschuwingen. Op de achtergrond is het gebouw van de WMO-Afrika te zien. Foto genomen op 16 mei 2019 door Fiona van der Burgt. Zie het artikel op pagina 4.

Meteorologica 2 - 2019

3

Betere financiering van nationale meteorologische instituten in Afrika Fiona van der Burgt, Saskia van Pelt (Weather Impact) De wereld maakt zich klaar om met de klimaatdoelstellingen aan de slag te gaan; daarnaast worden miljarden uitgetrokken voor klimaatadaptatie om verdere gevolgen van klimaatverandering te verminderen. Om de juiste maatregelen te kunnen nemen, is het belangrijk om goede weerobservaties en klimaatmodellen te hebben. Het moderniseren en verbeteren van nationale weerdiensten zou daarom deel moeten uitmaken van adaptatie-activiteiten. Er bestaat een enorm gat tussen de capaciteit van weerdiensten in de meest en minst ontwikkelde landen. Vooral in Afrika is de situatie bij weerdiensten erbarmelijk. Om de gevolgen van klimaatverandering beter te begrijpen, en ernaar te kunnen handelen, moet nu actie worden ondernomen om de capaciteit van deze weerdiensten te verbeteren. We moeten investeren in moderne, volledig uitgeruste weerinstituten, met goede waarschuwings- en verwachtingssystemen en betrouwbare meetnetwerken.

Om te beginnen zetten we enkele cijfers op een rij. We vergelijken de jaarlijkse budgetten van drie Europese en drie Afrikaanse weerinstituten in Figuur 1. De DWD is van deze vijf koploper met een budget van meer dan 400 miljoen dollar.

Het KNMI volgt op flinke afstand met een bedrag van 92 miljoen dollar per jaar. L’Agence Nationale de la Météorologie (ANAM) in Burkina Faso heeft slechts 1.8 miljoen dollar te besteden (zie online WMO-landenportaal). Wanneer we het budget uitdrukken per hoofd van de bevolking is Zweden koploper, met 9.5 $ per persoon per jaar. Burkina Faso staat van deze vijf wederom onderaan met 0.1 $ per persoon per jaar.

Uitgedrukt per km2 landoppervlakte, is het KNMI overigens de absolute winnaar. Ten opzichte van de totale begroting van de verschillende overheden, ligt het budget dat landen aan hun weerdienst besteden in de orde van grootte van 0.01-0.05%.

Opvallend is dat in de hier onderzochte Afrikaanse landen dit percentage hoger ligt dan in de Europese landen.

Afgezet tegen de schade door extreem weer (wereldwijd wordt dit in het recordjaar 2017 op meer dan 290 miljard dollar geschat), vallen de bedragen die we aan weerinstituten besteden in het niet. Als we zouden beargumenteren dat sterke weerdiensten ook maar een promille van deze schade zouden kunnen voorkomen, zou dit een verhoging van de budgetten van deze instanties meer dan rechtvaardigen. In vergelijking met andere wetenschappelijke onderzoeksinstituten in Nederland zien we dat het budget van het KNMI ook helemaal niet zo hoog is (Figuur 2). Het geeft te denken dat we slechts 0.010.05% van het BBP uitgeven aan onze weerinstituten, terwijl klimaatverandering toch één van de grootste uitdagingen van deze eeuw is.

De lage budgetten van de Afrikaanse weerinstituten hebben een direct gevolg voor de kwaliteit van de diensten die deze instituten leveren. Dit wordt pijnlijk duidelijk als we bijvoorbeeld kijken naar de hoeveelheid beschikbare, operationele weerstations in Afrika, de kwaliteit van de lokale modellen, het opleidingsniveau van de werknemers of de kwaliteit van gebouwen waar de instituten zijn gehuisvest.

Figuur 3 laat de hoeveelheid meetstations zien die het ECMWF bijvoorbeeld gebruikt in de data-assimilatie van hun model. Het gebrek aan stations in Afrika, maar ook Zuid-Amerika, is zorgelijk. Zelfs een land als Zuid-Afrika, dat voor Afrikaanse begrippen een hoge ruimtelijke dekking heeft, haalt het niet bij Europa of de Verenigde Staten. Ook oude meetreeksen, die vaak alleen maar op papier beschikbaar 4

Meteorologica 2 - 2019

zijn, kunnen wegens een gebrek aan capaciteit en financiële middelen niet worden gedigitaliseerd, waarmee kennis over het verleden klimaat en eventuele veranderingen daarin verborgen blijft. Bij klimaatattributiestudies in deze regio’s vormt het gebrek aan lange meetreeksen een groot probleem (www.worldweatherattribution.org).

De Wereldbank, een belangrijke financier van overheden van ontwikkelingslanden, heeft het probleem van zwakke weerdiensten enkele jaren geleden erkend. Het “Global Framework for Disaster Risk Reduction” (GFDRR) programma is een belangrijke financieringsbron voor activiteiten om de risico’s van weerextremen in te dammen. Eén van de acht taken binnen dit programma is het werkpakket “Strengthening hydromet services and early warning systems”, en hier ging in 2017 een bedrag van 870 miljoen dollar mee gepaard: bijna 20% van het totale jaarlijkse budget van GFDRR. Hieronder vallen programma’s zoals “Climate Risk and Early Warning Systems” initiatief (CREWS, 14 miljoen dollar). Ook het KNMI werkt mee aan dit programma en deelt door middel van trainingen en workshops de kennis van Nederlandse experts met collega’s in ontwikkelingslanden; een directe win-win voor beide weerinstituten.

Figuur 1. Indicatie van de jaarlijkse budgetten van drie Europese en drie Afrikaanse weerdiensten. De cijfers zijn gebaseerd op jaarverslagen (DWD 2017, KNMI en SMHI, 2018) en het WMO-landenportaal (de Afrikaanse instituten). Er is een keuze gemaakt voor een hoog, midden en laagontwikkeld land in Afrika. De DWD en SMHI zijn willekeurig gekozen Europese instituten.

Het is echter nog maar de vraag hoeveel geld van het “hydromet services” werkpakket de weerdiensten daadwerkelijk bereikt. Uit een analyse van het jaarrapport van GFDRR over 2017 kunnen we slechts 3% van het geld dat werd besteed in dit werkpakket direct herleiden naar projecten die een verbetering van een Afrikaanse weerdienst tot doel hadden. Deze enkele tientallen miljoenen zijn slechts een klein deel van de kleine miljard die in dit specifieke GFDRR-werkpakket gestoken wordt, maar vergeleken met het jaarbudget dat deze instituten ter beschikking hebben kan dit budget toch een verschil maken.

Investeringen zoals het GFDRR-programma zijn daarom ontzettend relevant, maar zeker niet genoeg. Waarom vloeit er niet meer geld direct naar de weerdiensten? Investeringen in betere meet- en observatiemogelijkheden, weer- en klimaatmodellen, toegang tot data, communicatie- en disseminatie mogelijkheden, kwaliteit van gebouwen, IT-infrastructuur en opleidingen van werknemers zijn allemaal van groot belang voor sterke waarschuwingssystemen en een beter begrip van het klimaat. In het vervolg van dit artikel bediscussiëren we drie stellingen betreffende redenen waarom we zouden moeten investeren in nationale weerdiensten, onder andere in Afrika, en welke andere partijen daarin een rol zouden moeten spelen.

Stelling 1. Meer budget voor nationale weerdiensten om hun capaciteiten te verbeteren betaalt zich in veelvoud terug.

Nationale weerdiensten hebben een sterke link naar álle economische sectoren. Waar in Nederland het KNMI is ondergebracht onder Infrastructuur en Waterstaat, zijn in Afrikaanse landen de weerdiensten regelmatig onderdeel van het ministerie van landbouw of water. Voor de 90% van de boeren in sub-Sahara Afrika die afhankelijk zijn van de jaarlijkse neerslag voor hun productie, zijn weersverwachtingen samen met marktprijsinformatie de allerbelangrijkste informatiebehoefte. Naast water, landbouw en infrastructuur heeft weer ook directe invloed op andere sectoren: het weer is een belangrijke factor voor gezondheidsrisico’s; door de energietransitie wordt de energiesector meer en meer afhankelijk van het weer. Daarnaast lijken de financiële markten zich nu te gaan realiseren wat een enorme impact klimaatverandering gaat hebben op hun financieringsmodellen en -risico’s. Deze sector heeft daarom groot belang bij betrouwbare meetreeksen en modellen.

Grotere budgetten voor weerdiensten om hun meetnetwerken te verbeteren zal helpen de lokale weersverwachtingen te verbeteren en de geloofwaardigheid ervan te vergroten. Dat is een uiterst relevante ontwikkeling voor deze sectoren in Afrika. Maar ook in “het westen” is een beter meetnetwerk in Afrika van belang voor het verbeteren van seizoensverwachtingen en klimaatprognoses, en de daarmee gepaard gaande voedselproductie, prijsfluctuaties en op de langere termijn (in het slechtste geval) zelfs migratiestromen.

Een investering in een sterk, op dienstverlening gericht, weerinstituut met betrouwbare en beschikbare weer- en klimaatdata en -services, dat met afnemers in contact treedt, zal op termijn daarom een positieve impact hebben op alle sectoren. Of je nu puur economische belangen nastreeft, of de “sustainable development goals” van de VN wilt behalen, in beide gevallen is het niet meer dan logisch om direct te investeren in deze instituten.

Figuur 2. Schattingen van het jaarlijkse budget van enkele Nederlandse onderzoeksinstituten in de milieutechnische hoek.

Stelling 2. Om zich duurzaam te kunnen ontwikkelen moeten nationale weerdiensten zich ook richten op commerciële dienstverlening.

Een nationale weerdienst kan profiteren van omzet die gegenereerd wordt door (data)services te verlenen aan de private sector. Wanneer de nationale weerdienst haar data en modellen ontsluit op een technische makkelijke manier, maar tegen betaling, kan de private sector daar nieuwe producten van maken waarvan de omzet in de gehele keten gedeeld kan worden. Wanneer er goede afspraken gemaakt worden, kan een nationale weerdienst meeprofiteren van een levendige private weersector. De nationale weerdienst moet echter wel het mandaat blijven afbakenen, zijnde het nationale centrum voor weerwaarschuwingen. Voor het maken en controleren van afspraken met de private sector is uiteraard capaciteit nodig. Met goed accountmanagement en een service-gerichte organisatie kan een nationale weerdienst serieuze omzetten genereren vanuit de private sector. De Zuid-Afrikaanse weerdienst (SAWS) is een voorbeeld van een service-gericht weerinstituut waar een groot deel van de inkomsten uit de private hoek komen; circa 54% van het jaarlijkse budget komt van andere bronnen dan de nationale overheid, ten opzichte van ongeveer 30% bij het KNMI (Figuur 1).

In het overgrote deel van de Afrikaanse landen wordt sterk vastgehouden aan het mandaat of alleenrecht van de nationale weerdienst om weersverwachtingen af te geven. In theorie zijn deze instituten de enige in het land met weersinformatie, en dus hebben zij geen "last" van commerciële weerpartijen.

Deze situatie is echter onhoudbaar gezien het minieme budget wat zij vanuit hun overheden kunnen verwachten, en de tegenwoordig gratis toegankelijke weerinformatie op mobiele telefoons en internet. Op dit moment ligt de dekking van smartphones in sub-Sahara Afrika nog lager dan 30%, maar dit zal in de nabije toekomst snel toenemen. De gesloten houding van de weerinstituten bemoeilijkt het proces waarin zij zouden kunnen profiteren van het potentiaal aan privaat geld als inkomstenbron. Een echte publiek-private samenwerking van weerdiensten en commerciële partijen vereist veel vertrouwen in elkaar. Het is daarom geheel niet verwonderlijk dat dit in veel landen nog niet gebeurt.

Stelling 3. De IT-sector moet meer betrokken worden om duurzame en flexibele IT-infrastructuur binnen weerdiensten te ontwikkelen.

Alarn Thorpe (WMO) beargumenteert in het artikel over “Global Weather Enterprise” (GWE) dat de weersector zo succesvol is omdat verschillende partijen, zoals publieke Meteorologica 2 - 2019

5

Figuur 3. Weerstations die op 25 april 2019 werden geassimileerd in het ECMWF-model. Merk op dat dit figuur alleen de stations laat zien die real time synoptische data leveren aan het GTS. De netwerken zelf zijn vaak (veel) groter, ook in Afrika. Bron: ECMWF.

(onderzoeks)instituten en private bedrijven, allemaal hun eigen rol spelen. Het onderzoek naar de fysica en chemie van de atmosfeer en het klimaat vanuit het publiek gefinancierde onderzoek was nergens geweest als er vanuit de private hoek niet zulke enorme stappen gezet waren in de ontwikkeling van (super)computers. De lancering van het nieuwe weermodel van IBM later dit jaar is een nieuwe stap in de ontwikkelingen van deze globale publiek private investeringen.

Maar ook op een ander vlak, zoals het beheer en onderhoud van IT-infrastructuur en data-opslag, kunnen (private) cloudsystemen mogelijk een belangrijke rol spelen in het ontzorgen van de meteorologen, zodat zij zich op hun hoofdtaak kunnen focussen. Dat wil niet zeggen dat de IT-infrastructuur van een nationale weerdienst altijd moet worden uitbesteed aan een marktpartij, maar wel dat het voor een weerinstituut belangrijk is om op het gebied van infrastructuur goed te kijken naar wat de IT-sector te bieden heeft. Voor Afrika betekent dit dat juist op locaties waar stroomvoorziening en IT-systemen gebrekkig zijn, cloud-systemen een oplossing zouden kunnen zijn om weermodellen of operationele processen toch draaiende te houden, ondanks onbetrouwbare stroomvoorziening. Nieuwe, innovatieve manieren van internet (bijvoorbeeld via minisatellieten), kunnen dan misschien zelfs een oplossing bieden om alsnog op het cloud-systeem in te loggen.

Tot slot De kosten die gemaakt moeten worden om weerdiensten in Afrika te versterken zijn hoog, maar zullen zich dubbel en dwars terugverdienen. Deze kosten vallen in perspectief van de miljarden die in klimaatadaptatie geïnvesteerd (gaan) worden, of de economische schade ten gevolge van meteorologische gebeurtenissen, compleet in het niet. Moderne, goed uitgeruste weerinstituten vormen het fundament onder betrouwbare meetnetwerken die van cruciaal belang zijn om het klimaat te begrijpen. Bovendien beheren zij de waarschuwings- en verwachtingssystemen die bij extreme weergebeur6

Meteorologica 2 - 2019

tenissen mensenlevens kunnen redden en economische schade kunnen voorkomen of verminderen.

In het beste geval worden de kosten om weerdiensten in ontwikkelingslanden te steunen structureel ingebed in lokaal economisch beleid, met slimme businessmodellen voor weer- en klimaatservices. Dat dit mogelijk is laat de Zuid-Afrikaanse weerdienst zien. Wanneer steun aan weerdiensten is ingebed in een business-model, kan deze steun op termijn ook het stadium “ontwikkelingshulp” voorbijgaan en op een structurele manier bijdragen aan de capaciteit van deze instituten. De private sector, nationale overheden en partijen als de WereldBank zouden allemaal kunnen bijdragen aan deze ontwikkelingen.

Voor het zover is, hopen wij met dit artikel in ieder geval meteorologisch Nederland te herinneren aan onze broeders en zusters in Afrika. Nodig ze eens uit voor een volgend congres of organiseer een serie webinars over een relevant onderwerp om kennis te delen – dat scheelt weer vliegkilometers.

Slotwoord Dit artikel is geschreven op basis van de cijfers die wij in jaarrapporten en openbare websites konden vinden en bevat onze persoonlijke ervaringen met werken in de weersector in Afrika en in Nederland. Weather Impact vraagt meer aandacht voor de erbarmelijke situatie van weerdiensten in Afrika. Partijen die geïnteresseerd zijn om hieraan mee te werken zijn van harte uitgenodigd.

Literatuur/bronnen

Verschillende Nederlandse en internationale jaarverslagen van het jaar 2017 en 2018 van de programma’s en instituten die in dit artikel worden genoemd.

WMO country profile database: www.wmo.int/cpdb/ The Weather Enterprise: A Global Public-Private Partnership, A. Thorpe, WMO bulletin Vol 65 (2) – 2016.

Weathering the Change – How to improve hydromet services in developing countries, GFDRR en WereldBank.

M E E T I N S T R U M E N TAT I E

Specialist in klimaatmeet instrumentatie

Van Kluit tot Cloud : Bodemvochtigheid en EC HydraProbe

AVO

GroPoint Profile

CaTeC heeft een breed assortiment van sensoren, dataloggers en meetinstrumentatie waaronder sensoren die de volgende bodemparameters kunnen bepalen: Bodemvochtigheid, EC waarden, Bodemtemperatuur en Waterpotentiaal.

Toepassingen: • Land- en Tuinbouw • Onderzoek • Monitoring (bijvoorbeeld dijk bewaking) Nieuwe bodemvochtsensoren bij CaTeC: HydraProbe, een bewezen betrouwbare bodemvochtsensor voor steekproeven en permanente metingen. Wereldwijd geroemd om zijn nauwkeurigheid voor elk type bodem dankzij een unieke meettechniek en zijn stevigheid onderstreept met 5 jaar fabrieksgarantie.

GroPoint Profile, is één sensor die op verschillende dieptes kan meten zonder dat hier afgraving voor nodig is. Hiermee wordt de bodem minimaal verstoord. Daarnaast wordt er op elke diepte een groot meetvolume gemeten waardoor kleine onregelmatigheden minder invloed hebben op de meting.

De AVO : een compleet on-line universele datalogger.

Hiermee kunt u via de cloud uw data monitoren, analyseren en veilig opslaan.

Turfschipper 114 | 2292 JB Wateringen | Tel. 0174 272330 | info@catec.nl | www.catec.nl Meteorologica 2 - 2019

7

Ontwikkeling van een standaard hittekaart voor klimaatstresstesten Sytse Koopmans, Bert Heusinkveld, Gert-Jan Steeneveld (WUR) In de toekomst zullen hittegolven vaker voorkomen, met nadelige gevolgen voor de menselijke gezondheid, arbeidsproductiviteit, en kritieke infrastructuur. Vooral de stedelijke omgeving is hiervoor gevoelig. In het kader van het Deltaplan Ruimtelijke Adaptatie (DPRA) moeten alle overheden (gemeentes, provincies en waterschappen) in Nederland de komende twee jaar een klimaatstresstest doen om knelpunten omtrent hitte (en ook wateroverlast, droogte en overstromingen) in beeld te brengen. Hittekaarten zijn hierbij een cruciaal gereedschap. Op dit moment zijn er veel hittekaarten in omloop, gebaseerd op verschillende indicatoren. Sommige kaarten geven het aantal tropische nachten (minimumtemperatuur >20 ºC) weer, andere gebruiken oppervlaktetemperaturen op basis van remote sensing. Daarom was de wens vanuit het DPRA om te beschikken over een standaardrecept waarmee een eenduidige hittekaart gemaakt kan worden. Met dit standaardrecept kunnen gebruikers (gemeenten, ingenieursbureaus) zelf een hittekaart voor een stad of gebied bepalen.

Wij hebben met een breed consortium van kennisinstellingen voorgesteld om hittekaarten te ontwikkelen op basis van de zogenaamde Physiological Equivalent Temperature (PET), de temperatuur die rekening houdt met de energiebalans van de mens. Drie componenten zijn belangrijk in de bepaling van deze temperatuur, namelijk luchttemperatuur, wind en straling. De waarde van de PET buiten is per definitie gelijk aan hoe de luchttemperatuur binnenshuis ervaren wordt bij afwezigheid van globale - en thermische straling en wind. PET is een gevoelstemperatuur die rekening houdt met de energiebalans van een mens. Voor de PET bestaan grenswaarden die samenhangen met thermofysiologische stress (zie Tabel 1) (Matzarakis et al., 2009).

Om de lokale omstandigheden zoals schaduw en wind zo goed mogelijk te representeren, en om maatwerk te kunnen leveren, is de kaart ontwikkeld op 1 m resolutie. De kaart is gemaakt op basis van geografische informatiebestanden op deze resolutie en routinematig beschikbare weergegevens. De stad Wageningen is als testbed gebruikt, omdat hiervoor waarnemingen ter validatie beschikbaar zijn. Dit heeft geresulteerd in een standaardhittekaart (voor overdag) voor een 1:1000 hittedag over het zomerhalfjaar april–september (kans van 1:5.5 jaar) en een PET-overschrijdingskaart voor een representatief zomerhalfjaar.

niet eenvoudig en bovendien te kostbaar om voor elke vierkante meter te berekenen. Stralingsintensiteiten zijn namelijk complex, en heel variabel in alle richtingen. Daarom is er gebruik gemaakt van een energiebalansmodel voor een mens, Rayman, dat straling in een complexe driedimensionale omgeving kan uitrekenen (Matzarakis et al., 2010). Met dit model zijn tien typische straatconfiguraties met een variërende sky-view factor (fractie open hemelgewelf) doorgerekend en gevoed met drie jaar aan meteorologische metingen van het nabijgelegen weerstation De Veenkampen van de WUR (Wageningen Universiteit). Met een regressie-analyse tussen een collectie van meteorologische en geografische invoergegevens en de PET-uitkomsten uit Rayman is een empirische benaderingsformule voor de PET afgeleid, die vervolgens kan worden toegepast voor het hele domein van de hittekaart. Dit empirisch PET-model heeft voor zon- en schaduwlocaties een R2 van 0.98. Voornamelijk de inkomende straling en de wind zijn belangrijke termen. Dit PET-model kan toegepast worden voor alle steden in Nederland (vergelijkbaar klimaat) met een nabijgelegen KNMI weerstation.

Berekenen PET-kaart met meteorologische en geografische invoervariabelen De meteorologische gegevens (windsnelheid en -richting, globale straling, relatieve vochtigheid en luchttemperatuur) Afleiding empirisch PET-model zijn afkomstig van een naburig KNMI-referentieweerstation De volledige energiebalans voor een stedelijke omgeving is (hier Herwijnen). Voor gebruikers worden alleen KNMIwaarnemingen aanbevolen omdat het praktischer is data in één PET (°C) Perceptie Fysiologisch stressniveau formaat te gebruiken en omdat deze een goede dekking hebgoed mogelijk te representeren. De luchttemperatuur in de sta ben. Voor de validatie van de methode is echter gekozen om 0-4 Heel koud Extreme koudestress het nabijgelegen WUR-station de Veenkampen te gebruiken, doorgaans hoger door het stedelijk warmte-eiland effect. Het maxim 4-8 Koud Sterke koudestress om de achtergrondmeteorologie zo goed mogelijk te represen8-13 Koel Matige koudestress stedelijk warmte-eiland effect (UHImax) wordt geschat met teren. De luchttemperatuur in de stad is doorgaans hoger door 13-18 Fris Lichte koudestress stedelijk warmte-eiland effect. stedelijk diagnostischehet vergelijking bestaande uit Het een maximale stadsmorfologisch dee warmte-eiland effect (UHImax) wordt geschat met een diagnos18-23 Comfortabel Geen stress een meteorologisch deel, zie vergelijking (1) (Theeuwesdeel et al., 20 tische vergelijking bestaande uit een stadsmorfologisch 23-29 Beetje warm Lichte hittestress Koopmans eten een meteorologisch deel, zie vergelijking (1) (Theeuwes et al., 2018).

29-35 Warm Matige hittestress al., 2017; Koopmans et al., 2018).

35-41

Heet

Grote hittestress

>41

Zeer heet

Extreme hittestress

Tabel 1. Overzicht van PET-klassen en bijbehorende grenswaarden van het fysiologische stressniveau (Matzarakis et al., 2009).

8

Meteorologica 2 - 2019

S is de inkomende straling in K m s-1, (Tmax – Tmin) de dagelijkse gan

bomen

e stad

e

die

anopy

ard is.

ok de

d voor

orende

aspect

p een

doordat het oppervlak door gebouwen ruwer is.

De wind op leefniveau in de stad (u1.2) wordt met de MacDonald-methode bepaald door de dichtheid aan dwarsoppervlakken van gebouwen Kader – Wind van in dede stad in de1 richting wind ( ), de gebouwhoogte Op de meeste plaatsen in de stad waait het minder dan op het lande(H) en de wind op gebouwhoogte (uH), zie lijke referentiestation, doordat het oppervlak door gebouwen ruwer vergelijking 2. De wind in straten (‘urban canopy is. De wind op leefniveau in de stad (u ) wordt met de MacDonald1.2 layer’ in Figuur 1) neemt exponentieel af als methode bepaald door de dichtheid aan dwarsoppervlakken van men dichter bij de grond komt. In de gebouwen in de richting van de wind (λ), de gebouwhoogte (H) ruwheidslaag boven het dakniveau wordt het en de wind op gebouwhoogte (uH), zie vergelijking 2. De wind gebruikelijke logaritmische windprofiel in straten (‘urban canopy layer’ in Figuur 1) neemt exponentieel aangesloten op het exponentiele windprofiel. Als af als men dichter bij de grond komt. In de ruwheidslaag boven uitbreiding op de MacDonald-methode is ook het het dakniveau wordt het gebruikelijke logaritmische windprofiel dwarsoppervlak van bomen met een aangesloten op het exponentiele windprofiel. Als uitbreiding op de transparantiefactor meegenomen in devan bomen met MacDonald-methode is ook het dwarsoppervlak windberekening. een transparantiefactor meegenomen in de windberekening.

s. Dit

aarten,

e van

λf = 0.20

uit het et al.,

3

λf = 0.11 λf = 0.05

z/H

(AHN),

Mesowind (60m)

4

Top ruwheidslaag

2

1

ekend

k voor

H)

in

ur

en

olgens

0 0-1

Urban canopy layer 0

1

U [m s-1]

2

3

Figuur 1. Schema van de windsnelheid in en boven de stad Figuur 1. Schema van windsnelheid van in(figuur en aangepast uit MacDonald, 2000).

De hoogte op de y-as is genormaliseerd boven de stad (figuur aangepast uit MacDonald, ten2000). opzichte De van hoogte de gebouwhoogte.

Het grijze gebied geeft de spreiop de y-as is genormaliseerd dingten aanopzichte van de topvan van de ruwheidslaag.

Deze is afhankelijk van de de gebouwhoogte.

Het grijze dichtheid van de dwarsoppervlakken in de richting van de wind gebied geeft de spreiding aan van de top van (λ). de

ruwheidslaag. Deze is afhankelijk van de van S is de inkomende straling in K m s -1 , (Tmax – T ) de dagedichtheid van de dwarsoppervlakken in de min lijkse gang in temperatuur (°C) en U de gemiddelde windsnelrichting van de wind ( ). ns van -1

e

heid (m s ), allen gemeten op het referentiestation. Svf is de

deze sky-view factor en Fveg de vegetatiefractie. Beiden zijn ruim-

telijk bepaald voor ruimtelijke brongebieden (footprints) in de vier hoofdwindrichtingen. Het maximale UHI wordt over het algemeen 4 uur na zonsondergang waargenomen (Landsberg, 1981). Op de andere uren is het stedelijk warmte-eiland geïnterpoleerd met behulp van de karakteristieke dagelijkse gang van het UHI (Oke, 1982), rekening houdend met verschillende daglengten. De temperatuur in de stad wordt vervolgens uitgerekend door het UHI op te tellen bij de temperatuur van het achtergrondstation.

Vergeleken met het referentiestation is de wind op leefniveau op veel plaatsen in de stad en op locaties met veel bomen gereduceerd. De windsnelheid in de stad wordt geschat met een methode die rekening houdt met de ‘urban canopy layer’, die niet logaritmisch van aard is. (MacDonald, 2000, zie Kader 1). Ook de windsnelheid in de stad is berekend voor vier hoofdwindrichtingen met bijbehorende brongebieden.

Een ander belangrijk aspect van de PET-vergelijking is of er op een bepaalde locatie zon of schaduw is. Dit wordt uurlijks bepaald met zonnekaarten, die worden gemaakt met informatie van zonnehoeken en hoogteinformatie uit het Actueel Hoogtebestand Nederland (AHN), met de GIS-module UMEP (Lindberg et al., 2019).

De PET-kaart is niet alleen berekend voor het huidige klimaat, maar ook voor het warmste klimaatscenario (WH) in 2050. Hiervoor is de temperatuur en straling op uurwaarden bepaald volgens een uitbreiding op de methode van Molenaar et al. (2016) met gegevens van het KNMI (2015). Details over deze transformatie zijn te vinden in Koopmans et al. (2018).

PET-hittekaart overdag De PET-hittekaart overdag is ontwikkeld voor de warme zomerdag van 1 juli 2015 waarbij de PET-waarden tussen 10.00 – 16.00 UTC zijn gemiddeld voor Wageningen, zie Figuur 2. Door de uren voor de gehele middag mee te nemen representeert de kaart een gemiddelde hittebelasting en doet zij recht aan uurlijkse zon/schaduw-verschillen. De maximale PET-waarden, tot 46 °C in het huidige klimaat en 49 °C in 2050, worden gevonden op locaties met veel uren zon en waar de wind flink wordt afgeremd door een groot dwarsoppervlak van bebouwing. Deze plekken zijn voornamelijk te vinden bij hogere appartementen, rotondes en pleinen. Het koelst zijn de

mans et al. (2018).

keld voor de warme zomerdag van 1

n tussen 10.00 – 16.00 UTC zijn

5

Figuur 2. PET-hittekaarten voor 1 juli 2015 10-16 UTC (12:00-18:00 lokale tijd) bepaald met de meteorologie van het referentiestation Herwijnen. a) huidig klimaat, b) toekomstig klimaat (2050), translatie naar het WH-scenario. De rotonde en het park (Wageningen Noordwest) zijn voorbeelden van respectievelijk warme en koele locaties.

Meteorologica 2 - 2019

9

Figuur 3. Verificatie van berekende PET-waarden in Wageningen op 2 augustus 2013 12 UTC.

locaties onder bomen. Andere koele gebieden zijn open parken waar de wind niet teveel wordt afgeremd (park in de wijk Wageningen-Noordwest). Gemiddeld is de toename in PET in het WH-scenario 3.2 °C, waarbij de PET-toename op onbeschaduwde plekken circa 0.5 °C hoger is dan op beschaduwde plekken. Aan de warmte aan de westzijde van Wageningen is te zien dat de wind uit het oosten kwam. De wind is hier nog gereduceerd ten opzichte van het platteland wat tot een verhoging van de PET leidt.

De methode is geëvalueerd tegen bakfietsmetingen die op 2 augustus 2013 op een traject van circa 12 km door Wageningen zijn verzameld. De bakfiets is uitgerust met een weerstation inclusief stralingssensoren zodat de PET kan worden berekend uit de metingen (Heusinkveld et al., 2014). Deze zomerdag is qua warmte vergelijkbaar met 1 juli 2015. Voor de berekeningen zijn weergegevens van het nabij gelegen weerstation De Veenkampen (van de WUR) als invoer gebruikt. Figuur 3 laat op buurtniveau een goed beeld zien van de verschillen tussen de gemodelleerde en gemeten PET-waarden. De relatief koele gebieden van Wageningen Hoog – in het noordoosten van de stad – worden goed gemodelleerd. In de stad vertonen de gemodelleerde PET-waarden een licht positieve bias met enkele uitschieters naar boven.

Op deze plekken werd er een hogere windsnelheid gemeten dan werd gemodelleerd, wat mogelijk verband houdt met windvlagen in de onstabiele atmosfeer die de MacDonald methode niet meeneemt. De wind in de stad is niet statisch en het is aannemelijk dat overdag de wind op deze locaties lager kan zijn. Ten slotte laat het spreidingsdiagram (Figuur 4) een goed verband zien en de reikwijdte van de gemodelleerde en gemeten PET-waarden komen ook goed overeen.

De grote afwijkingen op bepaalde locaties lijken voornamelijk gerelateerd aan windsnelheidsverschillen. Er zullen dus meer validaties, bijvoorbeeld op andere warme dagen, gedaan moeten worden voor definitieve conclusies. Bij homogeen zonnig 10

Meteorologica 2 - 2019

weer, zoals tijdens deze validatie, is de stralingsbelasting vrij goed te simuleren. Straling kan nauwkeurig worden geschat met zonnekaarten die uit het AHN worden afgeleid.

PET-overschrijdingenkaart boven de 29 ºC Vanuit klimatologisch perspectief is de PET-overschrijdingskaart interessanter dan een PET kaart voor één geselecteerde hittedag (Figuur 5), omdat dit probleemgebieden kwantitatiever in beeld brengt en een representatie geeft van accumulatie van hitte. Een analoge benadering wordt gehanteerd voor luchtkwaliteit, waar grenswaarden worden gehanteerd die per jaar een aantal keer overschreden mogen worden. Hier is het zomerhalfjaar 2013 gebruikt om het aantal uren op te tellen dat een PET-grenswaarde van 29 °C wordt overschreden.

Vanaf deze grenswaarde wordt gesproken van matige hit-

Figuur 4. Spreidingsdiagram van gemodelleerde en gemeten PET-waarden.

Figuur 5. PET-overschrijdingskaarten. Aantal uurlijkse PET-overschrijdingen boven de 29 °C in 2013 (april tot en met september) bepaald met de meteorologie van het referentiestation Herwijnen. a) huidig klimaat, b) toekomstig klimaat (2050) via translatie naar het WH-scenario.

testress en kunnen er gezondheidsproblemen onstaan, waaronder een verhoogde kans op overlijden (Nastos et al., 2012; Sharafkhani et al., 2018). Het jaar 2013 is representatief voor het huidige klimaat omdat de gemiddelde temperatuur en het aantal zomerse dagen dicht bij het klimatologisch gemiddelde liggen.

In het buitengebied vinden we circa 150 uur per jaar een PET > 29 °C overschrijding, tot 450 uren op windluwe en meestentijds onbeschaduwde plaatsen. Voor het WH-scenario wordt voor overwegend onbeschaduwde locaties een toename van 90-110 PET overschrijdingsuren verwacht. Voor plaatsen met veel schaduw en/of windrijke plaatsen is de toename duidelijk lager, namelijk tot circa 30 uren toename in beschutte locaties onder bomen.

Conclusies en perspectief De gepresenteerde hittekaarten tonen de gevoelstemperatuur PET voor een hete zomerdag en het jaarlijkse aantal overschrijdingen (PET > 29 °C) op een resolutie van 1 meter.

Hierbij zijn de weergegevens van een referentiestation met geografische data en gevalideerde methodes omgerekend naar een stedelijke omgeving. De PET-kaarten zijn voor één warme zomerdag gevalideerd. De reikwijdte van de gemodelleerde en gemeten PET komt goed overeen. De grootste onzekerheid ligt in de windbepaling in de stad. Enerzijds is de wind erg variabel in ruimte en tijd, wat een onzekere factor is in de validatie met instantane bakfietsmetingen. Anderzijds kan de windreductiemethode geen windstromingen of windschaduw rondom individuele gebouwen of bomen bepalen, maar alleen een gemiddelde reductie. Een logische vervolgstap is de ontwikkeling van een landelijke PET-hittekaart op basis van dit recept. Verdere ontwikkeling is mogelijk door rekening te houden met antropogene warmteproductie, albedo en droogte. Ook is de tijdsafhankelijke invloed van het langzaam opwarmen van waterpartijen op de omgevingstemperatuur gedurende een hitteperiode nog niet meegenomen. Hittekaarten zijn een middel om warmtegevoelige plekken in beeld te brengen en daarmee kan een risicodialoog gestart worden met relevante partijen.

Dankwoord Wij danken Cor Jacobs (WEnR), Jeroen Kluck (HvA), Reinder Ronda (KNMI), Arjan Droste (WUR), Ellen Brand en Ton de Nijs (beiden RIVM) voor hun inbreng. Dit artikel is ontleend aan: Koopmans, Sytse; Heusinkveld, Bert; Steeneveld, Gert-Jan - Hoofdstuk 3: Recept ontwikkeling standaard hittestresskaart. In RIVM Briefrapport 2019-0008: Ontwikkeling Standaard Stresstest Hitte, De Nijs, A.C.M et al., doi: 10.21945/RIVM-2019-0008.

Referenties

Heusinkveld, B.G., Steeneveld, G.J., van Hove, L.W.A., Jacobs, C.M.J and A.A.M. Holtslag, 2017: Spatial variability of the Rotterdam urban heat island as influenced by urban land use. J. Geophys. Res. Atmos. 119, 677–692.

KNMI, 2015: Toelichting Transformatie tijdreeksen. http://www.klimaatscenarios.nl/toekomstig_weer/transformatie/Toelichting_TP.pdf Koopmans S., Ronda R.J., Steeneveld G.J., Holtslag A.A.M. and A. Klein-Tank A, 2018: Quantifying the effect of different urban planning strategies on heat stress in current and future climates in the Netherlands, Atmosphere, 9, 353.

Landsberg H.E., 1981: The urban climate. International Geophysics Series, 28, Academic Press, New York.

Lindberg F., Grimmond C.S.B., Gabey A., Huang B., Kent C.W., Sun T., Theeuwes N., Jarvi L., Ward H., Capel-Timms I., Chang Y.Y., Jonsson P., Krave N., Liu D., Meyer D., Olofson F., Tan J.G., Wastberg D., Xue L., Zhang Z., 2018: Urban Multi-scale Environmental Predictor (Umep) - an integrated tool for city-based climate services. Environmental Modelling and Software., 99, 70-89.

Matzarakis, A., De Rocco, M. and G. Najjar, 2009: Thermal bioclimate in Strasbourg – the 2003 heat wave. Theor. Appl. Climatol., 98, 209-220.

Matzarakis A., Rutz F. and H. Mayer, 2010: Modelling Radiation fluxes in simple and complex environments – Basics of the RayMan model. International Journal of Biometeorology 54, 131-139.

Molenaar R.E., Heusinkveld B.G., Steeneveld G.J., (2016): Projection of rural and urban human thermal comfort in the Netherlands for 2050. Int. J. Climatol., 36, 1708–1723.

MacDonald R.W., 2000: Modelling the mean velocity profile in the urban canopy layer.

Boundary-Layer Meteorology, 97, 25–45.

Nastos, T.P. and A. Matzarakis, 2012: The effect of air temperature and human thermal indices on mortality in Athens, Greece, Theor. Appl. Climatol. 108:591–599.

Oke T.R., 1982: The energetic basis of the urban heat island. Q. J. R. Meteorol. Soc. 108(455): 1–24.

Sharafkhani, R., Khanjani, N., Bakhtiari B., Jahani Y. and J.S. Tabrizi, 2018: Physiological Equivalent Temperature Index and mortality in Tabriz (The northwest of Iran), Journal of Thermal Biology, 71,195-201.

Theeuwes N.E., Steeneveld G.J., Ronda R.J. and A.A.M. Holtslag, 2017: A diagnostic equation for the daily maximum urban heat island effect for cities in northwestern Europe. Int. J. Climatol., 37, 443–454

Meteorologica 2 - 2019

11

Globale straling meten met satellieten – terugblik op het zonnige jaar 2018 Jan Fokke Meirink, Hylke de Vries, Wouter Knap, Piet Stammes (KNMI) Inkomende zonnestraling ofwel globale straling (GHI, Global Horizontal Irradiance) is een essentiële atmosferische variabele. Behalve door de stand van de zon wordt GHI bepaald door de samenstelling van de atmosfeer: vooral bewolking en daarnaast ook aerosolen en waterdamp. GHI is een van de belangrijkste componenten in het oppervlakte-energiebudget. GHI reguleert onder meer de verdamping en bepaalt mede de temperatuur aan het oppervlak. Nauwkeurige metingen van globale straling zijn van belang voor tal van toepassingen zoals in de zonne-energiesector en in de tuinbouw. In dit artikel beschrijven we hoe GHI met meteorologische satellieten gemeten kan worden en analyseren we specifiek de observaties voor het jaar 2018, een voor Nederland uitzonderlijk zonnig jaar. Ten opzichte van de periode 2005-2017 was de jaargemiddelde GHI in 2018 tot wel 14% hoger, en waar normaliter de kustgebieden de meeste zonnestraling ontvangen, was dat in 2018 juist het binnenland.

Waarnemingen van zonnestraling GHI is gedefinieerd als de totale hoeveelheid zonnestraling, uitgedrukt in W/m2 of geïntegreerd in de tijd naar kWh/m2, die op een horizontaal deel van het aardoppervlak valt. In Nederland wordt GHI op ongeveer 30 KNMI-meetstations met pyranometers gemeten. Ook op basis van satellietmetingen kan GHI nauwkeurig worden bepaald. Voor Europa en Afrika zijn de Meteosat-satellieten van EUMETSAT van belang. Uit de metingen van deze geostationaire satellieten leiden we gegevens over wolken, neerslag en straling af, wat

Figuur 1. Anomalie van Meteosat GHI in Europa in 2018 ten opzichte van de referentieperiode 2005-2017.

Figuur 2. Anomalie van 500 hPa geopotentiële hoogte (contouren, in m) en 2m-temperatuur (kleuren, in oC) in de maanden april tot en met september ten opzichte van de periode 1981-2010.

12

Meteorologica 2 - 2019

inmiddels een dataset lopend van eind januari 2004 tot heden heeft opgeleverd, met een tijdsresolutie van 15 minuten (zie Kader 1 voor verdere details). Het grote voordeel van deze satellietwaarnemingen is dat ze een ruimtelijk homogene bedekking geven, zowel boven land als zee.

Zonnig 2018 De satellietwaarnemingen van GHI in Europa in 2018 zijn in Figuur 1 weergegeven als anomalie ten opzichte van de referentieperiode 2005-2017. Wat opvalt is dat het niet alleen in Nederland maar in heel Noordwest-Europa, inclusief Scandinavië, zeer zonnig was. In het Middellandse Zeegebied scheen de zon juist minder dan normaal. Deze verdeling hing samen met een hogedrukgebied dat zich een groot deel van het voorjaar en de zomer boven het continent bevond (Figuur 2). De bijbehorende, veelal oostelijke stroming leidde tot recordhoge temperaturen en grootschalige droogte in Noordwest-Europa.

De gemiddelde GHI in Nederland voor de referentieperiode en voor 2018 wordt in Figuur 3 getoond. Daaruit blijkt dat het hele land in 2018 meer zonnestraling ontving dan de normaal gesproken zonnigste provincie: Zeeland. De satellietwaarnemingen komen goed overeen met de volledig onafhankelijke metingen van het KNMI-meetnet, met een bias van 1.7% voor de referentieperiode en 1.4% voor 2018 over de 30 stations. Bekijken we de anomalie (Figuur 4), dan blijkt deze in Nederland maximaal rond de 14% te zijn geweest, namelijk in Twente en de Achterhoek. De anomalieën gemeten op de KNMI-stations, die ook in Figuur 4 zijn geplot, bevestigen het beeld van een aanzienlijk hogere instraling in 2018 dan gebruikelijk. Een directe vergelijking tussen de satelliet- en stationsmetingen in Figuur 5 laat een hoge correlatie van de anomalieën zien, waarbij de stationsmetingen zelfs een iets groter verschil in anomalie tussen het westen en (zuid)oosten van het land suggereren.

Kust versus landinwaarts Behalve de hoeveelheid zonnestraling was echter ook de verdeling over het land afwijkend, zoals duidelijker te zien is in een west-oost dwarsdoorsnede door Nederland (Figuur 6).

Normaal gesproken is het aan zee zonniger dan in het binnenland. Dit komt doordat in het voorjaar en in de zomer, wanneer de potentiële instraling het grootst is, de lucht in het binnenland snel kan opwarmen. Hierdoor ontstaan landinwaarts gemakkelijk stapelwolken. Aan de kust gebeurt dit minder

Figuur 3. Meteosat GHI in Nederland in 2005-2017 (links) en 2018 (rechts).

Station

GHI (kWh/m2) GHI (P2-P1)/P1 (%) 1981-2010 (P1) 2005-2017 (P2)

Eelde

977

1015

3.9

De Kooy

1065

1107

3.9

De Bilt

983

1028

4.6

Vlissingen

1073

1117

4.1

Maastricht

1020

1046

2.5

Tabel 1. Gemiddelde jaarlijkse GHI in kWh/m2 voor de perioden 19812010 en 2005-2017 en het relatieve verschil daartussen voor de vijf stations in Nederland waar globale straling sinds 1981 wordt gemeten.

Figuur 4. Anomalie van GHI voor Nederland in 2018 ten opzichte van de referentieperiode 2005-2017 (zoom-in van Figuur 1). Behalve de Meteosat-waarnemingen zijn ook de anomalieën voor de KNMI-meetstations geplot in witte cirkels en in dezelfde kleurenschaal.

Kader 1 – Satellietmetingen In 2002 lanceerde EUMETSAT het eerste exemplaar in een reeks van tweede-generatie Meteosat-satellieten (Meteosat Second Generation = MSG). Eind januari 2004 werd deze eerste MSG operationeel. Intussen bevinden zich al vier MSG’s in een geostationaire baan, waarvan de ‘prime’ satelliet doorgaans rond de 0-gradenmeridiaan gepositioneerd is.

Op de MSG’s bevindt zich de Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager (SEVIRI). Dit instrument meet elke 15 minuten gereflecteerd zonlicht en geëmitteerde thermische straling in 11 golflengtebanden met een ruimtelijke resolutie van 3x3 km2 in het sub-satellietpunt en daarnaast nog in een breedbandige zichtbaarlichtband met 1x1 km2 resolutie.

Op het KNMI is een set algoritmes ontwikkeld (genaamd CPP, Cloud Physical Properties, Roebeling et al., 2006) om wolkeneigenschappen uit deze spectrale metingen af te leiden, met name bedekkingsgraad, wolkentophoogte, fase (vloeibaar of ijs), optische dikte en effectieve deeltjesstraal.

Naast de satellietmetingen worden hiervoor modelgegevens van onder andere waterdamp en datasets van oppervlaktealbedo gebruikt. In de Climate Monitoring Satellite Application Facility (CM SAF) wordt CPP verder ontwikkeld en gebruikt om consistente datareeksen af te leiden voor klimatologische toepassingen (Benas et al., 2017). Hierbij wordt veel aandacht besteed aan kalibratie van de satellietmetingen (Meirink et al., 2013). Op het KNMI wordt CPP bovendien toegepast op de actuele MSG-SEVIRI-metingen.

Op basis van de CPP-wolkeneigenschappen en informatie over aerosolen uit de Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) worden bovendien ook met breedbandige stralingstransportberekeningen de GHI en de directe en diffuse componenten daarvan bepaald. Dit specifieke algoritme heet Surface Insolation under Clear and Cloudy skies derived from SEVIRI (SICCS: Deneke et al., 2008; Greuell et al., 2013). Deze informatie is actueel beschikbaar op http:// msgcpp.knmi.nl. Greuell et al. (2013) vonden op basis van vergelijkingen met hoge-kwaliteit grondmetingen van het Baseline Surface Radiation Network (BSRN) in Europa een bias in GHI tussen de 0 en 6 % (mediaan 2%).

Meteorologica 2 - 2019

13

snel omdat de zee een koelende werking heeft. In 2018 bleven onder invloed van een stabiele, vaak oostelijke stroming de stapelwolken landinwaarts uit. De zonnestraling was daar dus hoog, zelfs iets hoger dan aan de kust, waar soms wolkenvelden van zee kwamen binnendrijven. Het is aannemelijk dat boven land de ernstige droogte heeft gezorgd voor een afname van verdamping, een verdere onderdrukking van wolkenvorming en daarmee een toename van instraling. De droogte was in het (zuid-)oosten van het land het hevigst (Sluijter et al.,

Figuur 5. Vergelijking tussen Meteosat-waarnemingen en metingen op de KNMI-stations van GHI-anomalieën in 2018.

Figuur 6. GHI voor 2005-2017 (blauw) en 2018 (rood) langs een westoost dwarsdoorsnede door Nederland op 52 °N.

Figuur 7. Anomalie van GHI van West- naar Oost-Nederland voor het gehele jaar 2018 en voor de zes maanden met de hoogste instraling afzonderlijk ten opzichte van 2005-2017.

14

Meteorologica 2 - 2019

2018), overeenkomstig met de hoogste waarden van GHI. Vrijwel elke maand van 2018 was zonniger dan normaal.

Juli springt eruit met een relatief zeer hoge instraling (Figuur 7), terwijl juni ongeveer normaal verliep. In mei valt het grote verschil tussen land en zee op: dit wordt vooral verklaard door een aantal dagen waarop boven zee hardnekkige mist bleef hangen, ook wel zeevlam genoemd. Een voorbeeld hiervan was 20 mei 2018, toen het langs een groot deel van de Nederlandse kust mistig bleef (Figuur 8). Om de aandacht te richten op de maanden met de meeste instraling zijn de herfst- en wintermaanden niet in Figuur 7 opgenomen. Daardoor is de relatief zonnigste maand hier niet zichtbaar, dat was namelijk februari met GHI-anomalieën tot wel 45-50%.

In de Figuren 3 en 6 valt op dat de GHI in 2018 vergelijkbare, ruimtelijk kleinschalige patronen heeft als de GHI in de referentieperiode. Een belangrijke verklaring hiervoor hangt samen met het oppervlaktealbedo. Zoals nader geanalyseerd in Kader 2 leiden variaties in het oppervlaktealbedo tot overeenkomstige variaties in de GHI door meervoudige reflectie tussen het oppervlak en de wolken.

Trends In onze analyses is vanwege de beschikbaarheid van Meteosatmetingen een referentieperiode van 2005-2017 gehanteerd, terwijl de ‘normaal’ doorgaans als een 30-jarige periode wordt gedefinieerd, in dit geval 1981-2010. In Tabel 1 is voor de vijf KNMI-stations met voldoende lange meetreeksen het verschil in GHI tussen deze periodes weergegeven. Gemiddeld over de stations is GHI in de recente periode 3.8% hoger. Dit betekent dat de anomalieën ten opzichte van de gebruikelijke normaal nog hoger zouden uitvallen dan hier gerapporteerd.

Tijdreeksen voor de stations laten significante langjarige trends (sinds 1981) zien van 2.0 tot 2.9% per decennium (Figuur 10). Boers et al. (2017) tonen aan dat de toename in GHI voor een belangrijk deel kan worden toegeschreven aan een afname in de hoeveelheid aerosolen, een fenomeen dat bekend staat als brightening volgend op een periode van dimming eerder in de twintigste eeuw (Wild et al., 2005). Wolken spelen echter ook een rol, waarbij volgens Boers et al. (2017) een toename in de bedekkingsgraad meer dan gecompenseerd wordt door een verdunning van de bewolking, leidend tot een positieve trend in instraling. Terwijl aerosolen gelijkmatig veranderen, is de interjaarlijkse variatie in bewolking aanzienlijk en grotendeels verantwoordelijk voor de variatie in instraling (Figuur 10). Zo was 2018 dus een jaar met zeer weinig bewolking, waardoor voor alle stations behalve De Kooy de GHI in 2018 de hoogste waarde bereikte sinds 1981.

Figuur 8. Beeld van de Aqua-MODIS-satelliet op 20 mei 2018 om ongeveer 13:30 uur lokale tijd. Bron: NASA-Worldview.

endien toegepast op de over actuele MSG-SEVIRI-metingen.

Op basis van de Monitoring CPPschappen en informatie aerosolen uit de Copernicus Atmosphere genschappen en informatie over aerosolen uit de Copernicus Atmosphere Monitoring S) worden bovendien ook met breedbandige stralingstransportberekeningen de GHI en AMS) worden bovendien ook met breedbandige stralingstransportberekeningen de GHI en diffuse componenten Toekomst daarvan bepaald. Dit specifieke algoritme heet Surface Insolation e en diffuse componenten daarvan bepaald. Dit specifieke algoritme heet Surface Insolation De skies KNMI’14 klimaatscenario’s voorzien slechts eteen and Cloudy derived from SEVIRI (SICCS: Deneke al.,kleine 2008; Greuell et al., 2013). ar and Cloudy skies derived from SEVIRI (SICCS: Deneke et al., 2008; Greuell et al., 2013). verandering in jaarlijkse GHI tot het eind van de eeuw (2071atie is actueel beschikbaar op http://msgcpp.knmi.nl.

Greuell et al. (2013) vonden op rmatie is actueel op http://msgcpp.knmi.nl.

Greuell et al.

2100), beschikbaar tussen de vier scenario’s variërend van -0.9% tot (2013) vonden op rgelijkingen grondmetingen Baseline Surface Radiation vergelijkingenmet methoge-kwaliteit hoge-kwaliteit grondmetingen vanvan het het Baseline Surface Radiation RN) in Europa een bias in GHI tussen de 0 en 6 % (mediaan 2%).

Kadereen 2 –bias Invloed oppervlaktealbedo op2%).

GHI BSRN) in Europa in GHI van tussen de 0 en 6 % (mediaan In de Figuren 3 en 6 is duidelijk te zien dat de globale straling in 2018 en het langjarige gemiddelde op kleine schaal Invloed oppervlaktealbedo op loed vanvan oppervlaktealbedo opGHI GHI veel overeenkomsten vertoont. Een belangrijke verklaring ren 3 en 6 is duidelijk te zien dat de in 2018 en het gemiddelde 3 en 6 isvoor deze gezamenlijke variaties is het albedo van het onderduidelijk te zien dat deglobale globalestraling straling in 2018 en langjarige het langjarige gemiddelde schaal veelliggende oppervlak, A overeenkomsten vertoont.

Een belangrijke verklaring voor deze gezamenlijke . Hoe werkt dit? Straling die aan het aal veel overeenkomsten vertoont.

Een belangrijke verklaring voor deze gezamenlijke s s het albedo van hetwordt onderliggende oppervlak, . Hoe werkt dit?

Straling die aan het oppervlak weerkaatst, wordt door de wolken deels et albedo van het onderliggende oppervlak, . Hoe werkt dit? Straling die aan het wordt weerkaatst, wordt door de wolken deels weer teruggekaatst weer teruggekaatst volgens het albedo van de hemel, Asky. Dit volgens het albedo ordt weerkaatst, wordt wolkenreeks deels weertot: teruggekaatst volgens het albedo herhaalt zich in een oneindige reeks en leidt tot: mel, . Dit herhaalt zich door in een de oneindige en leidt

,

. Dit herhaalt zich in een oneindige reeks en leidt tot:

Figuur 10. Jaarlijkse GHI voor vijf KNMI-meetstations. De getrokken lijnen geven de tijdreeksen van 1981 tot en met 2017, de gestippelde lijnen de bijbehorende lineaire fits. De trends in % per decennium relatief de GHI aanduidt en de GHI voor een zwart oppervlak. Voor een typische wolkenten opzichte van 1981 en de bijbehorende 95% betrouwbaarheidsinterwaarin G de GHI aanduidt en G0 de GHI voor een zwart dikte 8 oppervlak. geven stralingstransportberekeningen aan dat : GHIvan aanduidt en Voor deeen GHItypische voor een zwart oppervlak.

Voor een typische wolkenvallen zijn in de legenda weergegeven. GHI in 2018 is weergegeven door wolken-optische dikte van 8 cirkels en is niet meegenomen in de fit. geven stralingstransportberekeningen aan dat: e van 8 geven stralingstransportberekeningen aan dat :

re woorden: een verandering van 2% in leidt tot een relatieve verandering van 1% in +1.4%. In de zomer zijn de verwachte veranderingen groter: neemt traling. Figuur 9 laat voor het landgedeelte van de dwarsdoorsnede van GHI Figuur 6 demet name in de scenario’s waarin de circulatie woorden: een verandering van 2% leidt tot een relatieve verandering van 1% in leidt tot verandert toe met 5.5% (G -scenario) en 9.5% (WH-scenario) ng tussen Met andere woorden: een verandering van 2% in A deze afwijkingen zien.

Ze in corresponderen inderdaad behoorlijk goed qua s H een relatieve verandering van 1% in globale straling. Figuur omdat periodes met droogte en minder bewolking door de ng.

Figuur 9 laat voor het landgedeelte van de dwarsdoorsnede van Figuur 6 de e en de correlatiecoëfficiënt tussen en GHI is respectievelijk 0.53 en 0.54 voor 2018 en 9 laat voor het landgedeelte van de dwarsdoorsnede van frequentere oostenwind daarin vaker voorkomen. Deze vertussen deze Ze van corresponderen inderdaad goed qua ologie. Los van afwijkingen deze werkelijkezien. invloed het oppervlaktealbedo op debehoorlijk globale straling, Figuur 6 de vergelijking tussen deze afwijkingen zien. Ze wachte langetermijnveranderingen zijn echter nog behoorlijk r de ookcorrelatiecoëfficiënt systematische waarneemfouten ontstaan op het moment dat het albedo verkeerd tussen en GHI is respectievelijk 0.53 en 0.54 voor en met de waargenomen toename in de corresponderen inderdaad behoorlijk goed qua amplitude en onzeker en 2018 vergeleken schat.

Dit is zichtbaar in Figuur 3 waar een waarschijnlijk te lage GHI boven ondiep water de deze correlatiecoëfficiënt tussen van As en is respectievelijk op de laatste decennia bovendien niet erg groot. gie. Los van werkelijke invloed hetGHI oppervlaktealbedo globale straling, ok, IJsselmeer) verband houdt met een te lage schatting van het albedo.

Ten slotte bestaan 0.53 en 0.54 voor 2018 en de klimatologie.

Los van deze

Een goede monitoring van GHI blijft ook de komende ok systematische waarneemfouten ontstaan op het moment dat het albedo verkeerd werkelijke invloed van het oppervlaktealbedo op de globale jaren mogelijk met de huidige Meteosat-satellieten. EUMETat. Dit is zichtbaar in Figuur 3 waar een waarschijnlijk te lage GHI boven ondiep water straling, kunnen er ook systematische waarneemfouten ontSAT is intussen al druk bezig met de derde generatie Meteosat Jsselmeer)staan op het moment dat het albedo verkeerd wordt geschat. verband houdt met een te lage schatting van het albedo. Ten slotte bestaan (MTG), waarvan de eerste rond 2021 gelanceerd zal worden Dit is zichtbaar in Figuur 3 waar een waarschijnlijk te lage en waarop een instrument met meer spectrale kanalen en een GHI boven ondiep water (kuststrook, IJsselmeer) verband hogere resolutie in ruimte en tijd geplaatst zal worden. De houdt met een te lage schatting van het albedo. Ten slotte algoritmes om GHI te bepalen kunnen met deze extra informabestaan er reële effecten van het landoppervlak op bewoltie nog verder worden aangescherpt door wolken en aerosolen king en daarmee op GHI. Teuling et al. (2017) lieten zien beter te kwantificeren. dat boven twee grote bosgebieden in Frankrijk systematisch meer bewolking voorkomt dan in de omgeving. Dit geldt Referenties Benas, N., Finkensieper, S., Stengel, M., van Zadelhoff, G.-J., Hanschmann, T., Hollmann, R., waarschijnlijk ook voor de Veluwe, terwijl bovendien de and Meirink, J. F., 2017: The MSG-SEVIRI-based cloud property data record CLAAS-2, orografie nog aan de vorming van meer bewolking kan bijEarth System Science Data, 9, 415–434, doi:10.5194/essd-9-415-2017.

Boers, R., Brandsma, T., and Siebesma, A. P., 2017: Impact of aerosols and clouds on dragen.

Figuur 9. Relatieve afwijking van GHI voor 2018 en 2005-2017 (vermenigvuldigd met 2) en absolute afwijking van het oppervlaktealbedo van mei tot en met augustus ten opzichte van een lopend gemiddelde langs het deel van de 52 °N doorsnede boven land.

decadal trends in all-sky solar radiation over the Netherlands (1966–2015), Atmos.

Chem. Phys., 17, 8081-8100, https://doi.org/10.5194/acp-17-8081-2017.

Deneke H. M., A. J. Feijt, and R. A. Roebeling, 2008: Estimating surface solar irradiance from Meteosat SEVIRI-derived cloud properties, Remote Sens. Environ., 112, 3131– 3141, doi:10.1016/j.rse.2008.03.012.

Greuell, W., Meirink, J. F., and Wang, P., 2013: Retrieval and validation of global, direct, and diffuse irradiance derived from SEVIRI satellite observations, Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 118, 2340–2361, doi:10.1002/jgrd.50194.

Meirink, J. F., Roebeling, R. A., and Stammes, P., 2013: Inter-calibration of polar imager solar channels using SEVIRI, Atmos. Meas. Tech., 6, 2495–2508, doi:10.5194/amt-62495-2013.

Roebeling, R. A., A. J. Feijt, and P. Stammes, 2006: Cloud property retrievals for climate monitoring: Implications of differences between Spinning Enhanced Visible and Infrared Imager (SEVIRI) on METEOSAT-8 and Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) on NOAA-17, J. Geophys. Res., 111, D20210, doi:10.1029/2005JD006990.

Sluijter, R., Plieger, M., Van Oldenborgh, G. J., Beersma, J. en De Vries, H., 2018: De droogte van 2018: Een analyse op basis van het potentiële neerslagtekort, KNMIrapport, 117162, 37pp.

Teuling, A. J., Taylor, C. M., Meirink, J. F., Melsen, L. A., Miralles, D. G., van Heerwaarden, C. C., Vautard, R., Stegehuis, A. I., Nabuurs, G.-J., and de Arellano, J. V.-G., 2017: Observational evidence for cloud cover enhancement over western European forests, Nature Communications, 8, 14 065, doi:10.1038/ncomms14065.

Wild, M., Gilgen, H., Roesch, A., Ohmura, A., Long, C. N., Dutton, E. G., Forgan, B., Kallis, A., Russak, V., and Tsvetkov, A., 2005: From dimming to brightening: decadal changes in solar radiation at Earth’s surface, Science, 308, 847, https://doi.org/10.1126/science.1103215.

Meteorologica 2 - 2019

15

Bewaking van het weer voor het Nederlandse spoornet Ben Lankamp, Noud Brasjen (Infoplaza BV) In de winters van 2009/2010 en 2010/2011 kwamen meerdere situaties voor met flinke sneeuwval die hebben geleid tot grote ontregeling van de treindienstregeling in Nederland. Dit is de belangrijkste aanleiding geweest voor spoorbeheerder ProRail om een eigen ‘weerbureau’ op te richten. Het weerbureau is ondergebracht in het OCCR (Operationeel Controle Centrum Rail) in Utrecht. In het OCCR zitten ProRail en andere spoorbedrijven (bijvoorbeeld NS, Arriva, Connexxion, DB Schenker, Strukton) 24 uur per dag, zeven dagen in de week bij elkaar. Als er weersomstandigheden dreigen die verstorend kunnen zijn voor het treinverkeer, wordt tot acht dagen van tevoren een weercode afgegeven. De afgifte van weercodes is gebonden aan vastomlijnde criteria. Zo kunnen er tijdig maatregelen worden genomen, opdat verstoringen worden voorkomen of sneller opgelost. In elk geval dient het treinverkeer zo veel mogelijk beheersbaar te blijven. In bepaalde gevallen kan dat bespoedigd worden door het treinverkeer preventief te beperken of zelfs helemaal stil te leggen.

Nederland heeft het drukst bereden spoornet van Europa.

Er worden jaarlijks ruim 3 miljoen treinritten gemaakt over het Nederlandse spoor. Er ligt in totaal ruim 7.000 kilometer spoor, van Eijsden tot Den Helder en van Roodeschool tot Vlissingen. Daarbij horen 2.589 overwegen, waarvan 1598 beveiligd, iets meer dan 7.000 wissels, en 12.000 seinen. Er zijn daarnaast een heel palet aan ‘kunstwerken’, zoals spoorviaducten, bruggen en tunnels. Voor treinreizigers zijn er 400 stations, waarvan enkele alleen gebruikt worden voor speciale gelegenheden (bijvoorbeeld halte Amsterdam ArenA).

Het weerbureau van ProRail maakt zelf geen weersverwachtingen, maar besteedt dit uit aan een weerdienstleverancier. Tussen 2010 en 2015 was dit MeteoGroup, en sindsdien wordt deze rol ingevuld door Infoplaza BV. De bewaking voor het HSL-traject wordt nog steeds door MeteoGroup verzorgd.

De taak van het weerbureau is het afstemmen van de weersinformatie met de leverancier en vertaling naar risico’s en beheersmaatregelen aangeleverd door de spoorbranche.

Bliksemontladingen kunnen door kortsluiting elektronica verstoren of zelfs vernielen.

In het herfstseizoen zorgt bladval van bomen met enige regelmaat voor zeer gladde sporen. Op treinstations wordt vooral gewaakt voor gladheid van de perrons door bevriezing of ijzel. Overvloedige neerslag, extreme hitte of strenge kou kan ook tot problemen leiden. Op hete dagen kunnen treinrails zodanig uitzetten (spoorspatting) dat treinen kunnen ontsporen, en ook kunnen sommige spoorbruggen dan niet meer open of dicht.

In de praktijk blijken regen en bladval voor het grootste verlies in punctualiteit te zorgen. Op een regenachtige dag duurt het in- en uitstappen van reizigers langer. Bladeren op de rails zorgen ervoor dat het optrekken en afremmen van treinen meer tijd kost. Aan de andere kant hebben problemen door sneeuw of rijpvorming een grotere kans op olievlekwerking: de treindienstregeling kan dan in korte tijd over een groot gebied ontregeld raken.

Bladval en regen zorgen voor meeste vertragingen Het weer kan bij de treinenloop voor allerlei problemen zorgen: door sneeuwval ontstaan storingen in wissels en is er kans op beschadiging van treinen; door harde wind waaien takken in de bovenleiding en vallen bomen op het spoor.

Weercriteria en weercode Om te bepalen wanneer het weer tot problemen kan leiden en eventuele maatregelen nodig zijn, heeft het weerbureau van ProRail in samenwerking met Infoplaza en andere spoorbedrijven ‘weercriteria’ opgesteld. Als een criterium of meerdere

Binnen 8 dagen

Binnen 48 uur

Weercode 1

Weercode 2

Weercode 3

Sneeuwval

> 10% kans op 1.5 cm

> 10% kans op 1.5 cm

> 10% kans op 3 cm

Wind

> 9 Bft

> 9 Bft

> 10 Bft

Windstoten

zomer: > 80 km/uur winter: > 100 km/uur

zomer: > 80 km/uur winter: > 100 km/uur

zomer: > 90 km/uur winter: > 110 km/uur

Onweer

> 30% kans op matig of > 30% kans op matig of > 70% kans op zwaar zwaar onweer zwaar onweer onweer

IJzel

> 30% kans op 0.5 mm/u

Rijp op bovenleiding

> 10% kans op matige of > 10% kans op matige of > 40% kans op ruige rijp zware rijpvorming zware rijpvorming van 1 mm/uur en som minimaal 10 mm

> 30% kans op 0.5 mm/u

Tabel 1. Overzicht weercriteria voor uitgave van een ‘weercode’ voor het Nederlandse spoor.

16

Meteorologica 2 - 2019

> 80% kans op 0.5 mm/u

criteria op een treintraject ergens in Nederland worden overschreden, wordt er een weercode afgegeven, op een schaal van 1, 2 of 3.

Als de overschrijding plaatsvindt binnen 8 dagen, wordt weercode 1 afgegeven. Wanneer een overschrijding binnen 48 uur dreigt, wordt er opgeschaald naar weercode 2 of 3. Voor weercode 3 gelden zwaardere criteria en daarbij horen ook meer ingrijpende maatregelen. In Tabel 1 is een overzicht van de weercriteria opgenomen.

In het geval van onweer wordt onderscheid gemaakt tussen matig en zwaar onweer, op basis van het verwachte aantal ontladingen per 5 min, en per km2. Bij rijpvorming wordt het onderscheid tussen matige of zware rijpvorming gemaakt op basis van de verwachte rijpaanzetting (groei ijsdikte) in mm/ uur. De drempel verschilt per rijpsoort.

Er zijn enkele weergerelateerde situaties waarvoor geen weercode wordt afgegeven, maar waaraan wel aandacht wordt besteed. De belangrijkste zijn mist, overvloedige regenval (50% kans op 50 mm in 24 uur of 50% kans op 75 mm in 5 dagen) en gladheid van spoorrails door bladval.

Gladde sporen door bladval In de herfstmaanden veroorzaken vooral platgereden bladeren zeer gladde sporen. In combinatie met vocht ontstaat er een organische gladde laag op de rails. Vanwege slippen bij het optrekken of remmen van een trein kunnen onveilige situaties ontstaan.

Door het slippen van de wielen ontstaan er beschadigingen (‘vierkante wielen’) die direct gerepareerd moeten worden, waardoor treinen kunnen uitvallen. Daarnaast passen machinisten de snelheid aan, waardoor vertraging kan ontstaan.

Tevens wordt extra personeel op stations gestationeerd om het in- en uitstapproces van reizigers te versnellen om daarmee eventuele vertragingen te verminderen.

Om een verwachting te maken van gladde sporen door bladval heeft Infoplaza een speciaal bladvalmodel ontwikkeld.

Aan de ontwikkeling van dit model is een zoektocht in de vakliteratuur voorafgegaan, waaruit bleek dat er zeer weinig bekend is over het afsterven van bladeren. Een fysische parameterisatie bleek daarom niet mogelijk. Er is derhalve gekozen om een statistische analyse te maken door meldingen van gladde sporen uit het verleden te combineren met historische weergegevens.

Uit deze analyse is gebleken dat problemen met gladde sporen vooral afhankelijk zijn van hoe hard het regent. De problemen zijn groter bij druilerig weer dan op dagen waarop sprake is van een plensbui. Verder speelt de wind een belangrijke rol. Uit de analyse kwam namelijk naar voren dat er een minimale windsnelheid vereist is om voldoende bladval te genereren, want bij zwakkere wind kwamen geen of weinig problemen voor. Indien het zeer onstuimig is, kan de wind ook té krachtig zijn: de bladeren komen dan niet op de rails tot rust maar verdwijnen naar andere plekken.

Dag -2

Dag -1

±16:00

09:00-11:00

Zulke variaties in het weer worden gecombineerd met gegevens in het bomenbestand, die worden afgeleid uit de NDVIindex (deze Normalized Difference Vegetation Index geeft levende vegetatie weer door infrarood- en zichtbaar-lichtbeelden te combineren) uit METEOSAT-beelden. Uiteindelijk leidt dit alles tot een gedetailleerde landelijke kaart waarop per traject een slipindicatie zichtbaar is.

Besluitvorming voor aanpassen dienstregeling De weerdienstleverancier is medeverantwoordelijk voor het tijdig signaleren van overschrijdingen van de weercriteria.

Zodra een weercode wordt afgegeven, vindt dagelijks (en meerdere malen per dag) contact plaats tussen de weerprovider, het weerbureau van ProRail en het OCCR. Dit gebeurt in hoofdzaak via e-mail en telefoon, waarbij de actuele weersverwachting en de overschrijdingen worden besproken.

Zodra sprake is van weercode 2 of 3 kan op het OCCR het initiatief worden genomen om besluitvorming op te starten.

Dit betekent dat aanzet wordt gegeven tot een besluit om ingrijpende maatregelen te nemen, teneinde de verwachte weersomstandigheden het hoofd te bieden. De maatregelen kunnen relatief eenvoudig zijn, maar in het uiterste geval ook leiden tot het beperken van de treindienstregeling of zelfs tot het besluit om helemaal geen treinen te laten rijden.

De besluitvorming verloopt volgens een vastomlijnde procedure (Tabel 2). Een meteoroloog van Infoplaza doet rechtstreeks mee aan de vergaderingen via video-conferencing of ter plaatse in het OCCR. Deze gespecialiseerde meteoroloog geeft een briefing en maakt daarbij gebruik van speciaal geprepareerde kaarten die de situatie bondig samenvatten. De deelnemers aan de vergadering kunnen ook gerichte vragen aan de meteoroloog stellen, bijvoorbeeld over de timing of regionalisatie van een weerverschijnsel.

In de vergadering wordt een beeld gevormd van het weer (middels de briefing van de meteoroloog), de situatie op het spoor, de bestaande problemen en de mogelijke risico’s. Op basis daarvan worden besluiten genomen.

Zeer zware storm op 18 januari 2018 Een voorbeeld van een extreme weersituatie met grote impact op het treinverkeer was de zeer zware storm van 18 januari 2018. Op 17 januari kwam voor de kust van Newfoundland een kleine depressie tot ontwikkeling. Dit lagedrukgebied trok dankzij een bijzonder sterke straalstroom van ruim 250 km/uur met grote snelheid in de richting van Europa. Op 18 januari trok dit lagedrukgebied over het Waddengebied naar Duitsland. Aan de zuidflank hiervan kwamen boven Nederland enige tijd zware tot zeer zware windstoten voor met veel schade en grote overlast tot gevolg. Er vielen zelfs twee doden.

Uit een analyse van het KNMI [1] blijkt dat deze storm tot de tien zwaarste stormen sinds 1 januari 1971 behoort. Het zogenoemde ‘stormgetal’, eerder besproken in Meteorologica Dag van extreem weer

14:00-16:00

Doorlopend

Initiatief tot Weerbriefing, besluit tot voor- Briefing, besluit tot uitvoeren Informeren over laatste besluitvorming bereiden maatregelen. maatregelen. ontwikkelingen Tabel 2. Procedure en tijdpad voor besluitvorming.

Meteorologica 2 - 2019

17

Figuur 1. Briefingkaart voor 18 januari 2018, uitgegeven op 17 januari om 11.00 uur.

[2], bedraagt 24.4 en staat daarmee op plek 8 in de ranglijst.

Op de eerste plaats staat 25 januari 1990, met een stormgetal van 78.7.

Op basis van onder andere de ensembleverwachting van het ECMWF werd op 13 januari, vijf dagen van tevoren, opgeschaald naar weercode 1 voor een kans op veel wind op 18 januari. Op dat moment werd de kans op zeer zware windstoten van 110 km/uur in de kustprovincies reeds op 40 tot 50% geschat. Twee dagen later, op 15 januari, werd ‘s avonds opgeschaald naar weercode 2, waarbij de kans-inschatting ongewijzigd bleef. Er werd vervolgens besloten om al op 17 januari de besluitvorming te doorlopen.

Aan dit overleg nam een meteoroloog van Infoplaza via video conference deel. De kans op zeer zware windstoten van 100 km/uur werd ingeschat op 95% en de kans op windstoten van 110 km/uur werd verhoogd naar 60%. Het verwachte weerbeeld van de dag werd samengevat in een briefingkaart, weergegeven in Figuur 1. Er is uiteindelijk besloten om in heel Nederland minder treinen te laten rijden (een zogenoemde Landelijk Uitgedunde Dienstregeling of LUD).

Op 18 januari stond langs de westkust uiteindelijk enige uren lang een stevige storm, her en der zware storm, windkracht 9 tot 10, kortstondig zelfs een zeer zware storm, 11 Bft. De zwaarste gemeten windstoot was 144 km/uur op de windmeetpaal bij Hoek van Holland. Maar ook landinwaarts kwamen zeer zware windstoten voor, in De Bilt werd bijvoorbeeld 122 km/uur gemeten, de hoogste windsnelheid sinds de storm van 25 januari 1990.

Tijdens de ochtend van 18 januari constateerde de meteoroloog dat de storm nog heftiger zou kunnen uitpakken.

18

Meteorologica 2 - 2019

Daarom werd na beraad met de meteoroloog van Infoplaza om 10.00 uur besloten het treinverkeer tijdelijk te staken. De opgetreden windstoten waren sterker dan de dag ervoor ingeschat, bovendien kwamen deze verder landinwaarts. Vanaf 17.00 uur gingen de treinen geleidelijk weer rijden, en om 19.30 waren de meeste trajecten weer vrij van obstakels.

Alhoewel het rijden van treinen enkele uren onmogelijk was vanwege het stormweer, heeft de tijdige signalering van het naderende extreme weer ertoe geleid dat het treinverkeer relatief snel kon worden hersteld. Gevaarlijke situaties op het spoor en de stations bleven hierdoor beperkt. Dit komt omdat ProRail al dagen van tevoren de benodigde storingsploegen paraat kon stellen. Door reeds minder treinen te laten rijden kon bovendien worden voorkomen dat veel meer schade ontstond.

De stormsituatie van 18 januari 2018 demonstreert de gevoeligheid van het Nederlandse spoor voor extreem weer, maar ook het nut van signalering en communiceren van de kansen op dergelijke situaties tot acht dagen van tevoren.

Daarbij streven ProRail en Infoplaza gezamenlijk naar betere beslissingsmodellen en naar een optimale vaststelling van de weercriteria, zodat ze aansluiten bij de huidige risico’s van het spoornetwerk en het (nieuwe) materieel dat ervan gebruik maakt.

Literatuur

1. Sluijter, R., Code rood voor zeer zware windstoten op 18 januari 2018. KNMI.nl.

[Online] 18 januari 2018. https://www.knmi.nl/kennis-en-datacentrum/achtergrond/ code-rood-voor-zeer-zware-windstoten-op-18-januari-2018.

2. Tijm, S., Het stormgetal. December 2018, Meteorologica, pp. 12-15.

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.

Voorbereiden, waarschuwen en adviseren

In ons dichtbevolkte land van water, wind en dijken leven we al eeuwenlang met de elementen. Nu de aarde opwarmt, de zeespiegel stijgt en extreem weer vaker voorkomt, groeit de kans dat het weer ons onaangenaam verrast.

De weerkamer van het KNMI staat 24/7 paraat om Nederlanders te waarschuwen als er gevaarlijk of extreem weer dreigt. Tijdig, gericht en met oog voor de impact van het verwachte weer.

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 2017 succesvol is gelanceerd. TROPOMI is de opvolger van OMI, en brengt de mondiale luchtkwaliteit in kaart. Ook wordt gewerkt aan innovatieve metingen met kleine sensoren op de grond. Op het gebied van modellering wordt gewerkt aan het HARMONIE hogeresolutie model.

Werken bij het KNMI?

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.

Evalueren, onderzoek en wetenschap

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 - 2019

19

April opnieuw warm en zonnig – de seizoenen schuiven op Aarnout van Delden (IMAU, Universiteit Utrecht) In een warm voorjaar, zoals dat van 2019, staan alle bomen halverwege april al volop in blad, terwijl we daar in een koud voorjaar, zoals in 2017, tot in mei op moeten wachten (Figuur 1). Deze eeuw telt 20 aprilmaanden. Daarvan staan zeven in de top-tien warmste aprilmaanden in De Bilt sinds 1901. Met een gemiddelde temperatuur van 10.9 °C in De Bilt, staat ook april 2019 in deze top-tien. April en in mindere mate mei zijn in Nederland in de afgelopen 40 jaar veel sneller opgewarmd dan andere maanden. De lente schuift dus op richting de winter. Hoe komt dat? Dit artikel laat zien dat de luchtdrukverdeling nabij het aardoppervlak in april is veranderd, waardoor relatief koude noordelijke winden minder intens zijn of minder vaak voorkomen.

De oorzaak van deze verandering zou kunnen liggen in de oceaan, of in de stratosfeer, waar iets vreemds aan de hand is, want de winter in de stratosfeer houdt deze eeuw juist langer aan.

In Nederland is sprake van een veel sterkere opwarming in april dan in alle andere maanden van het jaar. Tot in de jaren 1980 lag de gemiddelde temperatuur in De Bilt in april (de rode curve in Figuur 2), met slechts 8 °C, ongeveer 1 °C onder de jaargemiddelde temperatuur (de blauwe curve in Figuur 2).

Als we de trendanalyse van Figuur 2 mogen geloven dan is 11 °C inmiddels de normale gemiddelde temperatuur van zowel april als van het hele jaar. In 2007, 2009, 2011, 2014 en 2018 kwam de gemiddelde temperatuur in april zelfs flink boven de jaargemiddelde temperatuur uit. April 2019 was, althans wat betreft de temperatuur, een vrij normale maand, want de gemiddelde temperatuur van deze maand lag precies op de trendlijn (Figuur 2).

De jaargemiddelde temperatuur in De Bilt is in 120 jaar ruim 2 °C gestegen. Deze temperatuurstijging wordt toegeschreven aan de toename van de CO2 concentratie van 300 ppmv in 1900 naar 410 ppmv in 2019. De gemiddelde temperatuur in april is echter veel sneller gestegen, namelijk met 3.5 °C! Welke processen hebben aan de versterkte opwarming van april bijgedragen? Op deze vraag probeert dit artikel een antwoord te vinden, maar eerst moeten we nagaan waarom april tot 40 jaar geleden relatief zo koud was ten opzichte van het jaargemiddelde? Om op deze vraag een antwoord te vinden bestuderen we de zonneschijn en daarna de veranderingen in de atmosferische circulatie in april.

Zonneschijnduur en circulatie De zonneschijnduur in De Bilt in april kwam in de jaren 19701980 gemiddeld uit op 152 uren en in de jaren 2000-2010 op 199 uren. April 2019 telde zelfs 247 uren zonneschijn. Sinds het einde van de jaren 1970 zijn zwaveldioxideconcentraties met minstens een factor 10 afgenomen [1]. Waterdamp hecht zich aan zwaveldioxide waardoor de kans op mist en laaghangende bewolking vóór 1980 groter was dan nu. Waarschijnlijk is de toegenomen zonneschijn dus een gevolg van een significante reductie van de luchtvervuiling [2, 3, 4]. Zonneschijn-

Figuur 1. Een oude beuk vol in blad in Groenekan op 19 april 2019 (links) en dezelfde beuk op de laatste dag van de koude aprilmaand van 2017 (rechts).

20

Meteorologica 2 - 2019

duur en daggemiddelde temperatuur in april zijn in De Bilt positief gecorreleerd. Een onbewolkte dag is in De Bilt gemiddeld 2 °C warmer dan een geheel bewolkte dag. Voor een deel kan de temperatuurstijging in april dus verklaard worden door de toegenomen zonneschijn.

In april breidt het Azorenhogedrukgebied zich, mede door de lage zeewatertemperaturen, naar het noorden uit, tot aan IJsland. Hierdoor gaat de wind in Nederland uit het noordwesten waaien waarmee soms zeer koude lucht uit het Noordpoolgebied wordt aangevoerd. Het lijkt erop dat deze situatie zich tegenwoordig minder frequent voordoet. De voorraad koude lucht in het Arctische gebied aan het eind van de winter is in deze eeuw minder uitgesproken. Tegelijkertijd is de frequentie van het optreden van aflandige wind in april onder invloed van een verandering van het luchtdrukpatroon aan het aardoppervlak bijna verdubbeld. Figuur 3 toont het luchtdrukverschil aan het aardoppervlak in april in de relatief warme jaren 2000-2010 ten opzichte van de relatief koude jaren 1970-1980. Tijdens de warme periode 2000-2010 was de luchtdruk aan het aardoppervlak boven de Noord Atlantische Oceaan lager en boven Scandinavië juist hoger dan in de periode 1970-1980. Hierdoor was de noordwestenwind in de meest recente periode zwakker en kwam de lucht in Nederland vaker uit het zuidoosten. Bij zuidoosten wind is de temperatuur in april in De Bilt gemiddeld ongeveer 4.5 °C hoger dan bij noordenwind. Dit is de belangrijkste verklaring voor de relatief warme april maanden in de recente periode.

Oceaan Wat is de verklaring voor de verandering van het luchtdrukpatroon nabij het aardoppervlak? Het antwoord op deze vraag is niet makkelijk te geven. Moeten we de verklaring zoeken bij de Atlantische Multidecenniale Oscillatie (AMO)? De “AMO-index” is een maat voor de gemiddelde temperatuur van het oppervlak van de Noord-Atlantische Oceaan. De AMO ondergaat een oscillatie met een periode van 60 tot 70 jaar (Figuur 4). De temperatuurtrendlijnen in Figuur 2 vertonen een schommeling die ongeveer in fase is met de oscillatie van de AMO. Kunnen we deze multidecenniale temperatuur schommeling daarom toeschrijven aan de AMO? De AMO wordt veroorzaakt door veranderingen in de intensiteit van de dichtheidsgedreven oceaancirculatie. De negatieve fase van de “AMO-index” wordt gekenmerkt door een relatief koud Noord-Atlantisch oceaanoppervlak, terwijl de positieve fase van de “AMO-index” wordt gekenmerkt door een relatief warm Noord-Atlantisch oceaanoppervlak. In deze eeuw is de AMO-index positief. In de jaren 1970 was de AMO-index juist negatief.

een verlaging van de druk boven het continent in de periode 2000-2010.

Figuur 2. Gemiddelde temperatuur in april (rode stippen) en de jaarlijks gemiddelde temperatuur (blauwe stippen) vanaf 1900 tot 2019.

De rode en blauwe lijnen representeren de beste polynomiale trendlijn, waarbij de rangorde (in dit geval 7) van de polynoom wordt bepaald door de correlatiecoëfficiënt. Die moet zo hoog mogelijk zijn. De correlatiecoëfficiënt van de blauwe lijn met de blauwe punten (jaar-gemiddelde temperatuur) is 0.73. De correlatiecoëfficiënt van de rode lijn met de rode punten (april-gemiddelde temperatuur) is 0.5. De relatief koude periode 1 (1970-1980) en de relatief warme periode 2 (2000-2010) worden besproken in de tekst.

Verklaart dit de luchtdrukverschillen in Figuur 3? De relatief lage luchtdruk boven de oceaan in de warme (positieve) fase van de AMO zou kunnen samenhangen met het relatief warme zeewater. Bij nader inzien houdt deze voor de hand liggende hypothese echter geen stand. De oceaan in de periode 20002010 was slechts 1 °C warmer ten opzichte van de periode 1970-1980. Daarentegen was het West-Europese continent in de periode 2000-2010 minstens 2 °C warmer ten opzichte van de periode 1970-1980. Het logische gevolg hiervan is juist

Figuur 3. Verschil in gemiddelde luchtdruk bij het aardoppervlak in april tussen periode 1 (1970-1980) en periode 2 (2000-2010). Het contourinterval bedraagt 1 hPa. Negatieve waarden (lagere druk in periode 2) zijn blauw. Positieve waarden (hogere druk in periode 2) zijn rood. Boven Centraal-Scandinavië was de gemiddelde luchtdruk in april in periode 2 (2000-2010) ruim 3 hPa hoger dan in periode 1 (1970-1980). Tegelijkertijd was de gemiddelde luchtdruk in april boven de Atlantische oceaan, tussen Groenland en de Britse Eilanden, in periode 2 ruim 5 hPa lager dan in periode 1. De analyse is gebaseerd op de ERA-20C re-analysis (https://apps.ecmwf.int/datasets/data/era20c-moda/).

Stratosfeer Als we in ogenschouw nemen dat de luchtdruk in de recente warme periode aan de westkant van de oceaan, bij Newfoundland, is gestegen, dan lijkt het luchtdruk- Figuur 4. Lopend 3-jarig gemiddelde AMOveranderingspatroon index volgens https://climexp.knmi.nl/data/ op en rond de Atlan- iamo_ersst_ts.dat. tische Oceaan (Figuur 3) eerder op een stationaire planetaire golf. Dit duidt op een verandering van de amplitude en/of fase van de stationaire planetaire golven in het gebied van de Noord Atlantische Oceaan.

Zou de stratosfeer hier een rol in spelen? De stratosfeer kent slechts twee seizoenen: winter en zomer. De overgang van winter naar zomer in de stratosfeer wordt gemarkeerd door het verdwijnen van de cyclonale polaire vortex. Dit gebeurt meestal in april. De ERA-20C reanalysis, waarop de analyse in Figuur 3 is gebaseerd, laat zien dat de polaire vortex in de periode 2000-2010 gemiddeld ongeveer twee weken later verdwijnt dan tijdens de periode 1970-1980. Deze eeuw houdt de winter in de stratosfeer dus langer aan! Er zijn aanwijzingen [5] dat dit invloed heeft op de positie en fase van de stationaire planetaire golven in de troposfeer.

Conclusie Een volledig sluitende verklaring voor de bovengemiddelde stijging van de temperatuur in april in Nederland blijkt lastig te vinden. Het antwoord ligt in meerdere al dan niet onafhankelijke factoren die elkaar mogelijk versterken, zoals hogere zeewatertemperaturen en minder uitbraken van koude lucht vanuit het Arctische gebied, simpelweg omdat er minder koude lucht in voorraad is, maar ook omdat de luchtdruk boven de Atlantische Oceaan is gedaald maar tegelijkertijd is gestegen boven Noord-Europa, waardoor noordelijke stromingen minder vaak voorkomen en, ten slotte, een schonere lucht, waardoor de maand april zonniger is geworden. Een verschuiving van het tijdstip van het einde van de winter in de stratosfeer speelt mogelijk ook een rol. Een deel van de bovengemiddelde stijging van de temperatuur in april kan natuurlijk ook toeval zijn.

Dankwoord Mijn dank gaat uit naar Geert Jan van Oldenborgh voor inhoudelijk commentaar, naar Ben Lankamp voor taaladvies en naar Wim van den Berg en Robert Mureau voor hun enthousiaste en prikkelende vragen.

Literatuur

[1] https://www.clo.nl/indicatoren/nl0441-zwaveldioxide [2] R. Vautard, P. Yiou, Geert Jan van Oldenborgh, 2009: Decline of fog, mist and haze in Europe over the past 30 years. Nature Geoscience, 2, 115–119.

[3] A.J. van Delden, 2009: Toename helderheid lucht nabij oppervlak in Europa. Meteorologica, jaargang 2009, nr. 1, 30-31.

[4] A.J. van Beelen, A.J. van Delden, 2012: Cleaner air brings better views, more sunshine and warmer summer days in The Netherlands. Weather, 67, 21-25.

[5] R. Black, B. McDaniel, W. Robinson, 2006: Stratosphere–Troposphere Coupling during Spring Onset. J. Climate, 19, 4891-4901.

Meteorologica 2 - 2019

21

Allemaal watjes?

Huug van den Dool

Ook het 2018/19 winterseizoen telde weer enkele dagen waarop scholen en overheid in de “greater-Washington-DCarea” vanwege het winterse weer dicht bleven. Een beetje sneeuw, het woord ijzel in de verwachting, en de boel ligt plat. Makkelijk plannen is het niet. De autoriteiten nemen rond 4 uur ‘s nachts (dus voor het begin van de ochtendspits) de beslissing om scholen en dergelijk al dan niet dicht te houden omdat er X cm sneeuw wordt verwacht, en iedereen beter van de straat kan blijven. Die hoeveelheden kunnen natuurlijk mee- of tegenvallen; neerslagverwachtingen zijn anno 2019 nog altijd zeer zwak en dat wordt des te pijnlijker als niet alleen de hoeveelheid maar ook het neerslagtype moet kloppen. Als de sneeuw er al ligt dan heb je een sterke zaak.

Maar als de sneeuw nog moet vallen ben je zwaar afhankelijk van de betrouwbaarheid van het weerbericht. Soms gooien ze de boel dicht omdat, naar zal blijken, het weerbericht ons bij de neus heeft genomen. Soms houden we de boel open en verloopt de terugreis (middagspitsuur) in een grote chaos vanwege meer sneeuw dan ingeschat. Niet zelden twee blauwe ogen voor ons vak. Dan maar liever aan de veilige kant blijven? Ook daarin kan je te ver doorschieten, en dan gelooft niemand je meer. De gouverneur van Maryland had eigenlijk wel gelijk toen hij zich afvroeg of we niet allemaal watjes zijn geworden. Het klimaat moge dan opwarmen, maar onze ijzeren wil de elementen te weerstaan gaat de verkeerde kant op. Ik kan mij niet herinneren dat mijn lagere school (de jaren 1954-1960) ooit dicht bleef vanwege het winterweer. Het was niet zo ver van huis, en de meeste kinderen konden desnoods schuifelend-lopend (oude sokken van opa over je schoenen) naar school als normaal lopen niet mogelijk was. Thuisblijven vanwege het weer was praktisch onuitvoerbaar, want zonder communicatie waren de scholieren niet te bereiken. Als iets niet doorging bleek dat uit een pamflet dat op de voordeur was getimmerd, zoals de stellingen van Luther.

In m’n HBS jaren (1960-1965) fietste ik alle dagen, maar niet op zondag, 7 km naar mijn school te Gouda. Een streekschool die hoe dan ook op tijd bereikt moest worden door tieners die tot wel 20 km ver weg woonden. De sportieve tocht begon vaak in het donker. Niemand werd door de ouders afgezet want dan werd je genadeloos uitgelachen. Bovendien had bijna niemand een auto en hadden ouders wel wat beters te doen dan hun talrijke kinderen tot watjes verwennen. Soms was het fietspad (grote vierkante klinkers) door ijzel te glad om te fietsen. Dan fietste ik gewoon op straat (kleine klinkers) tussen de weinige auto’s die er toen waren. Als ik onderuit ging en hoegenaamd zonder wrijving op straat voortgleed zette ik m’n voeten uit voorzorg tegen de bumper van de auto achter me en dan schoven we als één geheel nog een eindje verder. Dan moest ik de hevig geschrokken bestuurder van de auto geruststellen. Overleven is van belang, dat hoef je aan niemand uit te leggen. In de winter van 1962/1963 lag de Gouwe enkele maanden dicht. Ik fietste feestelijk op de Gouwe, als een ware Petrus, want dan hoefde je in ieder geval niet de Rijkswegbrug op de A12 over, een imponerend obstakel zelfs bij goed weer. Ontberingen werden niet geschuwd, en in zekere zin zelfs opgezocht. Ik fietste vaak met mijn vriend Piet naar school. Wij hadden een weddenschap, met als inzet één gulden, om zo lang mogelijk zonder wanten te fietsen. Bij -5 is dat al lastig. Bij -10 gekkenwerk. Toch hielden we vol, 22

Meteorologica 2 - 2019

het hele winterseizoen lang. Met één hand aan het stuur, de ander in je broekzak, en vaak wisselen. Mijn rechterhand kan beter tegen de kou dan de linker, heb ik aldus uitgevonden. Is dat medisch te verklaren?

En dat brengt me bij de Tocht der Tochten. Dat is de Elfstedentocht, uiteraard, waanzinnig populair als een dinosaurus, maar in engere zin eigenlijk alleen de tocht van 18 januari 1963, toen ik in de derde klas van de HBS zat. Als je de vaak herhaalde beelden van Reinier Paping, Jan Uitham en consorten ziet, dan denk je: gingen we op die dag van mythisch bar en boos weer gewoon naar school? Ik herinner me die dag in januari 1963 nog, maar niet zozeer vanwege het weer.

De notie thuisblijven bestond niet. Ik ging dus naar school en volgde het onderwijs met de vrucht die van een brave leerling werd verwacht, zelfs op die befaamde dag. Maar ik herinner me vooral de bijzondere stemming tijdens de fietstocht huiswaarts. De Elfstedentocht zou op TV te zien zijn. Dat was heel wat. Alleen hadden wij thuis geen TV. Ik ben even gaan kijken bij mijn vriend Piet, wiens ouders blijkbaar geen negatieve invloed (op hun kinderen) verwachtten van het hebben van een TV. Ik fietste dus, mij van geen historie bewust, niet meer bekommerd dan normaal, heen en weer tijdens een Elfstedentocht waarin deelnemers ledematen verloren aan Koning Winter. Een watje was ik niet, al verloor ik genoemde weddenschap meestal wel, aan Piet. Mijn dagelijkse Tocht der Tochten. Volgens een bevriend hoogleraar Nederlands, let wel, in de VS (!), hebben we hier trouwens van doen met de Tale Kanaans. De Tocht der Tochten, of het Boek der Boeken (de Statenbijbel) is taaltechnisch genetivus pluralis superlativus, u weet wel, de taalvorm die werd aanbevolen door een in 1619 gevormde commissie die de vertaling van de bijbel in het toenmalig Nederlands overzag. Deze opdracht der opdrachten resulteerde pas in 1637 in een publicatie. Geen literatuur voor watjes.

Ja, ik weet het. De huidige verkeersproblemen gaan niet over watjes. Het is de inrichting van de maatschappij, en vooral de rol van de auto. Door de waanzinnig toegenomen beschikbaarheid van de auto meent iedereen ver weg te mogen wonen. De auto maakt ons hypergevoelig voor winters weer, en voor vele andere problemen. Vroeger woonde iedereen dicht bij werk en dicht bij school. En nu? Ook bij goed weer zijn er zinloos veel auto’s op straat die nergens naartoe gaan.

De managers van weleer draaien zich om in hun graf, maar de overheid in de VS bevordert momenteel in haar beperkte wijsheid “flexi-place” om de auto van de straat te houden. Dat betekent dat mensen vanuit hun eigen huis mogen werken, één, twee of zelfs vijf dagen per week, het hele jaar door. Een druppel op de gloeiende plaat. Een geheel ander probleem is dat kinderen in grote getale door de ouders met de auto bij school worden afgezet. Een kind is een kostbaar bezit en het nieuws op TV herinnert ons er dagelijks aan dat kinderen het slachtoffer kunnen worden van een lange reeks van ongelukken of misdrijven. Waardoor men tijdens ijzel of sneeuw bij de school automatisch een verkeersinfarct oproept. Tenzij wij meteorologen eens fatsoenlijk neerslag leren voorspellen.

NVBM MEDEDELINGEN Verslag van de ALV en het voorjaarssymposium “De zon in de Nederlandse Energie mix” Bestuur NVBM 800 700 Irradiance (W m-2)

Op 5 april jongstleden was de NVBM te gast bij MeteoGroup in Wageningen voor de Algemene Ledenvergadering (ALV) en het voorjaarssymposium. Tijdens deze ALV keken we als bestuur terug op de activiteiten in het afgelopen jaar: het najaarssymposium over Weer en Water in de Stad, de excursie naar Deltares en Lucht- en Ruimtevaarttechniek van de TU Delft, en de vier nieuwe edities van de Meteorologica. Ook namen we afscheid van Janneke Ettema als secretaris van de NVBM. Janneke was secretaries vanaf 2012, en we danken haar voor alle inspanningen voor de vereniging. Steven Heesterman is bereid gevonden om binnen het NVBM bestuur het secretariaat op zich te nemen. Steven is eerstejaars MSc student Meteorologie en Luchtkwaliteit aan de Wageningen Universiteit. Verder vindt er in het bestuur een wisseling plaats: Mike is vanaf nu de penningmeester en Olaf neemt het beheer van de website voor zijn rekening.

Op het voorjaarssymposium over de rol van De zon in de Nederlandse Energie mix presenteerde Wouter Knap (KNMI) een methode om de inkomende directe, diffuse en globale straling aan de grond te schatten. Hiervoor gebruiken Wouter en collega’s satellietwaarnemingen van MSG-SEVERI, die zij combineren met ECMWF-velden van temperatuur, vocht, ozon, en aerosol-eigenschappen. Deze schattingen worden gevalideerd met waarnemingen van het BSRN (Baseline Surface Radiation Network) en het Nederlandse pyranometer netwerk. Vervolgens worden de schattingen gebruikt om het HARMONIE weersverwachtingsmodel te valideren (Figuur 1). Ook liet Wouter zien dat in de zomer van 2018 de globale straling in noordwest Europa wel 10-15% hoger was dan normaal (zie artikel pagina 12). Binnen Nederland was dit overschot het laagst aan de kust (6%) en het hoogst in het oosten van het land (~ 12%).

Vervolgens nam Jan Vorrink (netbeheerder TenneT) het stokje over om uit te leggen welke gevolgen de hoge variabiliteit van hernieuwbare energie voor het beheer van het energienetwerk heeft (Figuur 2). Uitbreiding van hernieuwbare energiebronnen betekent een noodzaak tot meer flexibiliteit en frequentere bijsturing in het net. Uitdagingen waarvoor de meteorologie input kan leveren liggen bij het inschatten van de maximale productie, het ontstaan en optrekken van mist, sneeuwval en timing van smelten van sneeuw, en verwachtingen omtrent elektriciteitstekorten in de ochtend- en avondpiek.

De laatste spreker van de dag was Chiel van Heerwaarden (Wageningen Universiteit). Chiel gebruikt een combinatie van waarnemingen en large-eddy simulaties om hoogfrequente variaties in straling te voorspellen, onder meer voor het inschatten van netspanningsproblemen in wijken met veel zonnepanelen. Hij toonde een analyse van hoogfrequente waarnemingen van zonnestraling op het Veenkampen weerstation in Wageningen, en classificeerde deze waarnemingen volgens de clear-sky index (gemeten inkomende straling gedeeld door de

600 500 400 300 200 100 0

4

6

8

10

12

Time (UTC)

14

16

18

20

Figuur 1. Inkomende zonnestraling gemeten door BSRN (blauw, groen), berekend voor clear-sky condities (rood) en gesimuleerd door HARMONIE (zwart).

maximaal mogelijke directe straling). Soms komt het voor dat de clear-sky index groter is dan 1 vanwege allerlei reflecties aan wolken waardoor de gemeten straling van de pyranometer flink groter kan zijn dan de directie zonnestraling. De waarnemingen zijn te clusteren in drie groepen: twee met een lage nominale stralingsvariabiliteit maar respectievelijk een hoge en lage clear-sky index (wolkenloos en geheel bewolkt), en één met zowel een hoge nominale stralingsvariabiliteit en een relatief hoge clear-sky index (wisselend bewolkt). Juist in deze laatste groep is een karakteristieke bimodale verdeling van de clear-sky index te zien, en vinden de meeste “ramps” plaats (snelle wisselingen in straling).

Figuur 2. Schematische weergave van de overgang naar het nieuwe elektriciteitssysteem waarbij onder andere consumenten energie leveren afhankelijk van de weersituatie.

Let ook even op de website (www.nvbm.nl), waar Seijo Kruizinga een nieuwe blog is gestart rondom de vraag Publieke weersverwachtingen op internet: wat zijn ze waard? Wil je ook een blog schrijven over je activiteiten als meteorologisch professional, je onderzoek, je rol als accountmanager, een speciaal evenement of meetcampagne, of een ander weer/ klimaatgerelateerd onderwerp, neem dan contact op met het bestuur via bestuur@nvbm.nl.

Meteorologica 2 - 2019

23

WEERMUZIEK De zomer Harry Geurts (KNMI, voormalig persvoorlichter) Op een van de stralende dagen in maart was in het Concertgebouw te Amsterdam het Zonnelied te horen, een religieus werk van Sofia Goebaidoelina. Een mooiere opmaat tot de zomer kon ik me niet voorstellen. De Russische ‘grande dame van de hedendaagse muziek’ schreef dit werk voor cello, koor en slagwerk bijna twintig geleden. Ze baseerde de tekst van het Cantico del Frate Sole op het Zonnelied van de heilige Franciscus van Assisi. Het stuk opent met een lofzang op broeder Zon en zuster Maan, waarna de weerelementen wind, lucht en water aan bod komen. …wees geprezen, mijn Heer, door zuster maan en de sterren.

Aan de hemel hebt Gij ze gevormd, helder en kostbaar en mooi.

Wees geprezen, mijn Heer, door broeder wind en door de lucht, bewolkt of helder, en ieder jaargetijde, door wie Gij het leven van uw schepselen onderhoudt...

(Uit: Toelichting NTR zaterdagmatinee van 23 maart 2019 door Thea Derks.)

logiseerde hij honderden dubbelsterren en duizenden nevels, en ontdekte dat de zon deel uitmaakt van de Melkweg. Maar naast wis- natuur- en sterrenkundige was hij ook een geniaal componist die tal van prachtige werken heeft geschreven.

Orkestwerken, kamermuziek, vocale werken, en vooral veel orgelmuziek.

Kader 1 - Donder, bliksem en maneschijn Sterrenkundige Freek Reijmerink, redacteur van Zenit, verdiepte zich in de nalatenschap van Herschel. Jaren geleden deelde ik zijn werkkamer bij De Koepel in Utrecht natuurlijk met klassieke muziek als onze arbeidsvitaminen. Daar werd het idee geboren om een programma te gaan maken over klassieke muziek en het heelal. Freek benaderde de concertzender en daar reageerde men zeer enthousiast.

Bijna tien jaar lang was “Donder, bliksem en maneschijn” regelmatig op de concertzender te horen. In 2012 kwam er met het overlijden van Freek helaas een einde aan een unieke serie van 144 programma’s waarvoor ik de weerkundige bijdrage leverde. Tip voor de liefhebbers: de uitzendingen zijn nog altijd te beluisteren op concertzender.nl.

Sofia Goebaidoelina schreef de muziek voor de zeventigste verjaardag van cellist Mstislav Rostropovitsj vanwege, aldus Sofia, zijn ‘zonnige persoonlijkheid.’ Misschien was ze geïnspireerd door Sergei Prokofjev die als de ‘zonnige componist’ door het leven ging omdat hij vaak zon in zijn muziek verwerkte. In zijn Scytische Suite voor orkest speelt de zon zelfs de hoofdrol. Het vierde deel “De glorieuze uittocht van Lolli en het Cortège van de Zon” is als een muzikale zonsopkomst gewijd aan de overwinning van de kwaadaardige God door de Zonnegod. Prokofjev, bekend van het sprookje Peter en de Wolf, schreef graag voor kinderen, zoals het orkestwerk Zomerdag.

Hierin volgt hij de dagelijkse gang van de vroege ochtend tot de late avond, waarin het maanlicht over de weilanden scheert, met vrolijke klanken van een wals en een mars waarin blaasinstrumenten, zoals fluiten, hoorns, fagotten en klarinetten de boventoon voeren. De zon staat in Rusland voor liefde, leven en geluk, een geliefd thema in de Sovjetmuziek. “Glory to the beautiful Sun” zingt het koor in de opera Prins Igor van Aleksandr Borodin. In deze opera zit ook het Igorlied waarin de zon wordt bezongen: “Stralende zon, driewerf stralende zon.”

Muziekkenner versus wetenschapper Borodin behoort tot de grote componisten der aarde, maar in het dagelijks leven stond hij bekend als hoogleraar in de scheikunde. De combinatie van wetenschapper en componist of musicus komen we in de muziekgeschiedenis vaker tegen.

Een voorbeeld uit een verder verleden is de sterrenkundige William Herschel (1738-1822). In Engeland ging hij door het leven als organist, dirigent en componist, maar ’s avonds na het opbergen van het dirigeerstokje kroop hij achter zijn zelfgemaakte telescoop om het heelal af te speuren, en deed de ene astronomische ontdekking na de andere. Zo ontdekte hij de planeet Uranus, het bestaan van infrarode straling, cata24

Meteorologica 2 - 2019

Figuur 1. Sir William Herschel en Caroline Herschel. Lithografie van A. Diethe, circa 1896.

Figuur 2. De romantische tuinen van Andalusië (foto: Harry Geurts).

Haydn en de kosmos Tijdens zijn reis door Engeland bezocht de Oostenrijkse componist Joseph Haydn op 15 juni 1792, een heldere zomeravond, het observatorium van William Herschel in Slough, niet ver van het huidige ECMWF-centrum te Reading. Haydn was zo onder de indruk van wat hij door de telescoop van Herschel waarnam dat hij volgens een befaamde Engelse musicoloog daar op het idee zou zijn gekomen het oratorium Die Schöpfung te componeren. Bewezen is dit echter nooit, en in de muziekwereld wordt dit ernstig betwijfeld.

Wel blijkt uit een dagboeknotitie dat Haydn de telescoop van Herschel inderdaad van nabij heeft gezien, maar waarschijnlijk pas later, tijdens een bezoek aan Caroline Herschel, de zus van, en ook werkzaam als sterrenkundige (Figuur 1).

Zon, maan en het weer zijn geliefde thema’s in het werk van Haydn. Zo bestaat er een serie van zes strijkkwartetten die de Zonnekwartetten worden genoemd. Ook over die benaming zijn de meningen verdeeld. Het zou te maken hebben met het aanbreken van de zonnigste tijd in Haydns leven, maar de werkelijkheid ligt anders. De uitgever van de muziek had de zon als handelsmerk op de gedrukte versie gebruikt. Dit neemt natuurlijk niet weg dat de muziek vrolijk klinkt, maar met de zon als zodanig heeft het niets van doen. Die Jaargetijden van Haydn zitten wel vol weersverschijnselen, die de componist er moedwillig in heeft verwerkt. In de zomer van het oratorium Die Jahreszeiten zingt de tenor over de enorme hitte waarna het onweer losbarst. Haydn verbeeldt de bladstilte die aan dit onweer voorafgaat door middel van stokkende vioolbegeleiding. Pizzicato-achtige vioolklanken illustreren de eerste druppels, terwijl de fluit de bliksem verbeeldt. Ook in het volgende deel van die Jahreszeiten onweert het, en zingt de bas “Es blitzt, es knallt.” Het onweer horen we ook in de zomer uit de Vier Jaargetijden van Vivaldi.

In het langzame middendeel met de gebruikelijke (blad)

stilte voor het onweer weet de componist de spanning prachtig op te bouwen door middel van enkele luidere passages als voorbode voor het onweer dat in het derde deel losbarst.

Zwoele Spaanse nachten Ook de intense hitte van de zomer is terug te horen in de muziek. Het lome gevoel dat de zomerwarmte kan oproepen voelen we niet alleen in de jaargetijden van Vivaldi en Haydn, en in de zesde symfonie “De Pastorale” van Ludwig van Beethoven, maar ook in veel Spaanse muziek. Luister maar eens naar “Nachten in de tuinen van Spanje” voor piano en orkest van Manuel de Falla (1876-1946). De muziek laat je onderdompelen in de mysterieuze en dromerige sfeer van de heerlijk geurende tuinen van Andalusië (Granada en Cordoba), vol fonteinen en cypressen, tijdens een broeierige nacht (Figuur 2). Na inzet van de strijkers doemt de piano op in het licht van de maan. Hoe romantisch wil je het hebben!

Ook de Spaanse componist Joacquin Rodrigo (1901-1999) vond inspiratie in de Spaanse natuur. Zijn wandelingen door de tuinen van het Paleis van Andalusië vormden een bron van inspiratie bij het Concerto d’Aranjuez voor gitaar en orkest.

Het beroemde droevig klinkende middendeel (adagio) schreef hij naar aanleiding van de dood van zijn eerste kind, het dieptepunt in zijn leven. Melancholisch klinkt ook zijn zomerconcert, het Concierto de Estío voor viool en orkest. Rodrigo heeft zich voor dit stuk laten inspireren door Vivaldi, maar het zelden gespeelde vioolconcert geschreven tijdens WOII klinkt veel weemoediger dan de barokmuziek uit de tijd van Vivaldi.

Summertime and the livin’ is easy Veel vrolijker word je van de Midzomernachtsdroom van Felix Mendelssohn voor sopraan, koor en orkest met onder meer de populaire bruiloftsmars (Figuur 3). Mendelssohn liet zich inspireren door “A midsummer night’s Dream” van Meteorologica 2 - 2019

25

warme zomerdag wordt opgeroepen heeft ook de Lark Ascending (de opstijgende leeuwerik) van Ralph Vaughan Williams (1872-1952). Dit is een romance voor viool en orkest, maar daarnaast bestaat er ook een kamermuziekversie voor viool en piano naar een gedicht van George Meredith over het gezang van een leeuwerik. Heerlijk om op een warme zomeravond bij weg te dromen. En dat geldt natuurlijk helemaal voor Summertime uit Porgy and Bess van George Gershwin (18981937) (Figuur 4). Een werk waarvan eindeloos veel interpretaties bestaan. Diepe indruk maakt steeds weer de klassieker van Louis Armstrong en Ella Fitzgerald. De rillingen lopen zelfs tijdens een hittegolf over mijn rug.

Summertime, and the livin’ is easy Fish are jumpin’ and the cotton is high Oh, your daddy’s rich and your ma is good-lookin’ So hush, little baby, don’t you cry

Figuur 3. Platenhoes van “A midsummer night’s Dream” van Felix Mendelssohn.

William Shakespeare uit de zestiende eeuw. Een dromerige midzomernacht in het sprookjesbos verlicht door de maan met de betoverde liefde van jonge geliefden. Mendelssohn schreef het stuk in 1843 maar bijna twintig jaar eerder schreef hij al de orkestouverture van de Midzomernachtsdroom.

De eerste akkoorden hiervan zou hij in de zomer hebben geschreven naar aanleiding van het ruisen van de bomen in zijn tuin in Berlijn. De zomerperiode was voor de familie Mendelssohn de tijd van de tuinfeesten met vrienden, poëzie, muziek, lekkernijen en theater. Ook tijdens zijn reis door de Schotse hooglanden heeft Mendelssohn inspiratie opgedaan voor heerlijke zomermuziek zoals de ouverture De Hebriden en Meeresstille und glückliche Fahrt.

Die romantische sfeer, waarbij het rustige gevoel van een

Figuur 4. Scene uit Porgy and Bess. Bron: NPO Radio 4 website.

26

Meteorologica 2 - 2019

One of these mornings you’re gonna rise up singing And you’ll spread your wings and you’ll take to the sky But till that morning, there ain’t nothin’ can harm you With daddy and mammy standin’ by One of these mornings you’re gonna rise up singing And you’ll spread your wings and you’ll take to the sky But till that morning, there ain’t nothin’ can harm you With daddy and mammy standin’ by Summertime, and the livin’ is easy Fish are jumpin’ and the cotton is high Oh, your daddy’s rich and your ma is good-lookin’ So hush, little baby, don’t you cry Songwriters: Du Bose Heyward, George Gershwin, Ira Gershwin

Bachelor of Science

Soil, Water and Atmosphere

Master of Science in

Meteorology and Air Quality

Wageningen University Meteorology and Air Quality www.maq.wur.nl

Contact: Arnold Moene arnold.moene@wur.nl

Information: BSc: www.wur.nl/bbw MSc: www.wur.nl/mee

Meteorologica 2 - 2019

27

KLIMAATBERICHT Invloed van vulkaanuitbarstingen op tropische cyclonen Jos de Laat (KNMI)

Zijn vulkaanuitbarstingen van invloed op het aantal en de intensiteit van tropische cyclonen? Onderzoek hiernaar is lastig omdat krachtige vulkaanuitbarstingen zeldzaam zijn. De paar grote vulkaanuitbarstingen waarvoor goede meteorologische waarnemingen beschikbaar zijn vielen toevallig samen met sterke El Niño’s (El Chichón in 1982 en Mount Pinatubo in 1991), en El Niño’s hebben ook een grote invloed op tropische cyclonen.

Er zijn in essentie drie mogelijke processen hoe krachtige vulkaanuitbarstingen tropische cyclonen kunnen beïnvloeden.

Vulkaanuitbarstingen stoten grote hoeveelheden deeltjes uit (Figuur 1) tot in de hogere lagen van de atmosfeer (stratosfeer), die gedurende een aantal jaren door terugkaatsing van zonlicht de atmosfeer en oceanen afkoelen. Lagere zeewatertemperaturen temperen de vorming van tropische cyclonen.

Veranderingen in de stratosfeer zijn echter ook direct van invloed op El Niño, en dus op tropische cyclonen. Tot slot kan ook de positie van de Intertropische Convergentie Zone (ITCZ) beïnvloed worden door veranderingen in de stratosfeer. De ITCZ is het gebied in de tropen waar de noordelijke en zuidelijke passaatwinden samenkomen, met veel buienactiviteit tot gevolg. De positie en sterkte van de ITCZ bepalen hoeveel tropische cyclonen kunnen ontstaan, en ook waar dat gebeurt. De vraag is of één van deze drie mechanismen dominant is, en zo ja, welke?

Beïnvloeding volgens klimaatmodellen Wetenschappers hebben nu voor het eerst aan de hand van gedetailleerde klimaatmodelberekeningen bestudeerd hoe krachtige uitbarstingen tropische cyclonen beïnvloeden (Figuur 2). Uit deze berekeningen blijkt dat alleen de positie van de ITCZ van belang is, waardoor de gebieden waar tropische cyclonen zich vormen verschuiven. Van belang is ook of de vulkaanuitbarstingen op het noordelijk of zuidelijk halfrond plaatsvinden. Een krachtige vulkaanuitbarsting in de tropen en op het noordelijk halfrond onderdrukt de vorming

Figuur 1. Uitbarsting van de Pinatubo in 1991.

van tropische cyclonen op de gehele Pacifische oceaan en de noordelijke Atlantische oceaan. Een krachtige vulkaanuitbarsting op het zuidelijk halfrond onderdrukt de vorming van tropische cyclonen in de zuidwestelijke Pacifische oceaan, maar stimuleert de vorming van tropische cyclonen op de noordelijke Atlantische oceaan.

Belang voor seizoensvoorspellingen Dit inzicht is van belang voor grote delen van de wereld omdat het de seizoensverwachtingen van het aantal en de intensiteit van tropische cyclonen beïnvloedt. Zulke seizoensverwachtigen blijken notoir lastig te maken, deels door onvolledige kennis van het klimaatsysteem. Elk beetje nieuwe informatie en elk nieuw inzicht helpt daarbij. Deze modelresultaten kunnen vergeleken worden met waarnemingen.

Dit helpt beter te begrijpen hoe grote vulkaanuitbarstingen tropische cyclonen beïnvloeden en laat zien welke verwachtingen van Fig. 1. (A–C) Changes in genesis potential index (GPI) and (B–D) potential intensity (PI) for TrNH and TrSH experiments relative to the no-volcano reference Figuur 2. for In the hetfirst eerste jaar na eenin grote zijn ereruptions duidelijke wereldwijde effecten tropische cyclonen meer simulations storm season (JASO) the NH;vulkanische JFMA in the SH)uitbarsting following the volcanic in each experiment. Only values op thatde are potentisignificantly different at the 5% level using a local (grid-point) t test are shaded. Only PI changes where the GPI is larger than 0.2·10 events per square meter per month ële vorming (links) en potentiële intensiteit (rechts) van tropische cyclonen. Voor sommige gebieden leidt dat tot meer of juist minder betrouware shaded. The contour intervals (dashed, negative anomalies; solid, positive anomalies) follow the colorbar scale. The zero-anomaly line is omitted for clarity. of minder, en sterkere of zwakkere cyclonen, afhankelijk van het halfrond waarop de uitbarsting plaatsvindt (bovenste baar zijn. −13

rij: NH, onderste rij: ZH). Bron: Francesco et al. (2019), Tropical cyclone activity affected by volcanically induced ITCZ shifts. PNAS, 116 (16), 7732-7737. JASO: juli-augustus-september-oktober; JFMA: januari-februari-maart-april.

28

Meteorologica 2 - 2019

Hét magazine over sterrenkunde, ruimteonderzoek, weer en klimaat!

In iedere Zenit:

• Sterrenkunde, weerkunde en ruimteonderzoek

• Nieuws en achtergronden uit de wetenschap

• Actuele sterrenhemelinformatie Jaart abonnemen

€ 49,95

Ga naar www.zenitonline.nl en gebruik de actiecode METEO of bel 072 531 49 78

Deze actie is geldig t/m 31 juli 2019 en zolang de voorraad strekt.

De actie geldt alleen voor nieuwe abonnees en voor abonnementen binnen Nederland.

+ GRATIS Sterren & Planeten 2019 Profiteer nu van e 10,- korting op Zenit en ontvang bovendien gratis het jaarboek Sterren & Planeten 2019, de sterrenhemel van maand tot maand, t.w.v. e 13,50. Maak nu voordelig kennis!

Meteorologica 2 - 2019

29

Kunstklimaat en klimaatkunst

column

Gerard van der Schrier

30

Meteorologica 2 - 2019

“I will show you fear in a handful of dust.”

In 1921 was Engeland in de greep van een extreme droogte toen TS Eliot deze regel uit The Waste Land schreef, waarin de uitblijvende regen, de verdorde bomen en het gebrek aan schaduw worden gebruikt als beelden voor de teloorgang van de beschaving en voor reflecties op de Eerste Wereldoorlog. Er zijn veel meer voorbeelden waarin klimaatextremen in kunst en literatuur een rol spelen. Heel bekend is dat ook de kou van de Kleine IJstijd tijdens de Hollandse Gouden Eeuw een vruchtbare bron voor schilders van winterlandschappen is geweest, zoals Hendrik Aver camp of Jacob van Ruisdael.

Een recenter voorbeeld is het ontstaan van Frankenstein. In de zomer van 1816, opgesloten in een vakantiehuisje aan het meer van Genève vanwege de continue slagregens, de kou en het sombere weer, verdreven Mary Shelley en Lord Byron de verveling met een wedstrijdje horrorverhaalschrijven. Dat jaar, fameus als ‘The year without a summer’, was in grote delen van Europa en Noord Amerika koud en nat, en we weten nu dat dit samenhing met de uitbarsting van de Tambora vulkaan op Indonesië in april 1815.

George Stewart, hoogleraar Engels in Berkeley, ging nog een stap verder en maakte in 1941 een storm tot hoofdfiguur in zijn novelle “Storm”. In dit verhaal wordt de ontwikkeling van een orkaan beschreven als deze over de Pacific naar Californië raast en daar voor grote overlast zorgt, geschreven vanuit het perspectief van een jonge meteoroloog van het US Weather Bureau. De storm gaat voor hem leven – en daarmee ook voor de lezer. De jonge meteoroloog, onder de indruk van de wilde schoonheid en het drama van de ontwikkelende storm, noemt de storm ‘Maria’, de hoofdpersoon van George Stewarts meeslepende roman. Dit boek bevatte zo’n goede beschrijving van de meteorologie omtrent deze storm dat Wouter Bleeker, destijds directeur bij de weerdienst en luchtvaartmeteorologie van het KNMI, het na de oorlog gebruikte als onderwijsmateriaal voor de nieuwe lichting meteorologen!

Maar, de impact van dit boek is veel breder: het maakte ook de naamgeving van stormen populair zoals dat inmiddels gebruikelijk is.

Het lied ‘They call the wind Maria’ van de Broadway-musical “Paint your wagon” uit 1951 en de Walt Disney film “They called the storm Maria” uit 1959 zijn vervolgens weer op George Stewarts storm gebaseerd.

Dit voorbeeld laat zien dat een goed verhaal een effectief middel is om een breed

publiek aan te spreken, ook als het een minder voor de hand liggend thema betreft en zonder afbreuk te doen aan de beschrijving van natuurkundige (of meteorologische) principes. Voor velen is dit wellicht een open deur, maar als je iets wilt publiceren in een wetenschappelijk tijdschrift ben je toch vooral bezig om de natuurkunde recht te doen en ga je ervan uit dat het lezerspubliek klein en select zal zijn. Voor het bereiken van grotere maatschappelijke impact van wetenschappelijke inzichten moet het roer dus om.

Dat kunst de klimaatwetenschap heel wat te bieden heeft wat betreft het vertellen van inspirerende verhalen was de insteek van een recent initiatief van professor Peter Stott, verbonden aan het Britse Met Office en de universiteit van Exeter, en zijn vrouw en kunstenaar Pierette Thomet. Zij brachten een groep klimaatwetenschappers en kunstenaars bijeen om zich – in een verlaten kasteeltje op de hei – over te geven aan het schrijven van liedjes en gedichten en het maken van theater en beeldende kunst. Een deel van dit werk is gepubliceerd in het boekje ‘Climate Stories’, met daarin werk van wetenschappers die zich uitspreken over de opwarming van de aarde en hun zorg daarover naar voren brengen.

Het bevat ook andere bijdragen, zoals een gedicht van de chef-klimatologie van het Met office over iets dat (vermoedelijk) een grote frustratie moet zijn geweest. De recordhoge temperatuur gemeten in het Schotse Strathclyde Park werd namelijk afgekeurd in de kwaliteitscontrole, omdat de lokale ijscoman zijn bestelauto, met draaiende motor, vlak naast de thermometerhut had geparkeerd en zo de temperatuur tot ongekende hoogte had weten te brengen!

Creativiteit en verbeeldingskracht worden ook ingezet in zogenaamde narratives om inzichten uit de klimaatwetenschap aan collega-wetenschappers of -beleidsmakers over te brengen. Dit zijn per slot van rekening mensen die een leuk verhaal kunnen waarderen en ook hier kan een goed verhaal een effectieve manier zijn om hulp te bieden bij beleid aangaande mitigatie of adaptatie aan klimaatverandering. In dit licht is het boek van George Stewart een mooi voorbeeld van een verhaal waarin wetenschappelijke inzichten voor een breed publiek toegankelijk zijn gemaakt. Het is ook een aanmoediging, want we hebben allemaal wel een verhaal te vertellen over klimaatverandering. Wat is het jouwe?

Met dank aan Janette Bessembinder.

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@knmi.nl, tel: 030-2206499).

Redactieleden: Wim van den Berg, Aarnout van Delden, Robert Mureau, Rob Sluijter, Fiona van der Burgt en Ben Lankamp.

Artikelen en bijdragen Deze dienen 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).

Penningmeester en administratie: 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 31,- euro voor vier nummers over te maken naar IBAN: NL66INGB0000626907, BIC: INGBNL2A, ten name van:

Lid worden van de NVBM Het lidmaatschap van de NVBM kost 55,- euro per jaar. Meer informatie hierover is te vinden op de NVBM website: www.nvbm. nl. Opzeggingen per email naar het bestuur (bestuur@nvbm.nl); hierbij geldt een opzegtermijn van drie maanden.

NVBM-Meteorologica Postbus 464 6700 AL Wageningen

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@knmi.nl, tel: 030-2206499).

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 38,- euro per jaar. Ook losse nummers kunnen op deze manier worden besteld (zolang de voorraad strekt) voor 10,- euro per stuk, onder vermelding van de gewenste jaargang en nummer(s).

Instellingen betalen 65,- euro voor een abonnement. Een student-abonnement kost 16,- per jaar. Opzeggingen per email naar het bestuur (bestuur@nvbm.nl); hierbij geldt een opzegtermijn van drie maanden.

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 2 - 2019

31