Hoe werkt buienradar?

GAAT HET DOOR VANAVOND?

Wetenswaardigheden rond regenvoorspellingen

ZOALS ZO VAAK, LOOPT OOK BINNEN DE BALLONVAARTWERELD DE THEORIE SOMS WAT ACHTER OP DE PRAKTIJK. VOOR HET VAK METEOROLOGIE LEREN LEERLINGPILOTEN VRIJ GEDETAILLEERD DE ACHTERGRONDEN BIJ WEERSONTWIKKELINGEN: BIJ EEN NADEREND KOUFRONT NEEMT DE LUCHTDRUK AF, KRIMPT DE WIND, NEEMT DE WINDKRACHT TOE EN WORDT DE BEWOLKING DIKKER: HET ZAL NU SNEL GAAN REGENEN.

DOOR HAN NABBEN

Om regen te voorspellen kijken we echter niet alleen omhoog, maar vooral ook omlaag, naar onze smartphones en tablets waar apps als Buienradar, WeatherPro en Windy steeds beter laten zien waar welk type bui valt - of de komende uren gaat vallen. Hoe dergelijke apps tot deze voorspellingen komen maakt geen onderdeel uit van het vak meteorologie. En hoewel enige achtergrondkennis over nat-adiabatische processen, coalescentie en anticyclonale stromingen wellicht geen kwaad kan, is het praktisch gezien zeker zo interessant om te begrijpen hoe deze apps tot hun voorspellingen komen, zodat we die informatie op waarde kunnen schatten.

Volkskrant

Een door Coen van den Heuvel gedeeld artikel uit de Volkskrant (20 november 2021; Maartje Bakker) legt het uit. Auteur Maartje Bakker sprak met de mensen achter Buienradar (hoofd Niels de Kind en meteoroloog Nicolien Kroon), een hoogleraar Hydrologie (Remko Uijlenhoet, TU Delft), een weerradarspecialist (Hidde Leijnse, KNMI) en een hoogleraar Computational Science & Engineering (Alfons Hoekstra, Universiteit Amsterdam). Dit Ballonstofartikel is een samenvatting van haar belangrijkste bevindingen.

Radar-meetstations

Radar-meetstations speuren 24/7 de omgeving af op regendruppels. Als een radiogolf op een regendruppeltje botst wordt deze teruggekaatst. De radar vangt die teruggekaatste golf weer op. De afstand tot het obstakel dat de radiogolf weer terugstuurde – de druppel – wordt berekend op basis van de tijd die verstreken is tussen het uitzenden en terugontvangen van de golf. Als het signaal sterk terugkomt, regent het ergens pijpenstelen; een zwak signaal duidt op een licht buitje.

In Nederland zijn twee van dergelijke radarstations operationeel: één in Den Helder en één in Herwijnen. Die laatste staat er sinds 2017 en vervangt het buienradar-meetstation in De Bilt, dat in toenemende mate gestoord werd door hoge bebouwing. Ze zijn eigendom van het KNMI, dat de beelden gebruikt voor eigen voorspellingen en verkoopt aan andere bedrijven, zoals Buienradar. De regeninschattingen zijn tot op ongeveer 100 km afstand van de radar betrouwbaar. De twee radartorens in Nederland dekken het land dus niet volledig af; samen met de gegevens van vier buitenlandse radarstations die dicht bij de grens staan (Borkum en Essen in Duitsland en Helchteren en Jabbeke in België) wordt Nederland toch afgedekt.

DE BUIENRADAR BIJ

HERWIJNEN VERVANGT

SINDS 2017 DE RADAR VAN

DE BILT. BRON: VUREN.INFO.

Héél Nederland? Nee. Een kleine nederzetting in het oosten des lands blijft moedig weerstand bieden aan de radars: de collega’s die in Dedemsvaart en omgeving varen zullen wat vaker omhoog naar de lucht, in plaats van omlaag op hun tablet moeten kijken voor een betrouwbare inschatting van nattigheid in de lucht (zie kaartje).

Foutmeldingen

Honderd procent feilloos werkt de radarmethode natuurlijk niet: niet alleen hoge bouwwerken kunnen obstakels vormen, ook massieve hoosbuien voorkomen soms dat de radar ook àchter de bui kan kijken. Daarnaast zit er een vertraging van zo’n 10 minuten op de lijn, onder andere vanwege de draaitijd van de 360°-radar en de verwerkingstijd van de gegevens, waardoor kersverse buien niet direct zichtbaar zijn. Ook wordt de voorspelling van laaghangende buien ver van de radartoren minder betrouwbaar vanwege de kromming van de aarde; de radar mikt dan simpelweg te hoog om deze te kunnen zien. En de vele bewegende, rondzwenkende hijskranen op de Tweede Maasvlakte vormen ook een probleem: ze doen zich voor de radar regelmatig voor als regenbui - en dan trekt er opeens een niet-bestaande bui door het beeld. Dit soort nepbuien worden echter steeds beter herkend en uit het beeld gefilterd vóórdat ze in de apps verschijnen. Tenslotte is fijne motregen onvoldoende massief om de golven terug te kaatsen richting de radar. Dit soort regen wordt door de meetstations dan ook gemakkelijk over het hoofd gezien. Buienradar lost het op met een aparte Motregenradar-app, die dit soort regen voorspelt op basis van satellietgegevens. In de aparte Motregen-app wordt deze techniek op dit moment nog geperfectioneerd; op termijn zullen de gegevens in de Buienradar-app geïntegreerd worden.

Voorspellingen

Met alle radargegevens zien we de buien op dít moment, maar voor de ballonvaart is de voorspelling zeker zo relevant. Om voorspellingen te kunnen maken, laten weerdiensten weerkundige berekeningen los op een oneindige hoeveelheid informatie over o.a. de wind, de luchtdruk, de luchtvochtigheid en de temperatuur. Alle metingen en wetmatigheden (‘bij harde wind is het kouder, bij een onbewolkte lucht neemt de luchtvochtigheid toe’) worden gebundeld in complexe weermodellen die steeds beter het weer voorspellen. Computers hebben nog steeds zo’n vijf uur nodig om op basis van die brij aan informatie een langetermijnvoorspelling te kunnen maken. De snelheid en nauwkeurigheid van de voorspellingen neemt wel toe: de zevendaagse voorspeling van de Europese weerdienst ECMWF bijvoorbeeld, is tegenwoordig

even betrouwbaar als de driedaagse voorspelling bij haar oprichting in 1975. Op dit moment kunnen regenvoorspellingen voor de komende uren dus alleen gebaseerd worden op de ontwikkelingsverwachting van bestaande buien die door de radar zijn gedetecteerd, in combinatie met de windrichting en -kracht die deze buien voortstuwt. Om de ontwikkeling van geheel nieuwe buien te kunnen voorspellen, zijn de eerdergenoemde complexe weermodellen nodig. De vele uren die een computer nodig heeft om e.e.a. te kunnen berekenen zijn voor de langetermijnverwachting geen groot probleem, maar voor een inschatting van de buienontwikkeling in de komende uren is dat nog te lang. Met een toenemende rekencapaciteit komt het langzaam maar zeker wel binnen bereik. Buienradar experimenteert er op dit moment al mee: de drie-uurs voorspelling is nog ‘conventioneel’ op basis van radargegevens, maar de nieuwe acht-uurs voorspelling maakt al gebruik van een BUIENRADAR-MEETSTATIONS HEBBEN EEN NUTTIG combinatie van radargegevens BEREIK VAN 100 KM, WAARBINNEN DE WAARNEMINGEN met weermodellen. Je ziet dat in BETROUWBAAR ZIJN. UIT: DE VOLKSKRANT 20-11-2021 de app terug aan de minder gril(AANGEPAST). lige vorm van de buien naarmate je verder vooruit kijkt: ze zijn niet voorspeld op basis van de radargegevens, maar berekend op basis van het weermodel.

Toekomst

De regengegevens zullen in de toekomst nog verder geperfectioneerd worden. Zendmasten voor mobiele telefonie kunnen bijvoorbeeld nog worden ingezet om de radardata aan te vullen. Uit de sterkte van de signalen, en met name de demping ervan, kan de hoeveelheid neerslag die valt worden afgeleid. Op dit moment worden die gegevens nog niet door de Vodafones en KPNnen van deze wereld vrijgegeven, maar dat is een kwestie van tijd, zo is de hoop en verwachting. Nog iets verder in de toekomst kijkend wordt het, met 5G en 6G, wellicht ook mogelijk om de signalen tussen mobiele apparaten hiervoor te gebruiken. Voor een regenwaarneming op de locatie waar je je bevindt, is even naar buiten kijken nog altijd de beste optie. Voor al het overige bieden radar- en satellietwaarnemingen en weermodellen een steeds betrouwbaarder alternatief. Als je niet in Dedemsvaart woont.