Meteorologica juni 2016

Jaargang 25 -

nr.

2 - Juni 2016

meteorologica

Homogenisatie van dagelijkse temperaturen Uitgave

van de

Nederlandse Vereniging

ter

Bevordering

van de

Meteorologie

2

Meteorologica 2 - 2016

Inhoudsopgave

10

4

Homogenisatie van dagelijkse temperaturen van de KNMI hoofdstations

Theo Brandsma

10 Teleconnecties op het noordelijk halfrond

25

Huug van den Dool, Henk de Bruin

16

Het WOW-NL netwerk: één jaar later

Marijn de Haij, Martijn Koole, Jan Willem Noteboom, Peter Siegmund

22 De klimatologie van langgolvige inkomende straling in Wageningen Henk de Bruin

25 Weerbeelden

32

Rob Sluijter

26 Promoties – Modelleren van het klimaat van de Antarctische ijskap en het Antarctisch Schiereiland op

hoge resolutie

Melchior van Wessem

28

Wouter Lablans overleden

Gerard van der Schrier

Van

31 Column – Tele

de hoofdredacteur

Huug van den Dool

Een belangrijke ontwikkeling in het bestuderen van trends in temperaturen om de mate van klimaatopwarming (inclusief de extreme waarden) te kwantificeren betreft het homogeniseren van dagelijkse observaties. In zijn artikel op pagina 4 beschrijft Theo Brandsma een nieuwe, statistische methode om voor inhomogeniteiten in temperatuurreeksen, bijvoorbeeld die vanwege de overgang naar een nieuwe thermometerhut, te corrigeren. Omdat het dagelijkse temperaturen betreft heeft dit tot gevolg dat recordwaardes en -data aangepast moeten worden...

Helaas zijn ons de afgelopen maanden twee eminente meteorologen ontvallen die ook nog eens in zeer belangrijke mate hebben bijgedragen aan Meteorologica.

Ten eerste Wouter Lablans, oudKNMI’er, overleden op 22 april jl. Wouter kwam onder Bleeker bij het KNMI te werken en was geïnteresseerd in een veelheid van onderwerpen, waaronder de relatie tussen meteorologie en de landbouw.

Wouter heeft over een periode van ongeveer 20 jaar bijna 30 artikelen in Meteorologica gepubliceerd, een ongekende productie waar de redactie haar grote waardering en innige dank voor wil uitspreken.

Ten tweede is ons op 19 mei jl.

Kees Stigter ontvallen. Kees, die verbonden was aan de Universiteit

van Wageningen en die van Dares-Salaam en ook in diverse (WMO) commissies aangaande landbouwmeteorologie zitting had, was zeer begaan met het lot van arme boeren in derdewereldlanden. Hij was tevens jarenlang vaste columnist van Meteorologica, waarin hij bovengenoemde problematiek van allerlei kanten belichtte. De redactie van Meteorologica is Kees dan ook enorm dankbaar voor zijn bezielende inzet.

Ten slotte: het broeikaseffect. Henk de Bruin is al jarenlang pleitbezorger van het doen van nauwkeurige metingen van de inkomende infrarode (of langgolvige) straling aan het oppervlak, omdat dit de belangrijkste variabele van het broeikaseffect is.

Een toename aan broeikasgassen heeft, zoals bekend, tot gevolg dat de inkomende langgolvige straling toeneemt, waardoor het warmer wordt. In zijn artikel op pagina 22 laat Henk de klimatologie van deze variabele te Wageningen zien, maar constateert hij tevens dat de meetreeks helaas nog te kort is om op zinnige wijze trends te bepalen.

Omdat we bepaalde aspecten van het broeikaseffect nog niet ten volle begrijpen heeft Henk het initiatief genomen tot een prijsvraag hieromtrent (zie pagina 41): een ieder wordt opgeroepen zijn/haar hoofd hierover te buigen!

32 Micro-Meteorologische Mijmeringen – Avonturen in

het land van Winnetou en Ruige Rijp Henk de Bruin

34 Een dag in het leven van zomaar een meteoroloog Thom Zwagers

35 Weerbeelden Rob Sluijter

36 In Memoriam Kees Stigter Leo Kroon

38

Klimaatoverzicht – Chennai onder water

Geert Jan van Oldenborgh, Friederike Otto, Karsten Haustein, Krishna AchutaRao

40 NVBM Mededelingen – Robert Mureau vertrekt bij MeteoGroup

Wim van den Berg

41 Prijsvraag – Leg het broeikaseffect uit aan het grote publiek 42 Column – Review Gerard van der Schrier

43

NVBM Sponsors en Colofon

Advertenties 2 Wittich en Visser 9 IMAU – Universiteit Utrecht 15 CaTeC 21 KNMI 44 Wageningen Universiteit

Voorkant Waarneemterrein KNMI 1947. Links de oude pagodehut en rechts de nieuwe Stevensonhut. Er is drie jaar parallel gemeten (1947-1950). De pagodehut stond ongeveer op de plek waar zich nu de hoofdingang van het KNMI bevindt. Op de achtergrond een deel van het oude klooster, zoals we dat nu nog kennen. Zie het artikel van Theo Brandsma op pagina 4.

Meteorologica 2 - 2016

3

Homogenisatie van dagelijkse temperaturen van de KNMI hoofdstations Theo Brandsma (KNMI) De temperatuurreeksen van de vijf hoofdstations Den Helder, De Bilt, Groningen, Vlissingen en Maastricht1 zijn door stationsverplaatsingen inhomogeen. Voor De Bilt speelt daarnaast een verandering van een pagodehut naar een Stevensonhut een rol. De afzonderlijke reeksen zijn daardoor over hun volle lengte, zonder correcties, meestal ongeschikt voor het doen van uitspraken over klimaatverandering en -variabiliteit. Hoewel we voor gemiddelde maandtemperaturen al over gehomogeniseerde reeksen beschikken is dat voor extremen nog niet het geval. Het KNMI heeft mede daarom recentelijk de temperatuurreeksen van de vijf hoofdstations op dagbasis gecorrigeerd voor de belangrijkste inhomogeniteiten. Er is nu een realistische vergelijking mogelijk van gemiddelde en extreme temperaturen vanaf het begin van de 20ste eeuw tot heden.

De gehomogeniseerde reeksen van de vijf hoofdstations geven een consistent beeld van klimaatverandering in ruimte en tijd. De homogenisatie zorgt ook voor een aanpassing van het aantal hittegolven vóór 1950 en een herschikking van verschillende recordlijstjes. Het KNMI heeft de reeksen vanaf 1 juni 2016 in de operationele dienstverlening en voor klimaatonderzoek in gebruik genomen.

Homogeniseren van klimaatreeksen Meteorologische tijdreeksen zijn vaak inhomogeen door verplaatsingen van stations en/of instrumenten, langzame of abrupte veranderingen in de omgeving van de metingen en veranderingen in instrumenten en waarneemmethoden. Voor studies naar klimaatverandering en -variabiliteit proberen we hier zo goed mogelijk rekening mee te houden en, waar mogelijk, passen we hiervoor correcties toe. Voor het homogeniseren van reeksen van maandgemiddelde temperaturen zijn tegenwoordig verschillende geaccepteerde methoden beschikbaar. Het KNMI maakt dan ook al geruime tijd gebruik van gecorrigeerde maandreeksen van gemiddelde temperatuur (Tg van De Bilt en Centraal Nederland) voor het onderzoek naar klimaatveranderingen. Voor het bestuderen van trends in extreme weersituaties zullen we echter op dagbasis moeten corrigeren, want gecorrigeerde maandreeksen zijn daarvoor niet geschikt.

Het homogeniseren van dagwaarden is een stuk lastiger dan van maandwaarden. Op dagbasis moeten we er veel sterker rekening mee houden dat correcties afhankelijk zijn van het weer. Op het KNMI-terrein in De Bilt zijn bijvoorbeeld vijf verschillende locaties voor het meten van temperatuur onderling vergeleken (Brandsma, 2011). Uit deze vergelijking blijkt dat de onderlinge temperatuurverschillen behoorlijk zijn, en bovendien zijn de verschillen groter naarmate de windsnelheid en bewolking afnemen. Op bewolkte en winderige dagen zijn de verschillen minimaal. Brandsma en Van de Meulen (2008) vergelijken verschillende temperatuurhutten (onder andere de Stevensonhut en de huidige KNMI schotelhut).

Hoewel de onderlinge verschillen in deze vergelijking veel kleiner zijn dan in de vergelijking van de diverse locaties, zien we ook soortgelijke effecten van wind en bewolking.

Het weer zelf heeft dus een grote invloed op de correcties op dagbasis. In Meteorologica van december 2015 bespraken we de absolute temperatuurrecords van Winterwijk (-27.4 °C op 27 januari 1942) en van Warnsveld (38.6 °C op 23 augustus 1944). De conclusie was dat de metingen in orde zijn, maar dat door veranderingen in meetmethoden en waarneemlocaties de records niet één op één vergelijkbaar zijn met de moderne waarnemingen (Brandsma en Sluijter, 2015). Juist op dit soort 1. Dit zijn de in de publieksvoorlichting gebruikte benamingen. Den Helder is overgaan naar De Kooy, Groningen naar Eelde en Maastricht naar Beek.

4

Meteorologica 2 - 2016

Groningen

● ●

Eelde

Den Helder●

●

De Kooy

●

De Bilt

Souburg ● Vlissingen●

0

18 36 km

●Beek

Maastricht ●

Figuur 1. Ligging van de vijf hoofdstations: Den Helder/De Kooy, Groningen/Eelde, De Bilt, Vlissingen/Souburg en Maastricht/Beek.

recorddagen zijn correcties vaak maximaal. In de huidige studie maken we gebruik van een specifieke methode, genaamd percentiel-matching. Hierbij houden we indirect rekening met bewolking en wind doordat de correcties afhankelijk zijn van de temperatuur zelf. De veranderingen in extreem koude of warme dagen zijn daardoor in statistische zin betrouwbaar.

Bekende problemen zoals de neerwaartse sprong in Tx rond 1950 in De Bilt en het relatief hoge aantal hittegolven in de eerste helft van de 20ste eeuw (zie onder andere Mureau et al., 2013) zijn hiermee verleden tijd.

Gebruikte waarneemgegevens De gegevens van de vijf hoofdstations zijn de via de KNMIwebsite beschikbare operationele waarnemingen. Door standaardisatie van de waarnemingen van deze stations (Brandsma et al., 2013) hebben Tn en Tx altijd betrekking op het 0-0 UTC interval en is Tg altijd het gemiddelde van de uurtemperaturen T1, T2, …, T24, waar de index refereert naar uur UTC. Voor De Bilt kijken we naar de periode 1901–2015 en voor de andere reeksen naar de periode 1906-2015. Hieronder

Station Den Helder / De Kooy

LAT (N)

LON (E)

ALT (m)

52.967 52.924

4.750 4.785

4.4 0.5

52.101

5.177

2.0

Groningen / Eelde

53.217 53.125

6.550 6.586

2.1 3.5

Vlissingen / Souburg

51.442 51.467

3.596 3.583

8.0 -0.5

Maastricht / Beek

50.850 50.910

5.693 5.768

49.4 114.0

De Bilt

Operationele periode 1906/07-1972/07* 1972/08-heden

Overlap

Huidige naam (WMO nr.)

1961-1970 (10 jr)

De Kooy (235)

1901-heden

1946-1949 en 1952-1955**

1906-1950 1951-heden

1946-1951 (6 jr)

1906-heden*** 1947-1958

De Bilt (260) Eelde (280)

1958/05–1962 (~5 jr)

Vlissingen (310)

1946-1952 (7 jr)

Maastricht (380)

1906-1950 1951-heden

hebben we vervolgens uitgerekend als ΔT = ΔT1 – ΔT2, waarbij ΔT1 gelijk is aan het temperatuurverschil De Bilt – Eelde voor de gecombineerde verplaatsing en verandering van hut (1946-1949), en ΔT2 het temperatuurverschil daarna (1952-1955).

Percentiel-matching methode De hier gebruikte percentielmatching methode is ook in andere landen toegepast zoals Australië, Zwitserland en een aantal landen rond de Middellandse Zee (Kuglitsch et al., 2009; Trewin, 2013). We geven hier een korte beschrijving van de methode met de overgang Groningen–Eelde als voorbeeld. Voor meer details, zie Brandsma (2016). Figuur 3 geeft de maandgemiddelde temperatuurverschillen tussen Groningen en Eelde. De figuur laat zien dat vooral Tn gevoelig is voor de verplaatsing. In de maand juli loopt het gemiddelde verschil zelfs op tot circa 1.9 °C. Als we naar de kansdichtheidsverdeling kijken van de dagwaarden van Tn in de maand juli in Figuur 4 , dan blijkt de vorm van de verdeling voor Groningen en Eelde sterk van elkaar te verschillen. Dit betekent dat een maandgemiddeldecorrectie niet voldoet voor de extreme dagwaarden. Bij een lage Tn (lage percentielen) is de correctie veel groter dan bij een hoge Tn (hoge percentielen). Met percentiel-matching houden we rekening met deze asymmetrie. Percentiel-matching is niets anders dan het berekenen van de percentielen van de Tn-waarden van Groningen en Eelde, waarbij het verschil tussen overeenkomstige percentielen de correctie

Onderbreking van september 1944 – mei 1945: niet opgevuld. ** Station Eelde is gebruikt als alternatief voor ontbrekende overlap. *** Onderbreking van oktober 1944 – juli 1945: niet opgevuld. Onderbreking van 1947-1958: opgevuld met Souburg. *

Tabel 1. Details van de stations in Figuur 1.

beschrijven we de belangrijkste inhomogeniteiten. Figuur 1 geeft de ligging van de stations en de beschreven alternatieve locaties.

1.

De Kooy werd operationeel op 1 augustus 1972 en is een voortzetting van Den Helder. Station Den Helder lag direct achter de Noordzeedijk aan de westkant van Den Helder. Het huidige station De Kooy is een open locatie op vliegveld De Kooy aan de zuidoostkant van Den Helder ongeveer 1 km vanaf de Waddenzee.

2.

De Bilt onderging een verandering van een grote pagodehut naar een reguliere Stevensonhut op 16 september 1950 (Figuur 2) en kort daarna een verplaatsing van een beschutte naar een 300 m zuidwaarts gelegen open locatie op 27 augustus 1951.

3.

Eelde werd operationeel in 1951 en is een voortzetting van Groningen. Station Groningen was een beschutte stadslocatie terwijl station Eelde zich op open locatie op vliegveld Eelde 10 km ten zuiden van Groningen bevindt.

4.

Vlissingen was van 1947-1958 tijdelijk verplaatst naar Souburg. Station Vlissingen bevindt zich op een open locatie langs de oever van de Westerschelde. Station Souburg bevond zich op een open locatie op een vliegveld 1.8 km landinwaarts ten noordwesten van Vlissingen.

5.

Beek werd operationeel op 1 januari 1951 en is een voortzetting van Maastricht. Station Maastricht was een stadslocatie. De temperatuurmetingen werden verricht op 20 m hoogte boven de grond (de standaard was destijds 2.2 m boven de grond). Het huidige station Beek bevindt zich op een open locatie op vliegveld Beek 9 km ten noordoosten van Maastricht. Vliegveld Beek ligt circa 65 m hoger dan Maastricht.

Tabel 1 vat bovenstaande informatie samen en geeft aan welke overlapperiodes beschikbaar waren om de homogenisatie uit te voeren.

Voor Den Helder, Groningen, Vlissingen en Maastricht heeft het KNMI parallelmetingen verricht ten tijde van de verplaatsing. Deze metingen werden gebruikt bij het vinden van de correcties op dagbasis. Bij de verplaatsing in De Bilt in 1951 zijn helaas geen parallelmetingen verricht, want deze verplaatsing was onvoorzien door bouwactiviteiten. Als alternatief zijn voor De Bilt de metingen van vliegveld Eelde gebruikt in de periode 1946-1955 (voor de verplaatsing en de verandering van hut en daarna). Vliegveld Eelde was al vanaf begin 1946 in gebruik (dus ver voor de officiële overgang van Groningen naar Eelde). Eelde vormt dus in de periode 1946-1955 een ongestoorde parallelreeks voor De Bilt. Het temperatuurverschil ΔT De Bilt (oud) – De Bilt (nieuw)

Figuur 2. Verandering van thermometerhut in De Bilt op 16 september 1950. Links de oude pagodehut en rechts de nieuwe Stevensonhut.

Meteorologica 2 - 2016

5

selectie hiervan, met de meeste aandacht voor De Bilt omdat dat station het meest gebruikt wordt in de voorlichting, bijvoorbeeld voor het bepalen van koude- en hittegolven. De reeksen zijn achterwaarts gecorrigeerd (het gedeelte voor een breuk is dus vergelijkbaar gemaakt met de huidige metingen).

2.0

1.5

Series

dT (C)

dTn

1.0

dTx dTmean

0.5

0.0 1

2

3

4

5

6

month

7

8

9

10

11

12

Figuur 3. Maandgemiddelde temperatuurverschillen (Groningen – Eelde) in de overlap periode 1946-1951. De gladde curves zijn het resultaat van een loess fit gebruik makend van SOND voor en de JFMA na het hele jaar, dus van SOND JFMAMJJASOND JFMA. 0.20

0.15

density

Station Groningen

0.10

Eelde

0.05

0.00 0

5

10

Tn (C)

15

20

25

Figuur 4. Kansdichtheidsverdeling van dagwaarden van Tn in juli van Groningen en Eelde in de overlap periode 1946-1951.

3.0

Vergelijking gemeten en gehomogeniseerde temperaturen De Bilt Figuur 6 vergelijkt de gehomogeniseerde reeksen met de gemeten reeksen voor de jaargemiddelde Tn, Tx en Tg (eerste kolom) en het jaarminimum (n toegevoegd) en maximum (x toegevoegd) van de dagelijkse Tn, Tx en Tg (tweede en derde kolom). De figuur laat zien dat de trend in Txx het meest beïnvloed wordt de homogenisatie. Zoals we hieronder zullen zien, heeft dit ook gevolgen voor de recordwaarden.

Ook voor de andere stations zien we dat de trends in extremen het meest beïnvloed worden door de homogenisatie.

Zo zorgen de correcties voor de overgangen Den Helder-De Kooy en Groningen-Eelde voor een forse daling van Tn in de jaren voor de overgang. Voor Vlissingen zijn de verschillen gering en beperken zich tot de periode 1947-1958. Maastricht laat voor zowel Tn, Tx als Tg een forse daling zien in de jaren voor de overgang naar Beek.

Vergelijking trends in Tn, Tx en Tg De gehomogeniseerde dagtemperaturen van de vijf hoofstations (H5) hebben we gebruikt om een gemiddelde Tn, Tx en Tg voor Nederland uit te rekenen. Dit is van belang in studies naar klimaatverandering. Figuur 7 en Figuur 8 vergelijken de gehomogeniseerde jaargemiddelde Tn en Tx van H5 met de individuele stations. Merk op dat de curves voor de individuele stations gelijkvormig zijn. Het is ook opmerkelijk dat voor H5 het verschil tussen het eind (2015) en het begin (1906) van de trendlijn circa 1.8 °C bedraagt voor zowel Tn als Tx. Wanneer we kijken naar de periode vanaf 1970, dan is de stijging in Tx iets groter dan die in Tn. Tezamen geven de gehomogeniseerde reeksen een consistent beeld van de temperatuurtrends in zowel ruimte als tijd. Figuur 9 vergelijkt de in deze studie gehomogeniseerde Tg van H5 en De Bilt met de bestaande op maandbasis gehomogeniseerde Tg reeksen: De Bilt_m en CNT. De verschillen in trends zijn verwaarloosbaar.

Dit versterkt het vertrouwen in de al bekende trends.

Correction (C)

2.5

2.0

1.5

1.0 0

20

40

Percentile

60

80

100

Figuur 5. Correctie voor Tn als functie van percentiel voor de waarnemingen in Figuur 4. De gladde curves zijn het resultaat van een loess fit.

geeft. Figuur 5 geeft voor Tn in juli de correcties als functie van de percentielen. De figuur laat zien dat de gemiddelde maandcorrectie van 1.9 °C voor Tn in juli op dagbasis varieert tussen 2.8 °C voor de laagste Tn en 1.4 °C voor de hoogste Tn. Resultaten Brandsma (2016) geeft voor elk station de correcties en een overzicht van alle resultaten. Hier beperken we ons tot een 6

Meteorologica 2 - 2016

Koude- en hittegolven Koude- en hittegolven worden traditioneel berekend met de dagelijkse temperatuurdata van De Bilt. Het KNMI gebruikt ze in de communicatie om mensen bewust te maken van extreme koude of hitte. Soms worden langetermijnveranderingen in de frequentie van optreden van koude- en hittegolven gebruikt om conclusies te trekken over klimaatverandering. Inhomogeniteiten maken de gemeten reeksen echter ongeschikt voor dat doel. De hier beschreven gehomogeniseerde reeksen kunnen daarvoor echter wél gebruikt worden.

We hebben het aantal koude- en hittegolven in de periode 1901-2015 opnieuw berekend met de gehomogeniseerde dagtemperaturen van De Bilt. Het aantal koudegolven blijft onveranderd op 33. Figuur 6 gaf al aan dat extreem lage temperaturen (Tnn) nauwelijks veranderen door de homogenisatie. Figuur 10 geeft het aantal hittegoven voor de gemeten en gehomogeniseerde reeksen. Door het effect van de homogenisatie op Tx in de zomer (zie ook Figuur 6), is er een sterke afname van het aantal hittegolven voor 1950 (van 23 naar 7).

Het totaal aantal hittegolven daalt van 40 voor de gemeten reeks naar 24 voor de gehomogeniseerde reeks, waarvan 7 voor 1951 en 17 daarna.

Annual mean Tn

Annual minimum Tn (Tnn) −5

7

20

−10

6

18

−15

5 4 1900 1925 1950 1975 2000

−20

16

−25 1900 1925 1950 1975 2000

14 1900 1925 1950 1975 2000

Annual maximum Tx (Txx)

Annual mean Tx Temperature (C)

Annual maximum Tn (Tnx)

15

35.0

14

32.5

13

30.0

12

27.5

1900 1925 1950 1975 2000

Annual minimum Tx (Txn) 0.0 −2.5 −5.0 −7.5 −10.0

1900 1925 1950 1975 2000

Annual mean Tmean

1900 1925 1950 1975 2000

Annual minimum Tmean (Tmeann) 0

11

28 26

−5

10

Annual maximum Tmean (Tmeanx)

24

9

−10

8 1900 1925 1950 1975 2000

−15 1900 1925 1950 1975 2000 Year

22 20 1900 1925 1950 1975 2000

Figuur 6. Vergelijking van Tn, Tx en Tg voor (blauwgroen) en na (roodoranje) homogenisatie voor De Bilt 1901-2015. De gladde curves zijn het resultaat van een loess fit.

Recordwaarden Naast de bovenbeschreven effecten zijn er ook gevolgen voor de waargenomen recordwaarden van Tn, Tx en Tg. De homogenisatie leidt in sommige gevallen tot een nieuwe rangschikking van de hoogste en laagste Tn, Tx en Tg waarden.

De grootte van verandering de recordwaarden is daarbij een reflectie van de correcties voor de hoogste en laagste percentielen in de zomer en in de winter. Tabel 2 vergelijkt voor De Bilt de Tnn en Txx na en voor de homogenisatie. Zoals te verwachten was zien we vooral voor Txx een herschikking van de getallen. De record Txx van 27 juni 1947 verhuist door de homogenisatie naar de tweede plaats. De eerste plaats wordt nu ingenomen door de Txx van 35.7 °C van 19 juli 2006. Een

jjjjmmdd

Txx Oud

T (°C)

jjjjmmdd

Nieuw T (°C)

jjjjmmdd

jjjjmmdd

T (°C)

19420127

-24.7

19420127

-24.8

20060719

35.7

19470627

36.8

19420126

-23.3

19420126

-23.4

19470627

35.6

20060719

35.7

19560216

-21.6

19560216

-21.6

19900804

35.3

19110728

35.6

19120203

-19.9

19120203

-20.1

20030807

35.0

19900804

35.3

19560215

-19.5

19560215

-19.5

19760703

34.9

19470628

35.2

20120204

-18.9

19290214

-18.9

20100709

34.4

20030807

35.0

19290214

-18.7

20120204

-18.9

20030716

34.3

19110810

34.9

19850108

-18.3

19850108

-18.3

19570630

34.2

19760703

34.9

19630118

-18.2

19630118

-18.2

19940724

34.1

19230711

34.8

19560217

-18.0

19290212

-18.1

19590709

34.0

19230713

34.7

Tabel 2. Tien laagste Tnn en hoogste Txx voor De Bilt in de periode 1901-2015 na (nieuw) en voor (oud) de homogenisatie.

9

8

Oud T (°C)

Discussie en conclusie De gebuikte percentiel-matching methode voor het homogeniseren van de dagelijkse temperatuurdata van de vijf hoofdstations van het KNMI is een statistische methode. De methode zorgt ervoor dat de statistische verdeling van de dagtemperaturen behouden blijft bij een inhomogeniteit in de metingen.

Dit betekent dat we gemiddeld gezien het corrigeren van extreme waarden goed toepassen. Op individuele dagen kan de echt benodigde correctie echter afwijken van de toegepaste

Station

7

H5 De Kooy

Tn (C)

Tnn Nieuw

uitgebreider overzicht van de veranderingen in recordwaarden is te vinden in Brandsma (2016).

De Bilt

6

Eelde Vlissingen Maastricht

5

4

1900

1920

1940

1960 Year

1980

2000

2020

Figuur 7. Vergelijking van de gehomogeniseerde gesmoothde jaargemiddelde Tn van de individuele stations en hun gemiddelde (H5) in de periode 1906-2015.

Meteorologica 2 - 2016

7

15

14 Station H5

Tx (C)

De Kooy De Bilt

13

Eelde Vlissingen Maastricht

12

1900

1920

1940

1960 Year

1980

2000

2020

Figuur 8. Vergelijking van de gehomogeniseerde gesmoothde jaargemiddelde Tx van de individuele stations en hun gemiddelde (H5) in de periode 1906-2015.

10.5

Station

10.0 Tmean (C)

H5 De Bilt De Bilt_m CNT

9.5

9.0

1900

1920

1940

1960 Year

1980

2000

2020

Figuur 9. Vergelijking van de gehomogeniseerde gesmoothde jaargemiddelde Tg van H5, De Bilt, De Bilt_m (gehomogeniseerde maandreeks) en de Centraal Nederland Temperatuur (CNT) in de periode 1906-2015. De curves zijn het resultaat van een loess fit.

correctie. Niettemin is er voldoende reden om de gehomogeniseerde reeksen te gebruiken in plaats van de gemeten reeksen. Laatstgenoemde zijn meestal niet geschikt voor trend- en variabiliteitsstudies, waar de precieze correctie op een individuele dag meestal van ondergeschikt belang is. Toekomstige verbeteringen zijn mogelijk door andere weervariabelen mee te nemen dan de temperatuur alleen. Hoewel temperatuur indirect iets kan zeggen over andere weervariabelen is het niet perfect.

Dezelfde lage minimumtemperaturen in de winter bijvoorbeeld kunnen veroorzaakt worden door (a) sterke advectie van koude lucht, of (b) helder en windstil weer. Het is bekend dat correcties voor inhomogeniteiten in het geval van (a) minimaal zijn in het geval van (b) vaak maximaal. Hetzelfde geldt voor hoge maximumtemperaturen in de zomer, die het gevolg kunnen zijn van advectie van warme lucht of van helder windstil weer.

Naast het meenemen van meer weervariabelen is het ook mogelijk om met terugwerkende kracht parallelmetingen te doen om de gevonden statistische correcties te onderbouwen. Zo wordt deze zomer op het KNMI terrein in De Bilt de oude pagodehut herbouwd om daar opnieuw vergelijkende metingen mee te doen. We hebben ons in deze studie beperkt tot de belangrijkste inhomogeniteiten, grote verplaatsingen en een verandering van hut in De Bilt. Er zijn echter nog andere bekende inhomogeniteiten waarvoor gecorrigeerd kan worden. Voorbeelden zijn de verlaging van de thermometerhut van 2.2 m naar 1.5 m rond 1960, andere kleine verplaatsingen, en het effect van langzaam groeiende steden. Voor Tg laten de maandgemiddelde gehomogeniseerde reeksen voor De Bilt (De Bilt_m) en Centraal Nederland (CNT) zien dat de correcties ten gevolge van dit soort inhomogeniteiten veel kleiner zijn dan de hier toegepaste correcties. Resumerend zijn de nieuwe gehomogeniseerde dagelijkse temperatuurreeksen van de vijf hoofdstations een stap vooruit omdat ze een realistische vergelijking mogelijk maken van de gemiddelde en extreme temperaturen van het begin van de 20e eeuw tot heden.

OLD

4

Literatuur

3

2

Heat waves (1/year)

1

0 NEW

4

3

2

1

0 1900

1910

1920

1930

1940

1950

1960 year

1970

1980

1990

2000

2010

Figuur 10. Aantal hittegoven per jaar in De Bilt voor de gemeten data (OLD) en de gehomogeniseerde data (NEW) in de periode 1901-2015.

8

Meteorologica 2 - 2016

Brandsma, T. and J.P. van de Meulen, 2008: Thermometer Screen Intercomparison in De Bilt (the Netherlands), Part II: Description and modeling of mean temperature differences and extremes. Int. J. Climatology, 28, 389-400.

Brandsma, T., 2011: Parallel air temperature measurements at the KNMI observatory in De Bilt (the Netherlands) May 2003 - June 2005.

KNMI publication:Â WR-2011-01, pp56.

Brandsma, T., R. Jilderda and R. Sluijter, 2013: Standardization of data and methods for calculating daily Tmean, Tn and Tx in the Netherlands for the 1901-1970 period. KNMI, Technical Report, TR-340, 45p..

Brandsma, T., R. Sluijter, 2015: Temperatuurrecords van Winterswijk en Warnsveld opnieuw onder de loep. Meteorologica, 24 (4): 4-8.

Brandsma, T., 2016: Homogenization of daily temperature data of the five principal stations in the Netherlands (version 1.0). KNMI Technical Report: TR-356, pp43.

Kuglitsch, F.G., A. Toreti, E. Xoplaki, P. M. Della-Marta, J. Luterbacher, H. Wanner, 2009: Homogenization of daily maximum temperature series in the Mediterranean, J. Geoph. Res., 114, D15108.

Mureau, R., W. van den Berg, W. Hazeleger, en E. Min, 2013: Vaker hoge maxima? Meteorologica 22(3): 26-29.

Trewin, B., 2013: A daily homogenized temperature data set for Australia. Int. J. Climatology, 33, 1510-1529.

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

Meteorologica 2 - 2016

9

Teleconnecties op het noordelijk halfrond Huug van den Dool, Henk de Bruin Een teleconnectie is een verband op (zeer) grote afstand in de atmosfeer. Het begrip (niet de terminologie) is zeker twee eeuwen oud, maar de kreet teleconnectie is voornamelijk van na 1980. Het is natuurlijk fascinerend dat het weer op twee verafgelegen plaatsen iets berekenbaars met elkaar te maken zou hebben. Er zijn twee redenen voor fascinatie in het bijzonder. De eerste reden is heel oud. Als het weer op plaats A ons iets zegt over weer in plaats B enige tijd later dan hebben we hoop op een voorspelmethode (voor plaats B). Deze gedachte speelde een grote rol bij verwoestende stormen, zoals die tijdens de Krimoorlog in 1854, die men had kunnen zien aankomen in de vorm van een depressie die over Europa daarheen trok. Dit soort rampen (vooral de Krim-storm) vormden de aanzet voor de beoefening der synoptische meteorologie en voor de oprichting van de Franse Meteorologische Dienst (Lablans en Van der Schrier, 2011 ). De tweede reden, meer modern, is “systeem analyse”. Als men een systeem (of elektronisch apparaat) op plaats A een impuls (klap/schop) geeft die op plaats B enige tijd later een reactie geeft, dan zegt dat iets over de werking van het systeem dat we willen onderzoeken of repareren.

Inleiding Er heeft sinds het begin van de NVBM (1991) nooit een artikel in Meteorologica gestaan over teleconnecties, hoewel de Noord Atlantische Oscillatie (NAO) wel vaak ter sprake is gekomen. We gaan hier in op het wezen van teleconnecties, dat wil zeggen: verbanden in de atmosfeer tussen locaties op zeer grote afstand van elkaar. Dat betekent invoering van een meer precieze definitie, een methode om teleconnecties uit te rekenen, een discussie van de meer bekende teleconnecties op gematigde breedte van het noordelijk halfrond (NH) – dat zijn er niet veel – de relatie tot orthogonale functies inclusief het verbazende resultaat dat er überhaupt lineaire correlaties bestaan in een medium dat wordt bepaald door niet-lineaire vergelijkingen.

De atmosfeer leent zich nauwelijks voor echt laboratoriumonderzoek waarbij men bijvoorbeeld een depressie van straal R plaatst op locatie A om te bestuderen wat er vervolgens ver weg te B gebeurt. We hebben slechts enkele door de natuur aangeboden meteorietinslagen die ons via standaard synoptische waarnemingen iets over zwaartekrachtsgolven in de atmosfeer vertellen, te vergelijken met golven in een vijver nadat een experimentator een steen in het water heeft gegooid. Gelukkig hebben we nu modellen waar we zoiets revolutionairs wél kunnen doen en bovendien kunnen we met heranalyse-gegevens sets (allemaal van ruim na 1990) hypothetische experimenten/simulaties uitvoeren die de werkelijkheid redelijk nauwkeurig nabootsen.

Figuur 1. Teleconnecties gedurende JFM voor 500 hPa. De kaarten laten de correlatie van de tijdreeksen op het basispunt (genoemd boven de kaart) en alle andere roosterpunten. De tijdreeks van 500 hPa anomalieën op het basispunt staat onder de kaart. Contour interval is 0.2, en de laagste correlatie waarde is +/- 0.3. Gegevens afkomstig uit de NCEP/NCAR heranalyse, 1948-2005. Domein is 20° – 90° NB. Het patroon links (rechts) wordt vaak NAO (PNA) genoemd.

10

Meteorologica 2 - 2016

bestaat op “grote” afstand van basis punt i (uiteraard met de Een definitie mogelijkheid van een hoge positieve correlatie op nog grotere Om tot een werkbare definitie te komen moet men keuzes afstand.) Hierdoor wordt de Namias atlas teruggebracht tot maken. Een ‘verband’ op grote afstand is vrij vaag. Is het een slechts enkele pagina’s, en in onze berekening tot twee. Grote verband a) tussen een of meer variabelen, b) simultaan of met positieve correlatie rondom basispunt i bestaan overal want een nader te bepalen tijdsverschil, c) bepaald via rekenrecepsynoptische weerssystemen hebben nu eenmaal bepaalde ten als correlatie, regressie, composieten etc., d) bewegende of horizontale afmetingen (zeker 1000 km), maar dat is dus niet staande golven (of andersoortige variaties in de tijd), of e) in werkbare definitie te komen moet men keuzes maken. Een ‘verband’ op grote hetis vrij wezenlijke kenmerk van teleconnecties. Het gaat om corinstantane of tijdsgefilterde waarnemingen.

Onze keuze in ditafstand een verbandartikel a) tussen een of meer variabelen, b) simultaan of met een nader te bepalen relatie op nog grotere afstand. is een enkele variabele, de 500 hPa hoogte (symbool c) bepaald Z), via rekenrecepten als correlatie, regressie,gemiddelden composieten etc., d) het bewegende of simultaan, correlatie, en 3-maands (JFM, en (of andersoortige variaties in de tijd), of e) in instantane of tijdsgefilterde De twee voornaamste patronen op het noordelijk gemiddelde van januari, februari en maart) gefilterde waarneen. Onze keuze in dit Dat artikel is een variabele, de 500 hPaop hoogte (symbool mingen. legt onsenkele voldoende beperkingen om tot een Z), halfrond orrelatie, enantwoord 3-maandstegemiddelden het gemiddelde vankunnen januari,zijn. februari Het bovenstaande kan worden samengevat in Figuur 1, die we komen wat(JFM, de verbanden zouden We en maart) kunnen hetons aan de gegevens overlaten (detot atmosfeer spreekt aarnemingen.

Dat legt voldoende beperkingen op om een antwoord te komenhier watgaan bespreken. Op het NH zijn eigenlijk maar twee teleconnecties van belang. Links zal de expert de NAO herkennen ons toe) wekunnen met zich voortplantende dan wel staande ver- spreekt n zouden kunnen zijn.ofWe het aan de gegevens overlaten (de atmosfeer ons schijnselen dan te maken hebben.

De dataset die we gebruiken et zich voortplantende wel staande verschijnselen te maken hebben.

De dataset(naam die webedacht door Walker, 1924) en rechts het Pacific North American patroon (PNA), waarvan de naam is bedacht door is 2.5 dusgraads Z op rooster een 2.5voor graads voor1948 20° ––2005 90° (58 NBJFM voor dus Z op een 20° –rooster 90° NB voor seizoenen) uit Wallace en Gutzler (1981). Hoe wij deze twee basispunten 1948et–al.,2005 (58 uitvoor de zo’n NCEP heranalyse analyse (Kalnay 1994).

JFMJFM is hetseizoenen) beste seizoen studie, want dan is de hebben (Kalnay al., 1994).

JFM is het beste seizoen voor zo’n studus het signaal) het et grootst en is ook de golfvoortplanting vanuit de tropen het sterkst.

De gekozen wordt later uitgelegd. Met betrekking tot Figuur 1 (links), de NAO, zien we: die, want dan is de variantie (en dus het signaal) het grootst imensies (eigenlijk 2) vatten we samen tot één index s: s = 1 t/m ns, waarbij ns het aantal en is ook de golfvoortplanting vanuit de tropen het sterkst.

De en is.

1) Een min of meer cirkelvormig gebied van positieve correlaruimtelijke dimensies (eigenlijk 2) vatten we samen tot één ties (rood) rond het basispunt 65° N, 50° W nabij Groenland. index s: s = 1 t/m ns, waarbij ns het aantal roosterpunten is.

2) Negatieve correlatie (blauw, hier en daar < -0.7) in een Atlas langgerekte strook tussen 30° N en 40° N boven de Oceaan, De Namias Atlas met uitlopers van de Rockies tot de Oeral. Als 500 hPa hoger We gebruiken de volgende uitdrukking voor de correlatie n de volgende uitdrukking dan normaal ligt in de buurt van Groenland dan is een erg coëfficiënt (ρ):voor de correlatie coëfficiënt (): grote kans dat het 500 hPa vlak lager dan normaal ligt van de Rockies tot Oeral.

(1) 3) De sterkte van de polaire straalstroom wordt gemoduleerd door deze uit-fase relatie in het hoogteveld. dat wil zeggen, de correlatie tussen de roosterpunt tijdreekseni ter en, de correlatie tussen de tijdreeksen ter lengte 58 op en j.lengte Zowel i als 4) j Nog verder naar het zuiden zien we weer positieve correopnsroosterpunt i enletter j. Zowel i als laties, rincipe van58 1 t/m . Verder is kleine z gegeven doorj variëren in prin, dat wil ook in een lange strook van west naar oost, boven het cipe van 1 t/m n oosten .

Verder is kleine letter z gegeven door s aarde van Z verminderd met een klimatologie die alleen van de ruimte afhangt. Meestal is C van de Atlantische Oceaan, maar vooral boven Afrika en Zuidwest Azië. Als de polaire straalstroom sterk is dan is z(s,t)=Z(s,t)-C(s), dat wil zeggen de waarde van Z verminmiddelde over dezelfde 58 jaren. Als men met een vaste waarde van i werkt, het de subtropische straalstroom in de Atlantische-Euraziatische derd met een klimatologie die alleen van de ruimte afhangt. basispunt, en j loopt van 1 t/m ns dan krijgt men een kaart van correlatiewaarden tussen sector juist zwak, en omgekeerd.

Meestal is C het lokale gemiddelde over dezelfde 58 jaren. basispunt en alle andere roosterpunten, waarden die met isolijnen geanalyseerd kunnen 5) Zonder twijfel heeft dit NAO patroon te maken met een Als men met een vaste waarde van i werkt, het zogenaamde ee sprekende voorbeelden van zo’n kaart zijn in Figuur 1 weergegeven. Links is 65° N, 50° W blokkade versus sterke westelijke stroming. basispunt, en j loopt van 1 t/m ns dan krijgt men een kaart van t, en rechtscorrelatiewaarden 45° N, 160° W. We bespreken 1 pas later. Er is iedere waarde 6) De NAO is een staande Oscillatie. Er bestaat geen patroon tussen hetFiguur gekozen basispunt endus allevoor andere art. Door i teroosterpunten, laten variëren over alle punten men een atlas met nskunnen pagina's. Datzoals deed de NAO die 90 graden verschoven is in de ruimte. waarden die metkrijgt isolijnen geanalyseerd 981, of eigenlijk al veel eerder want er was een atlas voor intern gebruik in de Amerikaanse 7) De polariteit van de NAO wordt bepaald door de tijdreeks worden. Twee sprekende voorbeelden van zo’n kaart zijn in ather Service (O’Connor, 1969). Namias was de vrijwel enige die in de jaren 1950 (zie en onderaan Figuur 1). Dit is de tijdreeks van Z anomalieën Figuur 1 weergegeven.

Links is 65° N, de 50° W het basispunt, leconnecties sprak.

Het Namias idee met moderne uitvoering is te zien in een door Smoliak op het basispunt. Als de tijdreeks van z positief is (rood histoen rechts 45° N, 160° W. We bespreken Figuur 1 pas later. mpje’ op internet gram staafje) voor jaar X dan zien we in dat jaar de polariteit Er is http://www.atmos.washington.edu/~bsmoliak/teleconnection.html. dus voor iedere waarde van i een kaart. Door i te laten van de NAO zoals getoond in de kaart, dat wil zeggen een variëren over alle punten krijgt men een atlas met ns pagina’s. pelijke vooruitgang alles metalalles Hoewel Dat deedis zelden Namiashetinresultaat 1981, ofvan eigenlijk veelcorreleren. eerder want er de atlas zwakke polaire straalstroom. Is z negatief dan is er juist een niet meer iswas dan een dat, atlas levertvoor het inintern dit geval toch nieuwe inzichten op. De atlas van Namias gebruik in de Amerikaanse National sterkeis polaire straalstroom. een visualisering van alle elementen van de correlatiematrix waarmee men empirische Weather Service (O’Connor, 1969). Namias was de vrijwel de 8) De NAO is ‘regionaal’ in de zin dat er nauwelijks correfuncties (EOF) kandie uitrekenen.

Niet1950 iedereen heeftover namelijk het synoptisch talent van enige in de jaren en 1960 teleconnecties sprak. laties zijn (de kaart is leeg) boven de Stille Oceaan en grote naar 1000 kaarten tegelijk idee te kijken. en Gutzler (1981) eeningrote Het Namias met Wallace moderne uitvoering is zetten te zien een stap vooruit delen van Azië en westelijk Noord-Amerika. Alleen boven door Smoliak gemaakt ‘filmpje’ op internet http://www.atmos. het oostelijke deel van Azië, in de buurt van Korea, vinden we 2 washington.edu/~bsmoliak/teleconnection.html. negatieve correlatie.

Wetenschappelijke vooruitgang is zelden het resultaat van 9) Kiest men het basispunt in het blauwe gebied op de kaart alles met alles correleren. Hoewel de atlas van Namias niet dan krijgt men vrijwel hetzelfde resultaat, alleen met de kleumeer is dan dat, levert het in dit geval toch nieuwe inzichten ren omgedraaid. De Namias atlas zit in die zin vol dubbele op. De atlas van Namias is namelijk ook een visualisering pagina’s. De kleuren van tijdreeks en kaart kunnen zonder van alle elementen van de correlatiematrix waarmee men bezwaar worden omgedraaid (vermenigvuldiging met -1). empirische orthogonale functies (EOF) kan uitrekenen. Niet 10) De NAO manifesteert zich van zeeniveau tot aan de troiedereen heeft namelijk het synoptisch talent van Namias popauze, en zelfs (nee, met name) in de stratosfeer waar het om naar 1000 kaarten tegelijk te kijken. Wallace en Gutzler verschijnsel op alle geografische lengtes te zien is, dus niet (1981) zetten een grote stap vooruit in het objectief identificebeperkt tot het Atlantisch gebied. ren van de weinige teleconnecties die de moeite van bespreken 11) De NAO modificeert en verplaatst het klimatologische waard zijn door te eisen dat er een hoge negatieve correlatie meubilair: dat wil zeggen het IJsland laag en het Azoren hoog Meteorologica 2 - 2016

11

(Tuenter en Schuurmans, 1999).

Hoe anders is het gesteld met de PNA (zie Figuur 1, rechts):

1) Er is ook hier een flink gebied van positieve correlatie rond het basispunt 45° N, 160° W. 2) PNA heeft drie correlatiecentra op afstand van het gekozen basispunt, twee negatief (< -0.7), een stroomopwaarts nabij Hawaii en de ander stroomafwaarts boven West Canada, en ook nog een positief centrum boven het Zuidoosten van de VS. 3) Deze 4 centra (-, +, -, +) zijn gerangschikt langs een boog die op een grootcirkel lijkt.

4) Omdat dit patroon vermoedelijk door Rossbygolven wordt verklaard en de groepssnelheid van Rossby-golven oostwaarts is, kunnen we vermoeden dat er een bron in de tropen ligt (buiten het kaartgebied) en dat de golfenergie van daaruit langs de grootcirkel loopt, eerst noordoostwaarts, later zuidoostwaarts.

5) Net als de NAO modificeert de PNA de subtropische jet (ten westen van 150° W); bedenk dat erdit wel genoeg is kan meteen door naar de conclusies. Wie meer detail wil weten leest gewoo Voor wie klimatologisch geen polaire straalstroom verder. is boven Voor wie dit wel genoeg is kan meteen door naar de conclusies. Wie meer detail wil weten leest gewoo de Pacific. verder.

6) De PNA hangt ook samen met blokkades in de Golf van Alaska dan wel het uitdiepen en verplaatEmpirische Orthogonale Teleconnecties sen van het Aleoetenlaag.

7) Net als de NAO is de PNA een staande oscil- Orthogonale Teleconnecties Empirische Een nadeel van de tot dusver gevolgde werkwijze is dat Figuur 1 niet laat zien hoe belangrijk deze latie en verklaart de tijdreeks onder het kaartje de patronen zijn, bijvoorbeeld hoeveel procent van de wordt de NAO endeze PNA. Oo Een nadeel van de tot dusver gevolgde werkwijze is variantie dat Figuurverklaard 1 niet laat zien door hoe belangrijk polariteit in een bepaald jaar. kun je nietzijn, eenduidig aangeven welkprocent aandeelvan PNAdeenvariantie NAO in een bepaalde actuele situatie zeg 8) Er zijn geen andere zwakkere centra gerelateerd patronen bijvoorbeeld hoeveel verklaard wordt door de NAO hebben, en PNA. Oo in JFM van 2016.

Van den Dool et al.

(2000) hebben daar een oplossing voor bedacht: de Empirische aan PNA. kun je niet eenduidig aangeven welk aandeel PNA en NAO in een bepaalde actuele situatie hebben, zeg

Orthogonale Teleconnecties (EOT). tehebben lezen valt in bijvoorbeeld Bruin (1975) de hebben in JFM van 2016.

Van den Dool et al.(Zoals (2000) daar een oplossingde voor bedacht: Empirische orthogonale functies een zeer brede toepassing in ons vakgebied.)

In woorden komt het erop neer dat De NAO en PNA werken in gebieden dieOrthogonale nauwe- Teleconnecties (EOT). (Zoals te lezen valt in bijvoorbeeld de Bruin (1975) hebben lijks overlap hebben. Alleen boven het zuidoosten we een basispunt kiezen tein verklaart in het ‘domein’ of hetkomt kaartgebied z’n dat orthogonale functies eendat zeermeeste brede variantie toepassing ons vakgebied.)

In woorden het eropinneer Figuur 2. DEV(i), de domein geïntegreerde variantie verklaard door de tijdreeks opwaar de variant van de VS en aangrenzend oceaangebiedgeheel concur(hoe meer kleur in de kaarten zoals in Figuur 1, des te beter, vooral in gebieden we een basispunt kiezen dat meeste variantie te verklaart in het ‘domein’ of het kaartgebied in z’n Linksboveneerst bepaald met deover input‘verklaren’ gegevens z(s,t), met eenreren ze met elkaar. Voor wie dit wel genoeg isZ hoog kan is). roosterpunt van Omkleur dat teini.begrijpen iets meer metrechtsboven regressie. Vergelijking (1) is ook geheel (hoe meer de kaarten zoals (1)in Figuur 1, des te beter, vooral in gebieden waar de variant maal gereduceerde gegevens z (s,t), linksbeneden tweemaal gereduceerd, en rechtsmeteen door naar de conclusies. Wie meer detail te als Om dat te begrijpen eerst iets meer over ‘verklaren’ met regressie. Vergelijking (1) is ook vanschrijven Z hoog is). beneden driemaal gereduceerd. Contour interval is 4%. De tijdreeks laat de (gereduwil weten leest gewoon verder. te schrijven alsceerde) 500 hPa hoogte zien op het gekozen basispunt. Dat is de tijdreeks van EOT modes leest nummer 1 tot en met 4.

Empirische Orthogonale Teleconnecties genoeg is kan meteen door naar de conclusies.

Wie meer detail wil weten gewoon

Een nadeel van de tot dusver gevolgde werkwijze Dat wil zeggen, een covariantie gedeeld door twee standaard deviaties. In samenhang met vergelijking is dat Figuur 1 niet laat zien hoe belangrijk deze (1a) wil bestaat er een coëfficiënt evenredig met deviaties. namelijk Dat zeggen, eenregressie covariantie gedeeld door twee In samenhang met vergelijking evenredig met ρij namelijk patronen zijn, bijvoorbeeld hoeveel procent van de variantie regressie coëfficiënt aij standaard verklaard wordt door de NAO en PNA. Ook kun je niet een(1a) bestaat er een regressie coëfficiënt evenredig met namelijk hogonale Teleconnecties duidig aangeven welk aandeel PNA en NAO in een bepaalde (1b) actuele situatie hebben, zeg in JFM van 2016. Van den Dool et de tot dusver werkwijze dat Figuur 1 niet laatbedacht: zien hoe belangrijk z(sals ,t) als predictor naar z(sj,t) regressieschatting als predictand toe er al. gevolgde (2000) hebben daaris een oplossing voor depredictor Empi- deze i predictant toe is er dan een met z(si,t) als naarmet z(sj,t) z(sis i,t)*aij die jvoorbeeldrische hoeveel procent vanTeleconnecties de variantie verklaard wordt de NAO en PNA. Ook dan een regressieschatting z(s ,t) a die gegeven z(s ,t) een Orthogonale (EOT).gegeven (Zoalsdoor te lezen valt * i ij i z(si,t)predictor een ‘voorspelling’ maakt van z(sj,t).

Deishoeveelheid variantie verklaardz(s (EV) in de tijdree met z(s naar‘voorspelling’ z(s erz(s dan,t).eenDe regressieschatting uidig aangeven welk aandeeldePNA en NAO in een bepaalde actuele zeg i,t) alssituatie j,t) als predictant i,t)*aij die maakttoevan hoeveelheid variantie in bijvoorbeeld Bruin (1975) hebben orthogonale functieshebben, j ,t) wordt dan gegeven door .

Integreren we de laatste uitdrukking de z(s j z(si,t) een ‘voorspelling’ maakt van in z(sde De hoeveelheid variantie inover de tijdree . Van den Dool et al.brede (2000)toepassing hebben daar een vakgebied.) oplossinggegeven voor de Empirische j,t).tijdreeks verklaard (EV) z(sj,t) wordt danverklaard gegeven(EV) door een zeer in ons In bedacht: woorden komt hele kaart, het domein vandoor 20° – 90° NB, alle van dan vinden we de Domein 2 waarden ,t)meeste wordt dan gegeven . Integreren we de laatste uitdrukking z(s EV(i→j)= ρij2dus wej,de laatste uitdrukking over over de het erop(Zoals neer dat we een kiezende datjBruin variantie econnecties (EOT). te lezen valtbasispunt in bijvoorbeeld (1975) hebben * sdj . Integreren geïntegreerde EV (DEV): hele kaart, het alle domein van van 20° j,– dan 90° vinden NB, dus waarden te verklaart in het ‘domein’ of het kaartgebied inkomt z’n geheel cties een zeer brede toepassing in ons vakgebied.)

In woorden erop van neerde dat hele kaart, hethet domein 20° – 90° NB, dus waarden wealle de Domein (hoe meervariantie kleur intedeverklaart kaarteninzoals in Figuur teEV beter, nt kiezen dat meeste het ‘domein’ of 1, hetdes kaartgebied in z’nvan j, dan vinden we de Domein geïntegreerde EV (DEV): geïntegreerde (DEV): (2) vooral in gebieden waar1,dedes variantie Z hoog is). Omwaar dat de variantie er kleur in de kaarten zoals in Figuur te beter,van vooral in gebieden te begrijpen iets over meer‘verklaren’ over ‘verklaren’ met regressie.

(2) (2) Om dat te begrijpen eerst eerst iets meer met regressie.

Vergelijking (1) is ook Vergelijking (1) is ook te schrijven als DEV(i) hangt alleen van i af, en kan berekend en geplot worden op ieder roosterpunt i zodat men hiervan een kaart Figuur 2 (linksboven) we en een kaart van DEV(i). zijn punten hangt alleen vanzien i af, enErigeplot DEV(i) hangt alleenkan vanmaken. i af,DEV(i) enInkan berekend en geplot worden opkan iederberekend roosterpunt zodat men die veel van het NH verklaren, terwijl andere punten alleen voor zichzelf en naaste omgeving van belang worden op 2ieder roosterpunt i zodat men van hiervan kaart hiervan een kaart kan maken.

In Figuur (linksboven) zien we een kaart DEV(i).een Er zijn punten die (1a) zijn.

We zoeken nu de hoogste waarde, dat wil zeggen het eerste te kiezen basispunt i waarvoor geldt maken.

Figuuralleen 2 (linksboven) we een kaart 1 van veel van het NH verklaren, kan terwijl andereInpunten voor zichzelfzien en naaste omgeving van belang Er zijn punten diehet veel van hetkiezen NHmeest verklaren, DEV(iWe DEV(i) voor alle i ≠DEV(i). i1. Zo vinden wewil 65°zeggen N, 45° W als het eerste, geschikte basispunt, 1) >zoeken nu de hoogste waarde, dat eerste te basispunt iterwijl 1 waarvoor geldt een covariantie gedeeld dooreen twee standaard gedeeld deviaties.zijn.

In samenhang met vergelijking andere punten alleen voor zichzelf en verklaart naaste omgeving van Dat wil zeggen, covariantie door tweedestandaard waarvoor NAO er uitspringt.

Dit bijzondere punt nabij Groenland via regressie meer van de 1) > DEV(i) voor alle i ≠ i1. Zo vinden we 65° N, 45° W als het eerste, meest geschikte basispunt, en regressie coëfficiënt evenredigmet met vergelijking namelijkDEV(i belanglocatie zijn. We de hoogste waarde, dat wil zeg-het meest deviaties.

In samenhang (1a) bestaat eenwelk andere rest van het NHerdan dan zoeken ook. Hetnu teleconnecteert (nieuw werkwoord?)

12

Meteorologica 2 - 2016

waarvoor de NAO er uitspringt. Dit bijzondere punt nabij Groenland verklaart via regressie meer van de van Het isandere dan ook de beste Z te hebben.

Dat een rest alle van NH hetlocaties.

NH dan welk locatie dan plek ook. om Hetwaarnemingen teleconnecteertvan (nieuw werkwoord?) hetenkel meest punt meer dan 20% verklaart is indrukwekkend, want als alle roosterpunten onafhankelijk zouden van alle NH locaties. Het is dan ook de beste plek om waarnemingen van Z te hebben. Dat een enkel

gen het eerste te kiezen basispunt i1 waarvoor geldt DEV(i1) dat wil zeggen het product van M orthogonale tijdreeksen > DEV(i) voor alle i ≠ i1. Zo vinden we 65° N, 50° W als z(k-1)(sik,t) die met bepaalde punten in de ruimte samenhangen het eerste, meest geschikte basispunt, waarvoor de NAO er en M ruimtelijke patronen ai j. M is hoogstens 58 (meer prek uitspringt. Dit bijzondere punt nabij Groenland verklaart cies: de kleinste dimensie in ruimte-tijd), het aantal orthogovia regressie meer van de rest van het NH dan welk andere nale basisfuncties dat nodig is om de gehele dataset compleet locatie dan ook. Het teleconnecteert (nieuw werkwoord?) het te beschrijven. Figuur 3 laat de eerste vier EOTs zien. De meest van alle NH locaties. Het is dan ook de beste plek om eerste twee herkennen we natuurlijk meteen ondanks enkele waarnemingen van Z te hebben. Dat een enkel punt meer dan fundamentele verschillen met Figuur 1. Deze verschillen zijn 20% verklaart is indrukwekkend, want als alle roosterpunten met name het gevolg van het gegeven dat de tweede mode in onafhankelijk zouden opereren verklaren ze alleen zichzelf en Figuur 3 wordt berekend uit de gereduceerde data, terwijl in verklaren ze alleen zichzelf en dat is dus veel minder dan 1% van de domein-geïntegreerde dat is dus veel minder dan 1% van de domein-geïntegreerde Figuur 1 beide kaarten (en alle bladzijdes uit de Namias Atlas) Er is dus sowieso veel ‘verband’ op afstand. variantie. Er is dus sowieso veel ‘verband’ op afstand. refereren aan de oorspronkelijke z(t). Een kleiner verschil is dat in Figuur 3 de regressiecoëfficiënt is geplot (in Figuur 1 de nu verder te gaan naar het tweede punt? De kunst is om de invloed van het eerst gekozen Maar want hoe nu verderwordt te gaan hetgekozen tweedepunt punt?

De kunst is correlatie). Boven ieder kaartje in Figuur 3 zien we naast het el te verwijderen daardoor hetnaar tweede (ongeacht welke) om (ongecorreleerd). de invloed van het punt geheel te verwijdebasispunt ook hoe belangrijk deze functie is via de verklaarde ch orthogonaal Dateerst doen gekozen we door de oorspronkelijke z(s,t) als volgt te renj:want daardoor wordt het tweede gekozen punt (ongeacht variantie. De tijdreeks onder de kaart geeft het belang voor elk n” voor iedere afzonderlijk jaar. Voor teleconnecties zijn nummer 1 en 2 van (3) (3) groot belang. Nummers 3 en 4 verklaren al veel minder, maar zien er nog wel fraai uit. verklaren alleen zichzelf dat is dusen veel dan 1% van de domein-geïntegreerde dezetijdreeks de en eerste EOT, deminder regressiecoefficient het ruimtelijk De EOT procedure aldus beschreven levert orthogonale funcwelke) van automatisch orthogonaal (ongecorreleerd). Dat doen patroon Er isEOT. dus sowieso veel ‘verband’van op de afstand. rste Hiermee is het eerste EOTals metvolgt regressie verwijderd uit z, en kunnen ties we in het tijdsdomein op. Wat als je orthogonale functies we door de effect oorspronkelijke z(s,t) te “reduceren” voor (1) olgende basispunt gaan zoeken in de eenmaal gereduceerde data set z .

Het kaartje rechts in de ruimte wilt uitrekenen? In Van den Dool et al. (2000) j: het tweede punt? De kunst is om de invloed van het eerst gekozen nu verder teiedere gaan naar in te Figuur 2 is de DEV(i) vani ,t) de de eenmaal gereduceerde data. EOT, De Atlantische Oceaan Hierbij is z(s tijdreeks van degekozen eerste en de regresel verwijderen want daardoor wordt het tweede punt (ongeacht welke)is alis een alternatieve EOT beschreven die tijdstippen in plaats 1 zesiecoefficient alleen zichzelf en dat is dus veel minder dan 1% van de domein-geïntegreerde dverklaren schoongemaakt na het 'verwijderen' van de eerste EOT. Zo vinden we i en dat in te de vanStille basispunten gebruikt. Dit levert orthogonale kaarten op. ai j hetDatruimtelijk patroon van de eerste EOT. 2 ch orthogonaal (ongecorreleerd). doen we door de oorspronkelijke z(s,t) als ligt volgt 1 Erook is dus sowieso veel ‘verband’ op afstand. n dat springt er uit.

Eigenlijk zie je de PNA al in dit DEV kaartje, en 45° N, 160° W is een teleconnecties heeft dit minder te maken, maar wel veel Met Hiermee is het effect van de eerste EOT met regressie vern” voor iedere j: ig punt om wijderd waarnemingen te doen.

Dit we verklaart de keuze van debasispunt twee punten in Figuur 1. We met analogen en anti-analogen, een geheel ander onderwerp. uit z, en kunnen naar het volgende gaan nu verderze te alleen gaan naar het en tweede punt?

De minder kunst isdan om 1% de invloed van het eerst gekozen (1) verklaren zichzelf dat is dus veel van de domein-geïntegreerde zoeken de eenmaal gereduceerde data setvoor z .iedere Het kaartje en de invloed van hetintweede punt door een tweede reductie j: (3) el te verwijderen want‘verband’ daardoor wordt het tweede gekozen punt (ongeacht welke) Er is dus sowieso afstand. rechtsveel bovenaan inopFiguur 2 is de DEV(i) van de eenmaal ch orthogonaal (ongecorreleerd).

Dat doen weregressiecoefficient door de oorspronkelijkehet z(s,t) als volgtpatroon te de tijdreeks van de eerste en de ruimtelijk gereduceerde data. EOT, De Atlantische Oceaan is al verbazend nuvoor verder te gaan naar het tweede punt? De kunst is om de invloed van het eerst gekozen n” iedere j: rste EOT. Hiermee is het effectna vanhet de eerste EOT met regressie verwijderd uit Zo z, en kunnen we schoongemaakt ‘verwijderen’ van de eerste EOT. rwijdering van de want tweede EOT mode wordt DEV(i), links onderaan in Figuur 2,welke) vrijwel egaal in el te verwijderen daardoor wordt het tweede gekozen punt (ongeacht (1) vindengaan we izoeken en datinligt in de Stille Oceaan, en ook olgende basispunt de eenmaal gereduceerde data setdat z .springt Het kaartje rechts (3)oorspronkelijke .ch Alles van groot(ongecorreleerd). belang is2 afgeroomd. iswe lood omde oud ijzer welk derde punt nutekiest; orthogonaal Dat Het alsmen erde uit.DEV(i) Eigenlijk je dedoen PNA aldoor in dit DEVDekaartje, enz(s,t) 45° N,volgt in Figuur 2 is van dezie eenmaal gereduceerde data.

Atlantische Oceaan is al nog eeniedere continuüm aan modes beschikbaar van aanvankelijk 7% verklaarde variantie. n” voor j: 160° na Wvan is een zeer EOT, gunstig punt omEOT. waarnemingen doen. d schoongemaakt het 'verwijderen' van eerste Zo vinden wehet i2teen dat ligt inpatroon de Stille de tijdreeks de eerste ende de regressiecoefficient ruimtelijk at er naar onze na de en PNA geen erg belangrijke teleconnecties meer zijn voor Dit mening verklaart de NAO keuze vanPNA deEOT punten inverwijderd Figuur 1.uit160° We n ook datHiermee springt eris uit. ziede je eerste de altwee inmet dit(3) DEV kaartje, en 45° N, is een we rste EOT. het Eigenlijk effect van regressie z, enWkunnen bele op dit domein. verwijderen deteinvloed van hetgereduceerde tweede punt door ig punt om waarnemingen doen. verklaart de keuze vandata de twee in Figuur 1. We olgende basispunt gaan zoeken in deDit eenmaal seteen z(1)punten .tweede Het kaartje rechts reductie voor iedere j: en de invloed van het tweede punt door een tweede reductie voor iedere j: de tijdreeks van de eerste EOT, en de regressiecoefficient het ruimtelijk patroon zalFiguur in de EOT methode vergezichten zien van het Gramm Schmidt procedé,Oceaan van partiële in 2 is de DEV(i) van de eenmaal gereduceerde data.

De Atlantische is al

Hiermeena iste het effect vanen devan eerste met regressie verwijderd uit z, ligt en kunnen we omEOT. de berekening versnellen, empirisch orthogonale functies Lorenz (1956). dsrste schoongemaakt 'verwijderen' van de EOT eerste EOT. Zo vinden we i2 aenla dat in de Stille (3a) (1) zoeken inziedejeeenmaal gereduceerde data set z45°. Het kaartje nolgende ook datbasispunt springt(3a) ergaan uit. de PNA in dit DEV schrijven kaartje, en N, 160° W isrechts een met vergelijking doorEigenlijk dan kunnen we deze al uiteindelijk als: in Figuur 2 is de DEV(i) van de eenmaal gereduceerde data.

De Atlantische Oceaan is al ig punt om waarnemingen te doen.

Dit verklaart de keuze van de twee punten in Figuur 1. We rwijdering van tweede EOT mode wordt DEV(i), links onderaan in Figuur 2, vrijwel egaal in Metdede verwijdering van dede tweede EOT mode wordt DEV(i), den schoongemaakt na het 'verwijderen' van eerste EOT. Zo vinden we i en dat ligt in de Stille de invloed van het tweede punt door een tweede reductie voor iedere j: 2 . Alles van groot belang is afgeroomd.

Het is lood om oud ijzer welk derde punt men nu kiest; links onderaan in Figuur 2, vrijwel egaal in de ruimte. Alles nnog ookeen datcontinuüm springt er uit.

Eigenlijk zie je de PNAvan al in dit DEV kaartje, en 45° N, variantie.

160° W is een aan modesisbeschikbaar aanvankelijk 7%oud verklaarde van groot belang afgeroomd. Het is lood om ijzer welk tig punt om waarnemingen te doen.

Dit verklaart de keuze van de twee punten in Figuur We at er naar onze mening de NAO en PNA geen erg belangrijke teleconnecties meer zijn 1. voor derde punt na men nu kiest; er is gereduceerde enkel nog een continuüm aan spraak dat van is uitgerekend uit dedoor (k-1)een keertweede data.

Het linkerlid gaat naar nul en de invloed het tweede punt reductie voor iedere j: bele op ditvan domein. modes beschikbaar vanwordt aanvankelijk 7%onderaan verklaarde variantie. rwijdering de tweede EOT mode DEV(i), links in Figuur 2, vrijwel egaal in unnen niet meer dan 58 orthogonale functies zijn. Dan krijgen we dus Vandaar dat er naar onze naoud de ijzer NAO enderde PNApunt geen . Alles van groot belang is afgeroomd.

Hetmening is lood om welk men nu kiest; zal in de EOT methode vergezichten zien van het Gramm Schmidt procedé, van partiële erg belangrijke teleconnecties meer zijn voor variabele nog een continuüm aan modes beschikbaar van aanvankelijk 7%deze verklaarde variantie. s om de berekening te versnellen, en van empirisch orthogonale functies a la Lorenz (1956). op de dit domein. rwijdering van tweede mode DEV(i), onderaan in Figuur 2, vrijwel egaal in at er naar onze mening naEOT de NAO enwordt PNA geen erglinks belangrijke teleconnecties meer zijn voor met vergelijking (3a) door dan kunnen we deze uiteindelijk schrijven als: De kenner zal in de EOT zien van .bele Alleshet van groot belang afgeroomd.

Hetmethode is lood omvergezichten oud ijzer welk derde punthet men nu kiest; die met bepaalde punten in de ggen product van M isorthogonale tijdreeksen op dit domein.

Gramm Schmidt procedé, van partiële correlaties om de berenog een continuüm aan modes beschikbaar aanvankelijk verklaarde variantie. menhangen en M ruimtelijke patronen . Mvan is hoogstens 587% (meer precies: de kleinste zalerinnaar de EOT methode vergezichten zien van heterg Gramm Schmidt procedé, vanmeer partiële kening te versnellen, van empirisch orthogonale functies onze mening naorthogonale de NAO enen PNA geen belangrijke teleconnecties natruimte-tijd), het aantal basisfuncties dat nodig is om de gehele datasetzijn voor sbele om de berekening te versnellen, en van empirisch orthogonale functies a la Lorenz (1956). a laFiguur Lorenz (1956).

Gaan met vergelijking (3a)herkennen door danwe natuurlijk op dit domein. te beschrijven.

3 laat de eerste vierwe EOTs zien.

De eerste twee met vergelijking (3a) door dan kunnen we deze uiteindelijk schrijven als: kunnen we dezeverschillen uiteindelijk als: verschillen zijn met name het ndanksdat enkele fundamentele metschrijven Figuur 1. Deze spraak is uitgerekend uit de (k-1) gereduceerde data. Het linkerlid naar nul zal in de EOT methode vergezichten zienkeer van het Gramm Schmidt procedé, vangaat partiële unnen niet meer dan 58 orthogonale functies zijn.

Dan krijgen we dus s om de berekening te versnellen, en van empirisch orthogonale functies a la Lorenz (1956).

6 met vergelijking (3a) door dan kunnen we deze uiteindelijk schrijven als:

Figuur 3. Weergave van de eerste vier EOTs voor seizoensgemiddelde spraak dat is uitgerekend uit de (k-1) keer gereduceerde data.

Het linkerlid naar (JFM) die met bepaaldegaat punten innul de500 hPa hoogte. Op de kaartjes de regressiecoefficient tussen het ggen het product van M orthogonale tijdreeksen unnen niet meer dan 58 orthogonale functies zijn.

Dan krijgen we dus basispunt gegeven boven de kaart en alle andere punten. Tijdreeksen uit de (k-1) precies: keer gereafspraakpatronen dat aik j is uitgerekend menhangen met en Mde ruimtelijke . M is hoogstens 58 (meer de kleinste onder de kaartjes zijn voor 0, 1, 2 en 3 maal gereduceerde data op duceerde data. Het linkerlid gaat naar nul want er kunnen niet n ruimte-tijd), het aantal orthogonale basisfuncties dat nodig is om de gehele dataset spraak dat meer is uitgerekend uit de (k-1) keer gereduceerde data.

Het linkerlid gaat naar nul het gekozen basispunt.

De norm van alle kaartjes is hetzelfde gemaakt dan 58 orthogonale functies zijn. Dan krijgen we dus te beschrijven. Figuur 3 laat de eerste vier EOTs zien. De eerste twee herkennen we natuurlijk unnen niet meer dan 58 orthogonale functies zijn. Dan krijgen we dus zodat de afnemende variantie te zien is in de tijdreeks. Contour interval ndanks fundamentele verschillen met Figuur 1. Deze verschillen zijn met name hetin de die met bepaalde punten ggen hetenkele product van M orthogonale tijdreeksen 0.2. Laagste contour op +/- 0.1. Gegevens afkomstig uit NCEP/NCAR menhangen en M ruimtelijke patronen . M is hoogstens 58 (meer precies: de kleinste Reanalysis, 1948-2005, gebied 20° – 90° NB. De verklaarde variantie (4) 6 n ruimte-tijd), het aantal orthogonale basisfuncties dat nodig is om de gehele dataset van deze eerste vier EOTs is 21.3, 16.0, 7.6 en 7.1%. met bepaalde we punten in de ggen het product van M orthogonale te beschrijven.

Figuur 3 laat de eerstetijdreeksen vier EOTs zien. De eerstedie twee herkennen natuurlijk menhangen en M ruimtelijke patronen .

M is hoogstens 58 (meer precies: de kleinste ndanks enkele fundamentele verschillen met Figuur 1. Deze verschillen zijn met name het Meteorologica 2 - 2016 13 n ruimte-tijd), het aantal orthogonale basisfuncties dat nodig is om de gehele dataset

Met deze twee varianten van EOT is het een heel klein stapje naar echte EOFs die nog meer variantie verklaren maar soms minder goed fysisch te verklaren zijn en met name de teleconnectiepatronen geweld aandoen.

Conclusies en discussie In de meest algemene zin worden teleconnecties verklaard doordat de fysische basisvergelijkingen advectietermen hebben. Daardoor ontstaat horizontale samenhang en is elk roosterpunt gekoppeld aan de buren, enzovoorts, en hangt uiteindelijk alles met alles samen. Daarom hebben we ook wereldomvattende modellen nodig voor een driedaagse verwachting.

Dit verklaart dat er een verband is, maar in het geheel niet waarom er lineaire correlaties zouden zijn, en dan ook nog die enkele die we overduidelijk vinden. Het is verbazingwekkend dat er lineaire correlaties bestaan in een turbulent nietlineair medium. Op het NH zijn twee teleconnectiepatronen het meest actief, namelijk de NAO en PNA; gezamenlijk ‘verklaren’ ze bijna 40% van de variantie in JFM gemiddelde 500 hPa hoogte. Een nadere verklaring voor de NAO is er nog altijd niet. Namias (1950) heeft destijds de zonal index cycle voorgesteld, een tweede-orde differentiaalvergelijking die variaties in de pool-equator temperatuur gradiënt en de sterkte van de westenwind beschrijft. Recentelijk denkt men (Franzcke et al., 2004) dat de NAO intern wordt aangeslagen door golfbreking, dus door interacties van synoptische systemen met de gemiddelde stroming die juist in het Atlantisch gebied een gunstige structuur heeft. Een verband met de tropen is niet overduidelijk. Voor wie de NAO logisch vindt: waarom boven de Atlantische Oceaan, en veel minder boven de Grote Oceaan? Waarom niet boven land, waarom niet op alle geografische lengtes zoals in de stratosfeer het geval is?

Van Delden (2013) heeft onlangs in dit blad een goed lijstje onderzoeksvragen opgesteld omtrent de NAO en belendende onderwerpen. Sommige lezers zijn wellicht verbaasd niets over de Arctische Oscillatie (AO) te horen. De AO, die nieuw leven in de zonale index cyclus heeft geblazen, springt er niet uit als teleconnectiepatroon in de troposfeer. Zoals bekend: niet alle EOFs of “modes of variability” zijn echte teleconnecties, zie Ambaum et al. (2001).

De PNA wordt enigszins verklaard met modelexperimenten waarbij men een bron van warmte of vorticiteit in de tropen plaatst; we gooien een spreekwoordelijke “steen in de vijver”.

De PNA lijkt met z’n mooie boog van + en - kwalitatief heel veel op een stationaire response ten gevolge van een forcering in de tropen die langs een grootcirkel loopt. Dat verloopt via Rossby golven. Dit is in vrij eenvoudige modellen al goed na te doen (Opsteegh en Van den Dool, 1980; Hoskins en Karoly, 1981). De PNA ontstaat binnen enkele dagen als je de bron aanzet, en wordt stationair in minder dan twee weken.

Maar waarom is er in de waarnemingen alleen een PNA in de Stille Oceaan? Waarom vinden we geen bewegende depressies onder teleconnecties? Misschien omdat we driemaands gemiddelden namen, maar op het NH krijgt men zelfs uit dagelijkse gegevens voornamelijk PNA- en NAO-achtige patronen. Men moet welbewust de data filteren (voorkoken) om depressiestructuren te krijgen. Op het zuidelijk halfrond krijgt men veel makkelijker bewegende golven en zijn staande golven minder prominent dan op het NH. De vraag in hoeverre teleconnecties helpen bij het maken van verwachtingen en hoe ENSO zich manifesteert op gematigde breedtes is een verhaal apart. De PNA gaf destijds veel hoop 14

Meteorologica 2 - 2016

maar dat is toch enigszins tegengevallen.

Natuurlijk bestaat er een seizoensafhankelijkheid, zijn er diverse andere variabelen, kan men een groter of kleiner gebied kiezen, en eventueel meerdere variabelen tegelijk beschouwen en op vele hoogten; het antwoord op sommige van deze vragen is te vinden in dit boekje (Van den Dool, 2007). Uiteraard volgt dan de eeuwige vraag: kunnen modellen dit goed nadoen? Dertig jaar geleden begonnen modellen de PNA al aardig onder de knie te krijgen, maar de NAO heeft veel langer op zich laten wachten. Op dit moment zijn de eerste 5 of 6 orthogonale functies redelijk goed beschreven, een onvoorstelbare vooruitgang, modellen zijn inmiddels wel quasi-replica’s van de echte wereld, althans op gematigde breedtes. In die zin is eigenlijk alles verklaard.

Alle figuren laten analyses zien voor de periode 1948 – 2005.

Updates inclusief 2016 zijn op deze site te vinden: http:// www.cpc.ncep.noaa.gov/products/people/wd51hd/ake/seasonal/. Hier kan men dus de gevoeligheid voor een jaartje erbij bekijken.

Literatuur

Maarten H. P. Ambaum, Brian J. Hoskins, and David B. Stephenson, 2001: Arctic Oscillation or North Atlantic Oscillation? J. Climate 14:16, 3495-3507 Franzke, C., Sukyoung Lee and Steven B. Feldstein. 2004: Is the North Atlantic Oscillation a Breaking Wave?. Journal of the Atmospheric Sciences: Vol. 61, No. 2, pp. 145––160.

Hoskins, B. J., and D. J. Karoly. 1981: The Steady Linear Response of a Spherical Atmosphere to Thermal and Orographic Forcing. Journal of the Atmospheric Sciences, Vol. 38, No. 6, pp. 1179–1196.

Kalnay, E., M. Kanamitsu, R. Kistler, W. Collins, D. Deaven, L. Gandin, M. Iredell, S. Saha, G. White, J. Woollen, Y. Zhu, M.Chelliah, W. Ebisuzaki, W. Higgins, J. Janowiak, K. C. Mo, C. Ropelewski, J. Wang, A. Leetmaa, R. Reynolds, Roy Jenne, and Dennis Joseph, 1996: The NMC/NCAR 40-Year Reanalysis Project”. Bull. Amer. Meteor. Soc., 77, 437-471.

Lablans, W en G. van der Schrier, 2011: Robert Fitz Roy: Zeeman en meteoroloog.

Meteorologica, 20, nr 3, p7 etc.

Lorenz E., 1956, Empirical orthogonal functions and statistical weather prediction. Scientific report no 1., Air Force Cambridge Research Center, Air Research and Development Command, Cambridge, Mass.

Namias, J. 1950: The index cycle and its role in the general circulation. Journal of Meteorology, 1950 7:2, 130-139 Namias, J., 1981: Teleconnections of 700mb height anomalies for the Northern Hemisphere. California Cooperative Oceanic Fisheries Investigations (Calcofi) Atlas#29, Scripps Institution of Oceanography, La Jolla, CA, 265 +vii pp.

O’Connor, J., 1969: Hemispheric teleconnections of mean circulation anomalies at 700 millibars. ESSA Tech Report WB10, U.S. Department of Commerce, Silver Spring, MD, 103 +iii pp.

Opsteegh, J. D., and H.M. Van Den Dool. 1980: Seasonal Differences in the Stationary Response of a Linearized Primitive Equation Model: Prospects for Long-Range Weather Forecasting?. Journal of the Atmospheric Sciences, Vol. 37, No. 10, pp.

2169–2185.

Tuenter, E. en C. Schuurmans, 1999: IJslandlaag en Azorenhoog. Meteorologica, 9, nr 2, pxy.

Van Delden, A, 2013: Uitzonderlijke luchtdrukverdeling in maart 2013. Meteorologica, 22, nr2, p4 etc.

Van den Dool, H. M., S. Saha and A. Johansson, 2000: Empirical Orthogonal Teleconnections. J. Climate, 13, 1421-1435.

Huug van den Dool, 2007: Empirical Methods in Short-Term Climate Prediction.

Oxford University Press: 215 pages. ISBN-10: 0-19-920278-8 ISBN-13: 978-0-19920278-2 Walker, G.T. 1924: Correlation of seasonal variations in weather IX: A further study of world weather. Mem. Indian Meteor. Dep., 24, 275-332.

Wallace, J. M., and Gutzler, D. S. 1981. Teleconnections in the geopotential height field during the Northern Hemisphere winter, Mon. Weather. Rev., 109, 784-812.

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

Specialist in klimaatmeet instrumentatie

Regendetector (sensor) met hoge corrosieve bestendigheid Neerslag sensor met excellente keramische bescherming tegen corrosieve omgevingsinvloeden, type 5.4106.00.100. meetprincipe meetwaarde signaal voeding contact kabel kabellengte inclusief

: capacitief met keramische oppervlakte : neerslag ja/nee : (NO/NC) half geleider wisselcontact : 11-28 Vac of 10-32Vdc, 5W : max. 42 V AC/DC; 1A : 5x 0.25mm2 : 3m : montagemateriaal

Low Cost Meteo Station Compact Toepassingen: -GBS -Verkeer -Meteorologie -Groene stroom -Tuinbouw -Luchtvaart -Off-shore

De USM is leverbaar in 8 modellen.

Standaard zijn de modellen voorzien van windsnelheid en windrichting.

Tot 10 meteorologische parameters en analoge en digitale uitgangen. meetbereiken

: 0... 60 m/s, 0 ... 360°, -30...+70°C, 0...100%RV, 300...1100 hPa, 0...150 kLux, 0...10mm/min analoge uitgang : 0 ... 10V, 2...10V digitale uitgang : RS485, RS422, ASCII, ModBus RTU voeding : 24V AC/DC

Turfschipper 114 | 2292 JB Wateringen | Tel. 0174 272330 | Fax. 0174 272340 | info@catec.nl | www.catec.nl

Meteorologica 2 - 2016

15

Het WOW-NL netwerk: één jaar later Marijn de Haij, Martijn Koole, Jan Willem Noteboom, Peter Siegmund (KNMI) Op 24 april was het precies een jaar geleden dat het KNMI het crowdsourcing initiatief WOW-NL lanceerde.

NOS weerman Marco Verhoef sloot toen samen met een aantal middelbare scholieren van de Christelijke Scholengemeenschap ‘Het Streek’ uit Ede het allereerste WOW-NL station aan. Terwijl zij buiten genoten van een heerlijk lentezonnetje verschenen in de Buys Ballotzaal van het KNMI in de Bilt de eerste meetwaarden van het nieuwe station op de website wow.knmi.nl. Nu, een jaar later, bestaat het netwerk uit ruim 300 meetpunten van enthousiaste weeramateurs en scholen in Nederland, die bij elkaar ruim 7 miljoen waarnemingen hebben geleverd. Dat aantal groeit nog iedere dag. In dit artikel blikken we terug en zetten we de belangrijkste resultaten van het eerste jaar WOW-NL op een rij.

Inleiding Crowdsourcing is voor nationale weerdiensten als het KNMI een bekend fenomeen. Waar Buys Ballot in de 19e eeuw al burgers in het hele land mobiliseerde om weerrapporten te leveren, beschikt het weerinstituut ook nu nog over een landsdekkend netwerk van zo’n 325 vrijwillige waarnemers. Deze vrijwilligers leveren essentiële informatie voor de productie van klimatologische neerslagproducten. Door de hoge kwaliteit van de metingen is het netwerk heel goed bruikbaar om de neerslagsommen uit de weerradars te kalibreren. Het KNMI blijft echter voortdurend op zoek naar slimmere manieren om meer data te verzamelen over het weer in Nederland. Nieuwe toepassingen vragen namelijk om steeds meer detailinfor-

matie, zowel in tijd als in ruimte. Bijvoorbeeld om meer te kunnen zeggen over trends in extreem weer, maar ook voor onderzoek naar klimaat in de stad en voor gedetailleerd advies over de impact van het weer. Het nationale meteorologische meetnet in Nederland bestaat op dit moment uit ongeveer 35 automatische waarneemstations, met een onderlinge horizontale afstand van gemiddeld 50 km. Dit referentiemeetnet is ingericht volgens richtlijnen van de Wereld Meteorologische Organisatie (WMO). De stations bevinden zich vaak op het platteland, waar ze minder last hebben van obstakels en van stedelijke effecten, en derhalve representatief zijn voor een groter gebied.

Figuur 1. Het WOW-NL portaal (wow.knmi.nl) laat hier metingen van de temperatuur op dinsdag 24 mei 2016 om 14:00 lokale tijd zien. Lage bewolking boven het noordoosten van het land zorgt ervoor dat de temperaturen niet verder oplopen dan 11 graden Celsius. In de rest van het land krijgt de zon wat meer ruimte, hierdoor lopen de temperaturen op tot zo’n 15 graden.

16

Meteorologica 2 - 2016

Number of stations on WOW−NL in the Netherlands

Number of stations

300

200

het basisonderwijs gemaakt waarin WOW-NL centraal staat.

Deelnemende scholen kunnen het meeste lesmateriaal vrij downloaden van de website. Diverse scholen dragen op hun beurt actief bij aan het netwerk door samen met leerlingen zelf een weerstation te beheren.

100

Apr 2015

Jul 2015

Oct 2015

Date

Jan 2016

Apr 2016

Figuur 2. Groei van het aantal stations in het WOW-NL netwerk voor de geografische uitsnede 50.6 tot 55.7 graden noord en 2.7 tot 7.4 graden oost. Duidelijk gemarkeerd zijn de grote stijgingen te gevolge van de toevoeging van de KNMI stations en van de feestelijke lancering, beide in april 2015.

In ons land woont echter bijna 70% van de bevolking in de stad, en het leven van de Nederlander speelt zich dan ook grotendeels in de stad af. Aanvullende metingen, ook uit andere bronnen, kunnen daarom waardevol zijn om de samenleving beter van dienst te zijn. Het actiever verzamelen van metingen van burgers is één van de manieren om aan de grond fijnmaziger datasets te genereren. Anno 2016 is het een groot voordeel dat de techniek een handje meehelpt; nieuwe (sensor) devices zijn bijna standaard web enabled waardoor het inwinnen van meer en meer data veel gemakkelijker is geworden. Alles bij elkaar was dat eind 2014 voldoende aanleiding voor het KNMI om in samenwerking met de MetOffice (UK) een nieuw platform in het leven te roepen voor het delen, bekijken en vergelijken van weermetingen: WOW-NL (Figuur 1).

Samenwerking De MetOffice had de Weather Observations Website al drie jaar daarvoor ontwikkeld en gelanceerd in Groot Brittannië (Green, 2012). De WOW-UK website werd snel een groot succes en heeft inmiddels zustersites in Australië (Bureau of Meteorology), Nieuw-Zeeland (Met Service) en nu dus ook in Nederland (KNMI) waar het aantal deelnemers gestaag groeit (Figuur 2). Begin dit jaar maakte Exeter (headquarters MetOffice) melding van de 700 miljoenste waarneming, in nog geen vijf jaar tijd verzameld door het WOW netwerk. Voor de ontwikkeling van WOW-NL werkt het KNMI tevens nauw samen met de Vereniging voor Weerkunde en Klimatologie (VWK) en het Koninklijk Nederlands Aardrijkskundig Genootschap (KNAG). VWK zorgt voor een enthousiaste gebruikersgroep die op technisch gebied best practices aanlevert en deze actief deelt met de WOW-NL community. Samen met de KNAG zijn recentelijk nieuwe Geo Future lesmodules uitgebracht voor het voorgezet onderwijs. De Geo Future School biedt toekomstgericht onderwijs dat grote thema’s als klimaatverandering, energie, globalisering, agrofood en geopolitiek behandeld. Ook zijn in samenwerking met het Science Center NEMO en het ontwikkelbureau De Praktijk lesmodules voor

Kwaliteit WOW-NL verzamelt iedere 10 minuten actuele metingen waaronder die van temperatuur, luchtdruk, neerslag en wind.

De herkomst en kwaliteit van die meetgegevens zijn grotendeels onbekend. Toch zijn ze daardoor niet per definitie onbruikbaar. Daar waar op de KNMI meetstations professionele meetapparatuur staat, die regelmatig onderhouden en geijkt wordt, moeten de meeste WOW-NL deelnemers het doen met een eenvoudig weerstation. Dit is al voor een paar honderd euro op internet of bij de betere bouwmarkt verkrijgbaar. Uitgangspunt van al deze stations is dat het ontwerp compact en betaalbaar is. De meetfout die daardoor wordt gemaakt is meestal wat groter. Niet alleen zijn de sensoren minder nauwkeurig, ook de behuizing zoals de kleine plastic temperatuurhutjes die worden toegepast zorgen ervoor dat de meting in bepaalde omstandigheden niet juist is.

Uit onderzoek is gebleken dat de kwaliteit van de compacte stations van weeramateurs behoorlijk kan verschillen (Bell et al., 2013; Jenkins, 2014). Natuurlijk kun je corrigeren voor bekende en reproduceerbare fouten, zoals ook bleek uit het promotieonderzoek van Simon Bell (2015). Hij stelde een Bayesiaans regressiemodel voor om de WOW (en Wunder-

Figuur 3. Temperatuur op KNMI stations (geïnterpoleerd) vergeleken met de temperatuur op ongeveer 200 WOW-NL stations tussen augustus en oktober 2015.

Meteorologica 2 - 2016

17

WOW-NL zelf de optimale meetlocatie in de omgeving van hun huis of school vaststellen. De ingevoerde metadata voor de stations wordt verwerkt in een ranking (0-5 sterren) die een eerste indruk geeft van de datakwaliteit. De metadata is voor iedereen beschikbaar, zodat de omstandigheden waaronder de gegevens worden geleverd bij gebruikers bekend zijn. Dit is een groot pluspunt van WOW ten opzichte van enkele andere bekende crowd-sourced weernetwerken.

Difference between observed and interpolated temperature per hour 4

Temperature difference [˚C]

2

0

-2

-4

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

Hour [UTC]

Figuur 4. Spreiding van de temperatuurverschillen als functie van het uur van de dag op basis van alle waarnemingen in de periode Augustus – Oktober 2015.

ground) metingen van temperatuur te corrigeren met behulp van een aantal andere databronnen, waaronder geïnterpoleerde kaarten en satellietdata. Met deze methodiek is het mogelijk om stralingsfouten in de temperatuurmetingen van individuele stations te corrigeren. De kwaliteit en bruikbaarheid van de gecrowdsourcede dataset wordt hierdoor aanzienlijk vergroot.

Aanvullend is het van groot belang om kennis te hebben van de opstelling van het weerstation en de directe omgeving van het meetpunt. Dit wordt binnen WOW-NL vastgelegd in metadata, die minstens zo belangrijk zijn als de meetgegevens zelf. Fouten in de luchtdruk kunnen namelijk al ontstaan wanneer deelnemers de hoogte van hun station niet correct invullen. Voor alle metingen geldt bovendien dat ze worden beïnvloed door de omgeving van het station, bijvoorbeeld de nabijheid van obstakels (wind beïnvloeding, schaduw) en warmtebronnen zoals gebouwen. Door een handreiking mee te geven voor het opstellen van stations, kunnen deelnemers aan Temperature differences per rating class

Temperature difference [˚C]

5

Rating 0 1 2

0

3 4 5

-5

n = 32472

n = 1036773

n = 2095995

n = 722831

n = 365055

n = 185864

0

1

2

3

4

5

Rating (0-5 stars)

Figuur 5. Spreiding van de temperatuurverschillen als functie van het aantal sterren (kwaliteitsindicatie) van een station (0-5 sterren). n = aantal waarnemingen per klasse.

18

Meteorologica 2 - 2016

Onderzoekers van het KNMI en Wageningen Universiteit deden op basis van metingen van weeramateurs al eerder succesvol onderzoek naar het stedelijk warmte-eiland effect (Steeneveld et al., 2011; Wolters en Brandsma, 2011). Op dit moment worden de eerste analyses uitgevoerd naar de kwaliteit van de metingen die met het WOW-NL netwerk worden verzameld (Koole en Siegmund, 2016). Hierbij wordt gekeken naar de verschillen tussen de metingen voor temperatuur op de 35 officiële weerstations van het KNMI en de metingen van de andere stations op WOW-NL. Aan de hand daarvan wordt beoordeeld wat de kwaliteit van de metingen is en waardoor de belangrijkste verschillen worden veroorzaakt. Naast temperatuur is ook de meting van neerslaghoeveelheid onder de loep genomen. Hiervoor zijn de WOW-NL metingen vergeleken met de neerslagwaarnemingen bepaald met de twee neerslagradars van het KNMI. Temperatuur Door interpolatie van de 1.5 meter luchttemperatuur op de locaties van de KNMI-weerstations is een schatting gemaakt van de temperatuur op de locaties van de stations van WOWNL. Deze geschatte temperatuur is vergeleken met de werkelijk gemeten temperatuur. Vervolgens is geprobeerd om de verschillen tussen de geïnterpoleerde temperatuur en de gemeten temperatuur op de WOW-NL stations te verklaren met de metadata uit WOW-NL, zoals het aantal sterren of de ligging van een station. Figuur 3 toont alle waargenomen temperaturen op de WOW-NL stations voor de maanden augustus tot en met oktober 2015. In totaal zijn hierbij bijna 2 miljoen metingen van ongeveer 200 stations meegenomen. Beneden de 25 °C zijn de WOW-NL metingen over het algemeen vrij nauwkeurig, maar bij waarden boven de 25 °C overschatten veel WOW-NL stations de temperatuur. In Figuur 4 is te zien hoe de spreiding van de temperatuurverschillen per uur van de dag verloopt. Hieruit blijkt dat de afwijkingen het grootst zijn tussen 12:00 en 17:00 uur (UTC) en dat deze gedurende de nacht afnemen. Rond 6:00 uur ’s ochtends zijn de verschillen met de KNMI meetstations het kleinst. Een mogelijke verklaring voor de hogere temperaturen is dat WOW-NL stations door hun goedkopere ontwerp te veel opwarmen onder invloed van zonnestraling. Uit Figuur 4 blijkt echter dat ook ’s nachts hogere temperaturen worden waargenomen. Deze verschillen kunnen niet worden veroorzaakt door zonnestraling. Het zou goed kunnen dat het in de omgeving van veel WOW-NL stations ’s nachts minder snel afkoelt door invloed van bebouwing en dat hier Urban Heat Island effecten zichtbaar zijn.

Vervolgens is gekeken hoe goed deze verschillen te verklaren zijn met behulp van de metadata. In Figuur 5 is te zien dat de verschillen afnemen naarmate het aantal sterren van een station toeneemt. Hiermee kunnen echter niet alle verschillen worden verklaard. Het aantal sterren van een station wordt bepaald door het type meetinstrumenten dat wordt gebruikt voor temperatuur en neerlag, maar ook door informatie over de ligging, zoals de afstand tot obstakels. Andere omgevings-

Figuur 6. Vergelijking tussen metingen van de minimumtemperatuur door KNMI-weerstations (links, 35 meetpunten) en door WOW-NL-weerstations (rechts, 228 meetpunten) van 3 tot 7 januari 2016.

300

889886001

893026001

894066001

898436001

300

300

200

200

200

100

100

100

100

0

0

0

0

200

914176001

300

200 150 100

917906001

300

917936001

300 200

100

100 0

200

100

0

100

100

50

50

300

6000

150

100 75

100

100

50

50

0

0 Nov 01

Oct 01 Oct 15

Nov 01

Oct 01 Oct 15

Sep 01 Sep 15

Aug 01 Aug 15

Nov 01

Oct 01 Oct 15

Sep 01 Sep 15

0 Aug 01 Aug 15

Nov 01

Oct 01 Oct 15

930936001 150

Sep 01 Sep 15

25

0 Sep 01 Sep 15

0 930296001

50

50

Aug 01 Aug 15

100

0 929886001

100

0

200

100

0

150

100

925376002 300

100

928566001

200

Rainfall WOW station

0 924536001

200

0 925516001

Rainfall radar

300

100

0

Legend

2000

200

200

2000

4000

0 924386001

300 4000

921926001

150

0 922846001

0

200

150

200

922486001

50

921696001

200

0

100

920576001

300

100

100

0

0 919756001

200

Aug 01 Aug 15

919736001

150

Nov 01

0

919726001

300

Oct 01 Oct 15

100

Cumulative rainfall [mm]

200

Sep 01 Sep 15

200

0 918766001

Aug 01 Aug 15

300

916156001

50

Date

Figuur 7. Cumulatieve neerslaghoeveelheid (mm) geregistreerd door vijfentwintig willekeurige WOW-NL stations (blauwe lijn). De rode lijn geeft de neerslag die voor dezelfde locatie is waargenomen met de neerslagradar.

Meteorologica 2 - 2016

19

24−h accumulated rainfall measurements 10

●

neerslagmetingen eerst moeten worden gevalideerd, voordat deze echt bruikbaar zijn. Overigens is dit soort informatie ook voor de eigenaar van het station interessant. Actieve terugkoppeling aan de deelnemers wordt dan ook overwogen in de volgende fase van het project.

●

●

● ● ●

● ● ● ● ● ● ●

● ●

● ● ●

● ● ● ● ●

● ● ● ●

● ● ● ●

●

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

● ● ● ● ● ● ● ● ●

● ●

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

● ● ● ● ● ● ●

● ● ● ● ●

●

● ●

●

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

● ●

● ● ● ●

● ●

● ● ●

● ● ● ● ● ● ● ●

● ●

Difference between WOW and radar [mm]

0

−10

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

−20

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

● ●

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

● ● ● ●

● ● ● ● ●

● ●

● ●

●

● ● ●

●

● ● ● ●

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

● ●

1 2 3 4

● ● ● ● ● ● ● ● ●

5

● ● ● ● ●

● ●

exposure

● ● ● ● ● ● ● ●

R U

● ● ● ●

● ● ●

●

● ● ● ●

●

● ●

●

●

● ● ● ●

● ●

● ●

● ●

● ●

● ●

●

●

● ● ●

●

● ●

● ● ●

● ● ● ●

●

● ●

●

● ● ●

● ●

● ●

● ●

●

● ● ● ●

● ● ● ●

●

● ●

● ● ● ● ●

● ● ●

● ● ●

●

●

●

−30

●

1

2

3

4

Exposure class

5

R

U

Figuur 8. Verschillen tussen WOW-NL neerslagmetingen en de beide radars van het KNMI voor de klassen 1-5, waarbij 1 staat voor ‘beschut’ en 5 voor ‘open’. ‘R’ staat voor ‘Rooftop’ en ‘U’ voor ‘Unknown’.

factoren, zoals verstedelijking of landschapstype, worden hierin niet meegenomen, terwijl deze wel invloed kunnen hebben op de temperatuurmetingen. Bij lagere temperaturen zijn de verschillen tussen geïnterpoleerde en waargenomen temperaturen over het algemeen kleiner. In de periode van 3 – 7 januari 2016 had het noordoosten van Nederland veel last van ijzel, terwijl de temperatuur in het zuidwesten niet onder de 5 graden kwam. Figuur 6 toont de minimumtemperatuur in die periode van vijf dagen, links op basis van alleen de officiële weerstations van het KNMI, rechts zijn de metingen van WOW-NL toegevoegd. Met behulp van de extra metingen van WOW-NL is veel duidelijker te bepalen hoe de vorstgrens liep.

Neerslag Opnieuw zijn de waarnemingen van WOW-NL van augustus tot en met oktober 2015 geanalyseerd, maar deze keer voor de hoeveelheid neerslag. De waarnemingen van WOW-NL zijn hierbij vergeleken met de gecorrigeerde neerslagdata van de neerslagradars van het KNMI. Hoewel de radarwaarnemingen zijn gecorrigeerd met behulp van grondwaarnemingen (Overeem et al., 2009), kunnen er toch nog fouten in voorkomen.

De waarnemingen van de radar zijn daarom slechts gebruikt om de belangrijkste verschillen te bepalen en een eerste indruk te krijgen van mogelijke uitschieters in het WOW-NL netwerk. Figuur 7 toont de cumulatieve neerslag voor een aantal stations vergeleken met de radar over een periode van vier maanden. Bij veel WOW-NL stations is de cumulatieve neerslag een stuk lager dan volgens de radar. Voor het meten van neerslag is de ligging van een station relevant. Als er obstakels in de buurt van een neerslagmeter staan, beïnvloedt dat de metingen. Dit is een mogelijke verklaring voor het feit dat de meeste WOW-NL stations minder neerslag registreerden dan de radars. Ook blijkt dat sommige stations ineens enorme hoeveelheden neerslag registreerden, tot waarden van wel 4000 mm. Aangezien er in Nederland zo’n 800 mm neerslag per jaar valt, zijn deze metingen niet realistisch. De data van de WOW-NL stations worden continu geüpload naar de servers en niet gecontroleerd, dus eventuele uitschieters worden niet gefilterd. Uit deze analyse is wel duidelijk geworden dat de 20

Stations met een meer open ligging presteren over het algemeen beter dan stations die erg beschut liggen, zie Figuur 8. De ligging van de stations blijkt echter niet de belangrijkste verklaring voor het feit dat veel WOW-NL station te weinig neerslag registreren. Mogelijk spelen hierbij ook het instrumenttype en de frequentie van het onderhoud een rol.

Bladeren of vuil kunnen er namelijk voor zorgen dat de neerslagmeter niet alle neerslag correct registreert.

● ● ●

● ● ●

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

Meteorologica 2 - 2016

Naast de analyses voor temperatuur en neerslag is de bruikbaarheid en meerwaarde van WOW-NL voor de meteorologische dienstverlening geëvalueerd. Hieruit is gebleken dat de WOW-NL metingen in bepaalde situaties toegevoegde waarde hebben in de weerkamer van het KNMI. Zo kunnen de meteorologen dankzij de extra meetgegevens nagaan of opvallende temperaturen gemeten met de KNMI waarneemstations realistisch zijn, en kunnen zij weersystemen, zoals een scherp front of een convergentielijn, beter positioneren. Ook hebben de meteorologen aanbevelingen gedaan over hoe het WOWNL portaal voor gebruik in de operationele praktijk verder kan worden verbeterd.

Ontwikkelingen Een jaar na de lancering van WOW-NL wordt het onderzoek naar de toepassingen van de data voortgezet. Ook wordt gewerkt aan het bereiken van meer potentiële deelnemers met als doel het netwerk verder te laten groeien, zonder daarbij de kwaliteit uit het oog te verliezen. Het WOW-NL portaal wordt bovendien binnenkort vernieuwd, en aangesloten op de nieuwe (wereldwijde) WOW Engine in samenwerking met de MetOffice. Deze nieuwe Engine geeft de weerdiensten meer vrijheid in het koppelen van nieuwe typen waarnemingen, zoals metingen van bewegende platforms waaronder auto’s.

Bovendien wordt de metadata gestandaardiseerd zodat deze aansluit op het WMO Integrated Global Observing System (WIGOS). Dit geeft gebruikers geharmoniseerde gegevens over de herkomst en kwaliteit, waardoor iedere toepassing toegesneden informatie kan betrekken uit het WOW netwerk.

Ben je enthousiast geworden om zelf mee te doen? Koppel dan je automatische weerstation aan WOW-NL. Op http:// wow.knmi.nl staat beschreven hoe dat in z’n werk gaat.

Referenties

Bell, S., D. Cornford, and L. Bastin (2013), The state of automated amateur weather stations. Weather – February 2013, Vol. 68, No.2, 36-41.

Bell, S. (2015). Quantifying uncertainty in citizen weather data. PhD thesis, Aston University.

Green A., 2012: Introducing the Weather Observations Website (WOW). Paper presented at TECO-2012, Brussels, 16-18 October 2012. WMO IOM 109.

Jenkins, G. (2014), A comparison between two types of widely used weather stations.

Weather – April 2014, Vol. 69, No.4, 105-110.

Overeem, A., Holleman, I., & Buishand, A. (2009). Derivation of a 10-Year Radar-Based Climatology of Rainfall. Journal of Applied Meteorology and Climatology, 48(7), 1448–1463. doi:10.1175/2009JAMC1954.1 Koole, M. and P. Siegmund (2016), Evaluating the quality and usability of crowdsourced weather data. Geophysical Research Abstracts Vol. 18, EGU2016-3959, 2016.

Steeneveld, G.J., S. Koopmans, B. G. Heusinkveld, L. W. A. van Hove, and A. A. M. Holtslag (2011), Quantifying urban heat island effects and human comfort for cities of variable size and urban morphology in the Netherlands, J. Geophys. Res., 116, D20129, doi:10.1029/2011JD015988.

Wolters, D., J. Bessembinder, T. Brandsma (2011), Inventarisatie urban heat island in Nederlandse steden met automatische waarnemingen door weeramateurs.

KNMI-publicatie: WR-2011-04, 10/10/2011.

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 het najaar van 2016 zal worden gelanceerd. TROPOMI is de opvolger van OMI, en zal de mondiale luchtkwaliteit in kaart brengen. Ook wordt gewerkt aan innovatieve metingen met kleine sensoren op de grond. Op het gebied van modellering wordt gewerkt aan het HARMONIE hoge-resolutie model.

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 - 2016

21

De klimatologie van inkomende langgolvige straling in Wageningen Henk de Bruin Traditioneel werkt men in de operationele meteorologie met zogeheten ‘standaard’ meteorologische variabelen. Het was onder meer “onze” Buys Ballot die inzag dat voor weersverwachtingen informatie over de begintoestand van de atmosfeer onmisbaar is en dat daarvoor internationale samenwerking nodig is. Hij nam het initiatief tot het oprichten van het Internationale Meteorologische Comité in 1878, en hij werd één van de grondleggers van de weerkaart getekend op grond van gegevens verzameld op weerstations. De lidstaten verplichtten zich tot het inrichten van een netwerk van deze weerstations waar standaard meteorologische gegevens werden gemeten en ook werden gedistribueerd over alle lidstaten. In de loop der tijd waren meetreeksen lang genoeg om klimatologie te bedrijven. De resultaten werden gepubliceerd in klimaatatlassen. In de eerste atlassen vond men klimatologische informatie van de luchtdruk, de luchttemperatuur en luchtvochtigheid, de horizontale windsnelheid, de windrichting en de zonneschijnduur. In de laatste versies is ook klimatologie te vinden van globale straling (= inkomende kortgolvige straling), K+. K+ is dus pas laat een klimatologische grootheid geworden. Dit artikel gaat over de inkomende langgolvige straling (L+) waarvoor pas recent geschikte sensoren beschikbaar kwamen.

T2. Fysisch bezien zou in het klimaatverdrag van Parijs niet de toename van T2 maar de toename van L+ door antropogene emissie van broeikasgassen centraal hebben moeten staan. L+ wordt echter nog maar op weinig plaatsten gemeten en daarom heeft ‘Parijs’ het over beperkingen van de temperatuurstijging en niet van L+. Hoewel het bij klimaatverandering en de oorzaken daarvan dus fysisch vooral gaat om L+ is deze grootheid niet bekend bij het grote publiek.

De Wageningen Universiteit heeft het belang van K+ en L+ al vroeg ingezien. Op het meetveld de Haarweg wordt K+ al sinds 1928 gemeten en, op het moment dat geschikte sensoren beschikbaar kwamen, wordt L+ sinds 2001 waargenomen. De Haarwegmeetreeks is inmiddels lang genoeg om een klimatologie te presenteren van L+. Dat is het hoofddoel van dit artikel. Het doel is ook te laten zien hoe groot L+ in feite is.

Dit artikel kan tevens gezien worden als een uitbreiding van Kext K+ de klimatologie voor de Haarweg opgesteld door Jacobs et al. + L (2005). De metingen van de Haarweg zijn inmiddels ‘public domain’ en kunnen door iedereen gratis worden gedownload (Hartogenis, 2014). Merk op dat internationaal het belang van L+ ook wordt onderkend, wat leidde tot het inrichten van het BSRN-netwerk waar L+ wordt gemeten (Knap en van Oort, klimatologie voor de Haarweg opgesteld door Jacobs et al. (2005). De metingen van de 2015). Het KNMI-station te Cabauw is een formeel BSRNHaarweg zijn inmiddels 'public domain' en kunnen door iedereen gratis worden gedownload station. +

500

Inleiding Bij de weersverwachting gaat het in feite om toekomstige veranderingen van weervariabelen. Dus vanuit fysisch oogpunt gezien zou het aan te bevelen zijn om op weerstations grootheden te meten die deze veranderingen teweegbrengen.

Zo wordt de verandering van de luchttemperatuur op twee meter boven de grond (T2) bepaald door energie-uitwisseling tussen het aardoppervlak en de atmosfeer, waarbij naast K+ ook een tweede externe energiebron een rol speelt, namelijk de inkomende langgolvige straling L+. Deze grootheid is het directe gevolg van het zogeheten broeikaseffect: door de aanwezigheid van broeikasgassen en wolken zendt de atmosfeer infraroodstraling uit (zie bv. ECMWF, 2016). Toename van CO2 vergroot L+ en zorgt hierdoor voor een verhoging van

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

●

●

400

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

● ●

● ●

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

300

●

● ● ●

● ●

● ●

● ●

● ●

●

●

●

●

●

W m

2

● ●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

(Hartogenis, 2014). Merk op dat internationaal het belang van L ook wordt onderkend, wat leidde tot het inrichten van het BSRN-netwerk waar L+ wordt gemeten (Knap en van Oort, Experimenteel 2015). Het KNMI-station te Cabauw is een formeel+ BSRN-station.

●

●

●

●

●

●

● ●

● ●

● ●

● ●

● ● ● ● ● ● ● ● ●

200

● ● ● ● ● ● ● ● ● ●

De officiële naam van een L -sensor is pyrgeometer. Betrouwbare pyrgeometers kwamen pas in het begin van deze eeuw op Experimenteel de markt. Voor de werking van een pyrgeometer wordt verweDe officiële naam van een L+-sensor is pyrgeometer. Betrouwbare pyrgeometers kwamen pas zen naar Philipona et al. (1995). De Wageningen Universiteit in het begin van deze eeuw op de markt. Voor de werking van een pyrgeometer wordt plaatste in 2001 een pyrgeometer op haar oude weerstation verwezen naar Philipona et al. (1995). De Wageningen Universiteit plaatste in 2001 een de Haarweg bij Wageningen, hetgeen in 2011 werd verplaatst pyrgeometer op hun oude weerstation de Haarweg bij Wageningen, hetgeen in 2011 werd de Veenkampen.

In dit artikelalleen worden alleenverzameld metingenop de verplaatst naar de naar Veenkampen.

In dit artikel worden metingen verzameld op de Haarweg gebruikt die werden verzameld Haarweg gebruikt die werden verzameld tussen 16 mei 2001 en 14 november 2012. tus0 100 200 300 162001 mei niet 2001 en 14 november 2012.

Omdat L+ metingensen voor beschikbaar zijn (in Wageningen), maken we gebruik van Er bestaat een uitgebreide het schatten van L+Deze Dagnummer (1 januari = 1, ...) standaard weergegevens. de uitgebreide literatuur wat betreft het schattenliteratuur van L+ uitover standaard weergegevens.

Deze betreffen feite de schatbetreffen in feite deuit schatting van de effectieve emissiviteit ���� die isin gedefinieerd als Figuur 1. Gemiddelde gemeten inkomende lang- en kortgolvige straling, ting van de effectieve emissiviteit εatm die is gedefinieerd als ●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

100

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

0

●

respectievelijk L+ (rood) en K+ (blauw) als functie van het dagnummer. �� ���� = De dunne lijnen geven de waarden aan vermeerderd dan wel vermin���� derd met eenmaal de standaarddeviatie. Kext is berekend voor locatie de Haarweg. waarin de σ Stefan-Boltzmaan is en Ta de luchtwaarin ��de Stefan-Boltzmaan constante is en constante Ta de luchttemperatuur (K) op waarnemingshoogte. Met deze definitieformule kan ���� berekend kan worden uit de 22 Meteorologica 2 - 2016 gemeten L+ en Ta. Ook de klimatologie van ���� zal hier worden beschouwd.

temperatuur (K) op waarnemingshoogte. Met deze definitieformule kan εatm berekend kan worden uit de gemeten L+ en Ta. Ook de klimatologie van εatm zal hier worden beschouwd.

Resultaten Voor de jaren 2004-2011 werd voor elk dagnummer (1 januari = 1, etc.) het gemiddelde van L+ over alle beschikbare jaren bepaald. Daarnaast werd voor elk dagnummer ook de standaarddeviatie berekend. Zo krijgen we dus 366 gemiddelde waarden met hun standaarddeviatie. De meetreeks is te kort om op deze manier een gladde gemiddelde jaarlijkse gang te laten zien en daarom wordt een wiskundige gladstrijktechniek toegepast om een gemiddelde jaarlijkse gang van L+ en verwante grootheden te schatten. In Figuur 1 is het resultaat weergegeven. Ter vergelijking worden ook de overeenkomstig bewerkte K+ getoond en de berekende jaarlijkse gang van de inkomende kortgolvige straling aan de rand van de atmosfeer, Kext. In Figuur 2 is de effectieve emissiviteit εatm geplot.

Uit Figuur 1 blijkt duidelijk dat gedurende het gehele jaar door L+ gemiddeld groter is dan K+. Alleen op incidentele wolkenloze dagen in de zomermaanden is K+ wel eens groter dan L+, maar dat is betrekkelijk zeldzaam (de Bruin en van den Dool, 2014). Gemiddeld ontvangt het aardoppervlak te Wageningen dus veel meer stralingsenergie van de atmosfeer dan van de zon. Sterker nog, het blijkt dat in Wageningen het

0.95

1.00

Discussie In Wageningen varieert L+ gemiddeld betrekkelijk weinig, ruwweg tussen 350 W m-2 begin augustus en 300 W m-2 begin januari. Wild et al. (2013, hun Figuur 17) publiceerden eerder de gemiddelde gemeten jaarlijkse gang van L+ voor Cabauw.

De resultaten zijn vrijwel identiek. De standaarddeviatie is gemiddeld ongeveer 25 W m-2. Inmiddels zijn de meetreeksen van L+ op de verschillende BSRN-stations lang genoeg om klimaatmodellen te valideren. Dit is recent gedaan door Wild et al. (2013). Zij concludeerden dat alle 21 klimaatmodellen die zij hebben meegenomen in hun analyse L+ systematisch onderschatten. Dit geldt ook voor Cabauw.

Hetzelfde blijkt te gelden voor weersverwachtingmodellen.

Dit blijkt uit Figuur 3 waarin voor de periode 2004-2012 de daggemiddelde waarnemingen van L+ gemeten te Wageningen vergeleken worden met de overeenkomstige waarden geëxtraheerd uit de ERA-Interim database (Dee et al., 2011). Deze zijn gebaseerd op de algoritmes voor L+ welke operationeel worden toegepast in het ECMWF-weersverwachtingmodel.

Te zien is dat ook ERA-Interim L+ onderschat. De systematische afwijking is ongeveer 12 W m-2.

● ●

0.90

● ●

●

● ● ● ●

●

●

● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ●● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ●● ●● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ●● ● ● ●● ● ●● ●● ●● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ●● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ●● ●● ●● ● ● ● ● ● ● ● ●●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ●● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ●●● ● ● ● ● ● ●●● ● ●● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ●

0.85

● ● ●

●●

●

●

●●

●

●

0.80

● ●

●

●

●●

●

●

● ●

● ●

0.70

0.75

eps_atm (−)

●

● ●

0

100

200

300

Dagnummer (1 januari = 1, ...)

Figuur 2. Gemiddelde εatm als functie van het dagnummer. De dikke lijn is berekend met een splinefunctie.

Meteorologica 2 - 2016

23

400

Haarweg ● ● ● ● ● ● ● ●●● ● ●● ● ● ●●● ● ● ●●● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ●●● ● ●● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ●● ●●● ●● ● ● ● ● ● ● ●● ● ●● ● ●● ●●● ● ● ● ● ●● ●● ● ●●●● ● ●● ● ●● ● ● ● ●● ● ● ● ● ●●●● ● ● ●●●●● ●●● ● ● ● ● ●●● ●●● ●●●●●●●● ● ● ● ● ● ● ●● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ●● ● ●●● ●● ● ● ●●● ● ● ● ● ● ● ●●● ● ● ● ● ● ● ●● ●●● ● ●● ● ● ● ● ● ●● ● ●● ●● ●● ● ●● ● ●● ● ● ● ●● ● ●● ● ● ● ●● ●● ● ●●● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ●● ●●●● ● ● ●● ●● ●● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●●●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ●● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ●● ● ●●● ● ● ●● ● ●● ● ●● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ●● ●● ●● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●●●●● ●● ● ● ●●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●●● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●●●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ●●● ●● ● ●● ●● ● ●● ● ●●● ●● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ●●● ● ● ●● ● ●● ● ● ●● ●● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●●● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●●●● ●● ● ● ●● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ●● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ●● ● ● ● ●● ● ● ● ● ●● ● ●● ● ● ●● ● ●● ● ● ●● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ●●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ●● ● ●●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●●● ● ● ●● ● ● ●● ● ● ● ●● ●●●● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ●● ● ● ●●● ● ●● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ●●● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ●●● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ●● ● ● ●● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ●●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ●● ● ●● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ●●●● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●●● ● ● ●●●● ●●●● ●● ●●●● ● ● ● ● ●● ● ● ●● ● ● ● ●●●●●● ● ●●●● ●● ● ● ● ●●● ● ●● ● ●● ● ●● ● ●●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●●●● ●●●● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ●● ● ●●● ● ● ●● ● ●● ● ● ● ●●● ● ● ●● ● ● ●●●●● ● ● ● ●●● ● ●● ● ● ● ● ● ● ●●● ● ● ● ● ● ●● ● ● ●● ● ●● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ●● ●● ● ● ●● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ●●●● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ●●● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ●● ● ● ● ● ●●● ● ● ● ●●● ● ●●● ●●● ●● ● ● ● ● ● ● ● ●●●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●●● ● ● ● ● ● ● ●●●● ● ●●●●●●● ●● ● ●●● ●●● ● ● ●● ● ● ●● ●● ● ● ● ● ●● ●● ● ● ● ● ●● ●● ● ●● ● ●● ● ●● ● ● ● ●● ●●●● ● ● ● ●●●● ● ●●●● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ●● ● ●● ● ●●●● ● ● ● ● ●● ●● ●●● ● ● ●● ● ●● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●●●●● ● ● ●● ● ● ● ● ●● ● ● ● ●● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ●● ● ●● ● ● ●●●●●●●● ● ● ● ● ● ●● ●● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ●● ● ● ● ● ●●● ●● ●● ● ●●● ● ●● ● ● ●● ● ● ●● ● ●●● ●● ● ● ● ● ● ● ●●● ● ● ●●● ● ● ● ● ● ● ● ●● ●●● ● ● ● ● ●● ● ● ● ●● ● ●● ● ● ●●●● ● ● ●● ● ●● ●● ●● ● ●● ● ● ● ● ●●●● ● ● ● ● ●● ●● ● ● ● ● ●● ●● ● ●●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ●● ● ● ●● ● ●● ● ● ● ● ●● ●●● ●●●●●●● ●● ● ● ●● ●● ● ●● ● ●●●●●●●●● ● ● ● ● ● ●●● ●●● ● ● ● ● ●● ● ● ●● ● ●● ●●●● ● ●●● ● ● ●● ● ● ● ● ● ●● ●●●● ●●● ●● ● ●● ●●● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ●● ●● ●● ●●●● ● ● ●● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ●●●● ● ● ● ● ●● ●●● ● ● ● ● ●● ●●● ● ● ● ● ● ● ● ●● ● ● ●● ● ● ● ●● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ●● ●● ● ● ● ● ● ●● ● ● ● ● ●● ●● ● ●● ● ● ● ● ● ●● ●●● ● ● ● ● ●

300 250 200

ERA−Int

350

●

●

●

150

●

●

150

200

250

300

350

et al. (2004) hier alleen om te benadrukken dat het versterkte broeikaseffect leidt tot een relatief kleine toename van L+ vergeleken met de gemiddelde waarde van L+, dus ten opzichte van het totale broeikaseffect. Als experimenteel micrometeoroloog wil ik hiermee benadrukken dat er daardoor hoge eisen gesteld moeten worden gesteld aan de meetnauwkeurigheid van de L+-sensoren om het versterkt broeikaseffect experimenteel aan te kunnen tonen. Het mag een grote prestatie genoemd worden dat zulke sensoren inmiddels zijn ontwikkeld. Tot slot verwijs ik nog naar een ander experimenteel hoogstandje, beschreven in Feldman et al.

(2015). Deze analyseerden L+-gegevens met een Atmospheric Emitted Radiance Interferometer (AERI) die de spectrale verdeling van L+ kan meten, en zij rapporteerden ongeveer dezelfde trend in L+ als die gevonden door Philipona et al.

(2004). Desondanks zal het laatste woord over L+ nog lang niet zijn uitgesproken.

400

Conclusie Door technische ontwikkelingen en internaFiguur 3. Etmaalgemiddelde waarden van L+ gemeten te Wageningen versus ERA-Interim tionale afspraken komen langzaam maar zeker berekende waarden. betrouwbare lange meetreeksen van L+ beschikbaar en krijgen we steeds beter inzicht in het langjarig gemiddelde van L+ groter is dan die van Kext. Deze klimatologische gedrag van deze belangrijke fysische grootzijn respectievelijk 324 en 277 W m-2. Op het eerste gezicht heid die het direct gevolg is van het broeikaseffect. Een verlijkt dat in strijd met de wet van behoud van energie, maar gelijking met inkomende kortgolvige straling leert dat L+ een dat is een misverstand. We nodigen de lezers uit dit zelf te zeer belangrijke energiebalansterm is voor het oppervlak. Op verklaren door deel te nemen aan de prijsvraag elders in dit grond van de beschikbare L+-gegevens is bepaald dat weersblad (zie pagina 41). verwachting- en klimaatmodellen L+ systematisch blijken te onderschatten.

Om begrijpelijke redenen is K+ maximaal rondom 21 juni als de zon het hoogst staat. Het maximum van L+ vindt meer dan Dankwoord een maand later plaats (zie Figuur 1). Een verklaring (deels) Oscar Hartogenis (Wageningen Universiteit) heeft de meethiervoor is dat de luchttemperatuur gemiddeld een maand nareeks van de Haarweg beschikbaar gesteld. De auteur bedankt ijlt ten opzichte van de zonne-instraling. twee reviewers voor hun commentaar die aanleiding gaf tot het herschrijven van het eerste concept. Anton Beljaars Uit Figuur 2 blijkt ook nog dat de kromme gefit door de (ECMWF) heeft de ERA-Interim data aangeleverd. gemiddelde jaarlijkse gang van εatm varieert tussen 0.85 en 0.9.

De variabiliteit voor de individuele dagnummers is echter veel Literatuur De Bruin, H. en H. van den Dool, 2014: Het belang van directe waarnemingen van langgroter. Opvallend is dat εatm in de wintermaanden het grootst is; golvige straling: Het bijzondere weerverschijnsel op 7 april 2003. Meteorologica, 02. bovendien is er een duidelijk minimum rondom dagnummer Dee, D. P. et al., 2011: The ERA-interim reanalysis, 2011: Configuration and performance 100 en een flauw tweede maximum bij dagnummer 200. Merk of the data assimilation system. Q. J. R. Meteorol. Soc., 137, 553–597 . op dat fluctuaties in εatm hoofdzakelijk bepaald worden door ECMWF, 2016: http://www.ecmwf.int/en/research/modelling-and-prediction/atmosphevariaties in bewolking, luchttemperatuur en luchtvochtigheid: ric-physics. is klein als het onbewolkt is, de lucht droog en de bovenlucht koud. Een verklaring voor het gedrag van εatm is deels het feit Jacobs, A. F. G., B. G. Heusinkveld and A. A. M. Holtslag, 2009: Eighty years of meteorological observations at Wageningen, the Netherlands: precipitation and evapotranspiradat het in de wintermaanden relatief vaak bewolkt is en dat in tion, Int. J. Climatol., DOI: 10.1002/joc.1957. het voorjaar relatief vaak koude heldere dagen voorkomen.

Gemeten

Het versterkte broeikaseffect ten gevolge van toegenomen CO2-concentraties moet leiden tot een trend in L+. Om uit de beschikbare gegevens een toename van L+ aan te tonen is een complexe analyse nodig, zie bijvoorbeeld Philipona et al. (2004), die L+-meetreeksen uit Zwitserland en Duitsland analyseerden. Zij vonden een trend in L+ van ongeveer 0.22 W m-2 per jaar ten gevolge van toegenomen CO2-concentratie.

Het doel van dit artikel is slechts het gemiddeld gedrag van L+ in Nederland te beschrijven en een volledige trendanalyse is hier niet op zijn plaats. Ik noem de resultaten van Philipona 24

Meteorologica 2 - 2016

Hartogensis, O.K., 2016: http://www.met.wau.nl/haarwegdata/ dayfiles/NETCDF_ALLDATA/HaarwegDataset1974_2012_readme.pdf.

Feldman, D.R., W. D. Collins, P. J. Gero, M. S. Torn, E. J. Mlawer & T. R. Shippert, 2015: Observational determination of surface radiative forcing by CO2 from 2000 to 2010, Nature, 19 Maart, 519, 339-345, doi:10.1038/nature14240.

Knap, W. H. and C. van Oort. 2015. Tien jaar Baseline Surface Radiation Network (BSRN) in Cabauw. Meteorologica, 2, 20-23.

Philipona, R. B. Dürr, Ch. Marty, A. Ohmura and M. Wild, 2004: Radiative forcing measured at Earth’s surface - corroborate the increasing greenhouse effect, Geophysical Research Letters, 31(3), L03202, 1-4.

Weerbeelden Arctische luchtmassa De afgelopen lente was er regelmatig sprake van een noordstroming waarmee Arctische lucht werd aangevoerd. Deze zeer heldere transparante lucht geeft diepblauwe doorkijkjes en prachtige buienbouwsels.

Tijdens de nachten kwam het vaak tot vorst en mistbanken.

Fotoâ&#x20AC;&#x2122;s: Jannes Wiersema.

Redactie Rob Sluijter.

Fotoâ&#x20AC;&#x2122;s voor deze rubriek kunt u sturen aan weerhaan@gmail.com.

Meteorologica 2 - 2016

25

Promoties Modelleren van het klimaat van de Antarctische ijskap en het Antarctisch Schiereiland op hoge resolutie Melchior van Wessem (IMAU) Dit artikel geeft een samenvatting van het proefschrift van J. M. van Wessem “High resolution climate modelling of Antarctica and the Antarctic Peninsula”, verdedigd op 2 maart 2016 (promotor: prof. M. R. van den Broeke).

Antarctica De Antarctische ijskap is in feite een stelsel ijsrivieren dat aan de rand van het continent langzaam in de oceaan stroomt.

Hierdoor verliest de ijskap gemiddeld 2200 gigaton aan ijs per jaar, dat equivalent zou zijn aan een jaarlijkse zeespiegelstijging van 6 mm. Gelukkig wordt dit massaverlies grotendeels gecompenseerd door sneeuwval bovenop de ijskap.

Deze sneeuwval bepaalt, samen met een kleine bijdrage door het sublimeren en het smelten van sneeuw die de oceaan instroomt, de zogenaamde oppervlaktemassabalans (OMB).

Samen met het massaverlies aan de rand van de ijskap bepaalt de OMB de totale massabalans (MB). Mocht deze MB negatief zijn, dan verliest de ijskap netto massa en zal de zeespiegel stijgen. Daarom is een adequaat begrip van de OMB, en gerelateerde atmosferische processen, essentieel om te bepalen hoe gezond de ijskap is en om veranderingen in de zeespiegel te kunnen voorspellen.

De effecten van klimaatverandering zijn van uitvergroot belang in het Antarctisch Schiereiland (AS), het meest noordelijke en daarmee mildste punt van Antarctica, met als belangrijkste gevolg het afbreken van een ijsplaat ter grootte van heel Nederland in maart 2003: de Larsen B ijsplaat in het oostelijke AS. RACMO2.3 Ik heb het regionale atmosferische klimaatmodel RACMO2.3 gebruikt om het huidige klimaat van Antarctica en het AS te simuleren. Dit is een hydrostatisch model dat is ontwikkeld door het KNMI, waarbij de atmosferische dynamica is

West Antarctica & Coastal regions East Antarctica

Figuur 1. Absolute (a) en relatieve bias (b) van gesimuleerde OMB voor de oude versie RACMO2.1 (blauw) en RACMO2.3 (rood). De data is verdeeld in 500 m hoogte intervallen. Het staafdiagram in (a) laat zien hoeveel observaties er in elk hoogte interval zijn gebruikt. De onzekerheidsband is gebaseerd op de methode van Van De Berg [2006].

26

Meteorologica 2 - 2016

gebaseerd op het weermodel HIRLAM en de fysica van het ECMWF-IFS. Het IMAU heeft het model aangepast voor toepassingen in de poolgebieden zoals Antarctica, door het onder andere te koppelen aan een geavanceerd sneeuwmodel zodat de aan sneeuw gerelateerde processen goed worden opgelost.

De ECMWF-fysica module van RACMO2.3 stond aan de basis van mijn onderzoek. Destijds was er een grote update in het model geïmplementeerd, voornamelijk gerelateerd aan de kort- en langgolvige stralingsmodules en de wolkenfysica.

Vooral belangrijk is de implementatie van de parameterisatie die supersaturatie van zeer koude lucht toelaat: een relatieve vochtigheid van boven de 100% is nu mogelijk voordat er condensatie optreedt. Dankzij deze vernieuwde beschrijving worden wolken hoger in de atmosfeer gevormd en verandert de distributie van wolken boven de ijskap, wat belangrijk is voor de oppervlakte energiebalans en de OMB. Daarnaast hangen veel atmosferische processen in Antarctica, zoals de karakteristieke katabatische winden, en de orografische neerslag aan de rand van het continent, nauw samen met de topografie. Het is daarom van belang om een optimale horizontale resolutie te gebruiken, zodat de topografie zo goed mogelijk wordt opgelost. Boven het relatief vlakke Antarctische binnenland bleek een resolutie van 27 km geschikt om de meeste processen realistisch te simuleren. In het AS is de topografie echter zeer gedetailleerd en bleek deze resolutie onvoldoende. Een verdere verhoging van de resolutie was door gebrek aan computerkracht, en kennis van de modelfysica, eerder nog niet mogelijk. Ik heb dat nu wel gedaan en heb RACMO2.3 specifiek toegepast op het AS op een resolutie van 5.5 km.

Modelvalidatie Eerst heb ik gekeken naar de effecten van de nieuwe modelfysica voor het hele continent, op de bestaande resolutie van 27 km. Met behulp van metingen van weerstations in oost Antarctica en OMB-puntmetingen hebben we RACMO2.3 gevalideerd. Dankzij de update van de wolkenfysica is de simulatie van het oppervlakteklimaat significant verbeterd. Dankzij het nieuwe supersaturatie schema simuleert RACMO2.3 meer wolken in het hooggelegen binnenland van oost Antarctica, doordat ze hoger in de atmosfeer gevormd worden en makkelijker daarheen getransporteerd kunnen worden. De toename van wolken zorgt in dit gebied voor meer sneeuwval en neerwaartse langgolvige straling, wat heeft geresulteerd in een verbetering van de modelresultaten ten opzichte van de vorige modelversie (RACMO2.1). Figuur 1 laat deze veranderingen in de OMB zien ten opzichte van de OMB-puntwaarnemingen. We zien vooral in oost Antarctica een sterke verbetering in de gesimuleerde OMB. Met de nieuwe resultaten kunnen we een verbeterde schatting presen-

a) 5.5 km

b) 27 km

Figuur 2. De door RACMO2.3 gesimuleerde klimatologische (1979-2014) OMB in mm water equivalent per jaar. De gekleurde punten laten OMB observaties zien in dezelfde eenheid (van Wessem, 2016).

teren over de grounded ice sheet (het deel van de ijskap dat op land ligt, dus de totale ijskap minus de drijvende ijsplaten) geïntegreerde klimatologische (1979-2011) OMB: 1793 gigaton (Gt) per jaar, met een interjaarlijkse variabiliteit van 106 Gt y-1. Ten opzichte van de vorige schatting is dit een toename van 44 Gt y-1 (Van Wessem, 2014).

Resultaten Antarctisch Schiereiland: de OMB Na deze modelvalidatie heb ik de resolutie van RACMO2.3 verhoogd naar 5.5 km en het model toegepast op het AS. Allereerst hebben we het model opnieuw gevalideerd voor de nieuwe resolutie. Ik heb dat gedaan met behulp van temperatuur- en windmetingen van een select aantal weerstations op het AS. Hoewel er door de complexe topografie van het AS nog steeds modelfouten zijn op deze hoge resolutie, simuleert RACMO2.3 deze variabelen met voldoende precisie om ook van het AS een klimaatgemiddelde OMB te kunnen presenteren. Figuur 2 laat de OMB van het AS zien, gemiddeld over de periode 1979-2014, inclusief een vergelijking met langjarige puntwaarnemingen. Voor het AS vinden we een OMB van 351 ± 58 gigaton per jaar, voor een zeer groot deel gedomineerd door (orografische) neerslag (363 ± 56 gigaton per jaar waarvan 12 gigaton wordt verloren door sublimatie en en het wegsmelten van sneeuw). Figuur 2b laat de OMB zien op de lagere resolutie van 27 km. Hoewel de grootschalige patronen redelijk vergelijkbaar zijn, laat RACMO2.3 op 5.5 km veel meer detail zien. Onder andere de verschillen tussen west en oost zijn scherper, maar ook de OMB boven de kleinere ijsplaten is nauwkeuriger opgelost.

Het zoetwater budget van het AS Het AS kan bij (verdere) klimaatverandering niet alleen substantieel bijdragen aan zeespiegelstijging, het kan ook de voedselketen, de oceaanstromingen en het zee-ijs beïnvloeden. Dit kan gebeuren als de hoeveelheid zoetwater dat in de oceaan terecht komt substantieel verandert. Om dit beter te begrijpen heb ik in detail gekeken naar de verschillende componenten van het zoetwaterbudget in het noordwesten van het AS. Het zoetwaterbudget bestaat onder andere uit neerslag

(sneeuw en regen) dat of direct in de oceaan valt, of indirect op de ijskap valt om vervolgens in de vorm van de gletsjers in de oceaan te stromen. Met de hoge resolutie resultaten toon ik aan dat een groot gedeelte van het zoetwater via gletsjers de oceaan bereikt. Deze gletsjers kunnen afbreken en vervolgens wegdrijven in de oceaan en daar wegsmelten, of ter plekke afsmelten doordat ze van onderen direct in aanraking komen met het relatief warme oceaanwater.

Hogere resolutie?

Hoewel RACMO2.3 heel goed in staat is om het klimaat van Antarctica en van het AS te simuleren, zijn er ook nog een aantal gebreken. De belangrijkste is dat, vooral boven het AS, de horizontale resolutie nog steeds niet voldoende is om de topografie volledig op te lossen. Hoogstwaarschijnlijk is 5.5 km echter de limiet van het model, want bij hogere resoluties zal een non-hydrostatisch model gebruikt moeten worden. De huidige configuratie van RACMO2.3 laat helaas (nog) niet een non-hydrostatische versie van het model toe. Momenteel is het KNMI echter bezig om het weermodel HARMONIE geschikt te maken voor klimaatstudies. Mogelijk zullen wij in de toekomst dan een nieuw regionaal klimaatmodel gebruiken om op nóg hogere resolutie het klimaat van Antarctica te modelleren.

Referenties

van Wessem, J. M. (2016) High resolution climate modelling of Antarctica and the Antarctic Peninsula. Proefschrift, UU. Van de Berg, W. J., M. R. Van den Broeke, C. H. Reijmer, and E. Van Meijgaard (2006), Reassessment of the Antarctic surface mass balance using calibrated output of a regional atmospheric climate model. Journal of Geophysical Research, 111(D11), 1–15, doi:10.1029/2005JD006495.

Van Wessem, J. M., et al. (2014), Improved representation of East Antarctic surface mass balance in a regional atmospheric climate model. Journal of Glaciology, 60(224), 761–770, 10.3189/2014JoG14J051

Van Wessem, J. M., Ligtenberg, S. R. M., Reijmer, C. H., Van de Berg, W. J., Van den Broeke, M. R., Barrand, N. E., Thomas, E. R., Turner, J., Wuite, J., Scambos, T. A., Van Meijgaard, E. (2015). The modelled surface mass balance of the Antarctic Peninsula at 5.5 km horizontal resolution, The Cryosphere Discussions, 9 (5), 5097–5136, 10.5194/tcd-95097-2015 Van Wessem, J. M., M. P. Meredith, C. H. Reijmer, M. R. Van den Broeke, and A. .J. Cook (2015), Modelled meteoric freshwater budget of the western Antarctic Peninsula, Deep-Sea Research II (Special Issue: WAP Marine Studies), in review.

Meteorologica 2 - 2016

27

Wouter Lablans overleden Gerard van der Schrier (KNMI) Op vrijdag 22 april is Wouter Nicolaas Lablans op 84-jarige leeftijd overleden in het Diaconessenhuis in Zeist. Wouter is geruime tijd verbonden geweest aan het KNMI. Ook na zijn pensionering (in maart 1992) is Wouter actief bezig gebleven met het vakgebied door de historische ontwikkeling van concepten binnen de meteorologie en de rol van de Nederlanders daarin te beschrijven.

Werken onder Bleeker Geboren op 6 januari 1932, vervulde Wouter, na succesvol de HBS en een technische opleiding te hebben doorlopen, de militaire dienstplicht bij de Koninklijke Luchtmacht. In 1953 kwam hij daar terecht als magazijnmeester, wat hij zelf beschreef als “totaal niet interessant”. De kans om een meteorologische opleiding binnen de luchtmacht te volgen greep hij dan ook met beide handen aan. In die functie heeft hij het tot Officier Meteoroloog geschopt. Hij heeft zes jaar bij de Luchtmacht gediend. In die tijd was hij in eerste instantie in Driebergen gestationeerd (bij de luchtverdediging) en later bij het meteorologisch hoofdkantoor in Hilversum dat de minister van Defensie (uit frustratie over de starre gang van zaken bij het ambtelijke KNMI) had opgericht om snel en adequaat METARs te kunnen opstellen na een Russische inval. Dat betekende dat alle waarnemingen van de militaire vliegvelden eerst via dat centrum liepen, en pas daarna bij het KNMI terechtkwamen. In deze periode was Wouter in de kost bij de moeder van één van de officieren van dat centrum – de latere kolonel J. H. van Schaik – met wie hij jaren later nog een vriendschappelijke band én een zeilboot op de Randmeren zou delen.

Na zijn diensttijd ging Wouter als persoonlijk wetenschappelijk assistent van prof. Wouter Bleeker werken, destijds directeur hoofd wetenschappelijk onderzoek van het KNMI. In die tijd werkte Wouter halve dagen op het KNMI en halve dagen op de universiteit om daar een studie natuurkunde te volgen. Bleeker had in gedachten dat Wouter een universitaire graad zou halen.

De band met Bleeker was sterk en zou de loopbaan van Wouter vorm geven. Samen met Paul de Bruijn, ook een persoonlijk assistent van Bleeker, richtte Wouter zijn aandacht op de detectie van radioactiviteit in neerslag. In 1961 had Bleeker de vrijgekomen radioactiviteit door bovengrondse kernproeven al in het vizier en Wouter en Paul gaven hier verder vorm aan; de metingen werden door Lablans en De Bruijn gezamenlijk gedaan, desnoods gedurende hele nachten.

Ook de politiek was geïnteresseerd in radioactiviteit in de atmosfeer, en Bleeker heeft Lablans opgeleid in het Haagse circuit, waar Wouter het goed kon vinden met de Haagse ambtenaren. Het is bijzonder om te zien dat een hechte band met Haagse ambtenaren, waar het KNMI nu de nadruk op legt, blijkbaar in de jaren 1960 al gewoon was.

Opnieuw zijn draai vinden Na het plotselinge overlijden van prof. Bleeker in 1967 moest Wouter opnieuw zijn weg vinden binnen het KNMI, nu zijn aparte, sociale en enige werkgever ineens weg viel. Als persoonlijk assistent van Bleeker was Wouter niet verbonden aan een afdelingshoofd en fungeerde enigszins onafhankelijk van de rest van het instituut. In deze zoektocht heeft Wouter de 28

Meteorologica 2 - 2016

Regenhut zoals gebruikt begin jaren 1960 voor het opvangen van neerslag waarvan de hoeveelheid radioactiviteit bepaald kon worden. Links Paul de Bruijn en rechts Wouter Lablans.

metingen aan radioactiviteit voortgezet, net als de contacten in het Haagse, en is Wouter zich rond die tijd gaan verdiepen in andere zaken. Zo was hij één van de eersten binnen het KNMI die schreef over de toename van CO2 in de atmosfeer (“Moet de toenemende emissie van kooldioxide als een verontreiniging van de atmosfeer worden beschouwd?” Chemisch Weekblad, 17 april 1970). Uiteindelijk kwam Wouter in de landbouwmeteorologie terecht. Misschien is deze stap ook ingegeven door Bleekers gedachtengoed omdat deze in een WMO-publicatie uit 1965 schreef: “As rain and snow are on one hand the most effective cleaning agents of the atmosphere, but on the other hand the worst pollution factors of the earth’s surface and our food chain, it seems important...”

Vanaf begin jaren 1970 was Wouter belast met voorlichting ten behoeve van de landbouw, met name het waarschuwen voor de aardappelziekte fytoftora. Hoewel niet getraind als landbouwmeteoroloog deed hij wel degelijk aan landbouwvoorlichting. In 1972 werd deze afdeling opgeheven en verdween landbouwvoorlichting als KNMI-taak. Maar landbouwmeteorologie kwam in de decennia daarna met enige regelmaat weer terug op de agenda. Om zijn kennis over te dragen probeerde Wouter een jongere generatie meteorologen voor de landbouw te interesseren.

Agrometeorologie en de verdampingsparameterisatie De relevantie van de meteorologie voor de landbouw bleef ook een rol spelen bij Wouter zelf. Samen met Henk de Bruin was hij lid van een TNO-commissie hydrologisch onderzoek.

De focus lag hierbij op voorlichting over verdamping in verband met eventuele kunstmatige beregening door boeren.

Dit heeft in 1980 tot een rapport geleid waarin de berekening voor referentiegewasverdamping wordt gedocumenteerd; dit rapport wordt tot op de dag van vandaag door het KNMI gebruikt. Dit werk is later (eind jaren negentig) verschenen als een peer-reviewed publicatie. Hoewel het werk uiter-

mate degelijk was, voelde Wouter zich niet helemaal op zijn gemak als co-auteur. Wouter werkte liever op de achtergrond.

Een beschouwing over de voorlichting in de agrometeorologie uit 1991 (“Integratie van meteorologische en landbouwkundige voorlichting. Een toekomstperspectief voor de landbouwmeteorologie ?”) was een doorwrochte analyse. Eén van Wouters standpunten is door Jon Wieringa de ‘Stelling van Lablans’ genoemd. “The weakness of agrometeorology is its position between the public science of meteorology and the professional craft of agriculture, with the result that both of these expect that the other party will take care of organization and finance.” Dit was in een periode waarin informatievoorziening aan boeren vooral via de dagelijkse radioberichten verliep, en er een spanningsveld bestond tussen de praktisch nut voor toegespitste weersverwachtingen en bezuinigingen op de zendtijd voor de voorlichting.

Tsjernobyl Wouters kennis van radioactiviteit en de connecties in het Haagse bleken van enorm belang voor het KNMI toen op 26 april 1986 de Tsjernobyl kernreactor ontplofte. De meteorologische informatie van het KNMI werd persoonlijk door Wouter in het crisisteam van het ministerie van Binnenlandse zaken ingebracht. Klaas van Egmond, die namens het RIVM in dit team zat, roemt de inbreng van het KNMI. Het team is er gezamenlijk in geslaagd om aan te geven waar de radioactiviteit in Europa moest optreden, vooral door uitregenen, dit in weerwil van allerlei politieke beïnvloeding van vooral Buitenlandse zaken die (volledig ten onrechte) beweerde dat Poolse vrachtwagens niet de EU in mochten omdat die besmet zouden zijn en omgekeerd dat Griekse druiven wel geïmporteerd konden worden, terwijl die terecht door ons als besmet waren aangemerkt op basis van de modelstudies. Het moet een enerverende tijd geweest zijn als je bij het team betrokken was dat binnen zeer korte tijd belangrijke beslissingen moest nemen op grond van beperkte informatie. Zeker voor een KNMI-er, waar destijds beslissingen, door de parafencultuur, langzaam werden genomen. Bij het laatste gesprek, vlak voor Wouters overlijden, is deze periode nog ter sprake geweest en het werk rondom radioactiviteit in de atmosfeer was een periode waar Wouter met trots op terugkeek. Dat bleek ook uit het bezoek van de gepensioneerdenraad aan Wouter ter ere van zijn 80e verjaardag. Wouter noemde daar de internationale vergaderingen in onder andere Bulgarije en Genève en de besprekingen rond het verlenen van de vergunningen tot het bouwen van centrales voor kernenergie in Borssele en Dodewaard als hoogtepunten.

Bijdragen aan Meteorologica Na zijn pensionering is Wouter actief gebleven met het schrijven over verschillende facetten van de meteorologie.

Het repertoire dat Wouter opbouwde is in achtereenvolgende nummers van Meteorologica gepubliceerd. Het bindende element van de bijdragen van Wouter aan Meteorologica was het historisch perspectief. Doordat Wouter als leerling van oudKNMI directeur Bleeker de stormachtige ontwikkeling van de operationele meteorologie van nabij meemaakte, kon hij uit eerste hand deze cruciale fase in de Nederlandse meteorologie beschrijven. Bijkomend voordeel was dat hij door mevrouw Bleeker na het overlijden van haar man was gevraagd om zijn persoonlijke bibliotheek “op te ruimen”. De introductie van de methoden volgens de ‘Noorse school’, geïntroduceerd door Bleeker (Meteorologica, september 2000) en Bleekers betekenis voor de moderne meteorologie (Meteorologica, december

Ter ere van Wouter’s 80ste verjaardag brengt de KNMI-gepensioneerdenraad een bezoek.

2000) stonden in zijn bijdragen centraal. Al met al heeft Wouter 30 keer in de Meteorologica gepubliceerd (waarvan twee ingezonden brieven), zie tabel.

Wouters finest hour na zijn pensionering was wellicht de uitreiking van de 12e Buys-Ballot medaille aan de Amerikaanse meteoroloog Edward Lorenz op 12 mei 2004.

Edward Lorenz, die in 1963 het besef liet doorbreken dat er grenzen aan de voorspelbaarheid zijn met zijn artikel in J. Atmospheric Sciences (‘Deterministic non-periodic flow’).

Hierin beschreef Lorenz de gevoeligheid voor begincondities in een sterk vereenvoudigd wiskundig model voor convectie.

Deze gevoeligheid bleek ook van belang te zijn voor de weersverwachting en heeft uiteindelijk geleid tot de probabilistische manier waarop de moderne weersverwachtingen gemaakt worden. Wouter heeft deze ontwikkeling in zijn artikelenreeks beschreven en is, en passant, één van de mensen geweest die de aanzet heeft gegeven tot de uitreiking van de Buys-Ballot medaille aan Lorenz voor dit baanbrekende werk. Naast een stukje over de geschiedenis van de Buys-Ballot medaille dat in Meteorologica is verschenen (december 2003), heeft Wouter, met prof. Hans Oerlemans (de voorzitter van de KNAW commissie die de uitreiking verzorgde) een artikel in het prestigieuze Bulletin of the American Meteorological Society over de Buys Ballot medaille en de uitreiking aan Lorenz gepubliceerd gekregen.

Niet alle onderwerpen vond Wouter geschikt voor publicatie.

Huug van den Dool en Paul de Bruijn hebben Wouter eens gevraagd iets te schrijven over WOII en het KNMI, toen er nog enkele ooggetuigen leefden, maar dat wees hij binnen één seconde resoluut van de hand. Dat ging te veel over kinderachtigheden tussen mensen (vooral de nasleep in 45-47), Meteorologica 2 - 2016

29

vond hij. Ook de gang van zaken rondom Tsjernobyl werd niet aan papier toevertrouwd. Wouters motivatie hiervoor was dat er mensen beschadigd zijn, en dus was het zijns inziens niet geschikt als onderwerp.

Kleurrijk persoon Wouter was in veel aspecten een bijzonder kleurrijk figuur.

Kwam hij in de jaren 1960 nog op een BMW 250 cc ééncylinder motorfiets naar het KNMI, in de jaren 70 was dat vaak op de racefiets –maar dan wel strak in het pak. Zijn gevoel voor humor was buitengewoon. Veel van zijn moppen zijn niet voor publieke herhaling vatbaar, zeker niet in deze tijd. Een onschuldige mop betrof de hoofddirecteur die samen met de V&W staatssecretaris door het gebouw liep. De staatssecretaris vroeg belangstellend: “Hoe veel mensen werken er hier?”, waarop de HD na enig gepeins antwoordde: “ongeveer de helft”. Dit zal vast een broodje aap verhaal zijn, maar Lablans hield van voorgebakken moppen waarbij hij de kunst van het W.N. Lablans W.N. Lablans W.N. Lablans W.N. Lablans W.N. Lablans W.N. Lablans W.N. Lablans W.N. Lablans W.N. Lablans W.N. Lablans W.N. Lablans W.N. Lablans W.N. Lablans W.N. Lablans W.N. Lablans W.N. Lablans W.N. Lablans en U.R. Rothe W.N. Lablans W.N. Lablans W.N. Lablans W.N. Lablans W.N. Lablans W.N. Lablans

brengen als geen ander verstond.

Wouter had patent op een gulle glimlach en een beminnelijke benadering. Hij was ook een filosofisch denker. Hoewel Wouter een einzelgänger was – zijn privéleven hield hij strikt voor zichzelf – was hij breed geliefd bij de collega’s van het KNMI. Zijn ijzersterke moraal, die het voor Wouter mogelijk maakte tal van moeilijke periodes in zijn werkzame en persoonlijk leven te overwinnen, is door collega’s als zeer bijzonder ervaren.

Met het overlijden van Wouter Lablans verliezen we een markante en kleurrijke persoon vol verhalen, anekdotes en humor.

Met grote dank aan Paul de Bruijn, Huug van den Dool, Henk de Bruin, Jon Wieringa, Piet Rosier, Cor Schuurmans, Jan Heemink, Albert Klein Tank en Cisco de Bruin.

Artikelen verschenen in Meteorologica Zonnevlekken: invloed op weer of weerkundigen?

Fenologie, spelfout of wetenschap?

Ozononderzoek in Nederland sinds 1785 Ingezonden brief over de beroepscode van de NVBM Honderd jaar kwantitatief onderzoek naar het broeikaseffect C.G. Rossby: De grootste meteoroloog aller tijden (1) C.G. Rossby: De grootste meteoroloog aller tijden (2) De zeppelins uit Friedrichshafen Starre luchtschepen die buiten werden gebouwd Het tijdperk van Buys Ballot Het tijdperk van Van Everdingen W. Bleeker en de Noorse meteorologie Bleeker en de moderne meteorologie De voorgeschiedenis van de moderne opvattingen over de voorspelbaarheid van het weer De visie van Edward Lorenz op de voorspelbaarheid van het weer De laatste decennia Zeventig jaar radiosonde in Nederland

Jun. 2001 Dec. 2001 Sep. 2002

De Buys Ballot medaille door de eeuwen heen De verboden vraag (2) (reactie op column Huug van den Dool) Uit talloos veel miljoenen, of: TBS-ers in de meteorologie D-day revisited Forecasters: zijn ze nog wel nodig?

De voorspelbaarheid van het weer van Lavoisier tot Lorenz, 1: Het tijdperk van de weerkaart en daarvoor De voorspelbaarheid van het weer van Lavoisier tot Lorenz Deel 2: Het tijdperk van de numerieke verwachtingen Robert Fitz Roy: zeeman en meteoroloog (deel 1)

Dec. 2003 Jun. 2004 Dec. 2005 Sep. 2006 Mar. 2007 Dec. 2007

W.N. Lablans en G. van der Schrier W.N. Lablans en G. van der Schrier W.N. Lablans en G. van der Schrier

Robert Fitz Roy: zeeman en meteoroloog (deel 2)

Dec. 2011

De winter 1812-1813, mythe en werkelijkheid (deel 1)

Nov. 2012

De winter 1812-1813, mythe en werkelijkheid (deel 2)

Dec. 2012

W.N. Lablans

De Findeisen-Bergeron theorie en de rol van het toeval in het meteorologisch onderzoek

Sep. 2013

W.N. Lablans en G. van der Schrier W.N. Lablans en G. van der Schrier

Tabel. Lijst met bijdragen aan Meteorologica door Wouter Lablans.

Tabel. Lijst met bijdragen aan Meteorologica door Wouter Lablans.

30

Sep. 1992 Dec. 1992 Mrt. 1993 Sep. 1993 Okt. 1998 Sep. 1998 Dec. 1998 Sep. 1999 Dec. 1999 Mrt. 2000 Jun. 2000 Sep. 2000 Dec. 2000 Mrt. 2001

Meteorologica 2 - 2016

Mrt. 2008 Sep. 2011

Tele Huug van den Dool (NOAA) Elders in dit nummer vindt u een artikel over teleconnecties.

Woorden die met ‘tele’ beginnen hadden (zeker vroeger) iets magisch, zelfs griezeligs, want het gaat over dingen die eigenlijk niet kunnen. Televisie, telefoon, telegraaf, we zijn er nu aan gewend maar dat waren ooit uitvindingen die de mens boven zichzelf verhief. Horen en zien op afstand, voorbij de horizon, kom er eens om. Ik zat hoogstpersoonlijk voor een tv van de buren toen in 1962 de eerste directe beelden uit de Verenigde Staten via de satelliet Telstar binnenkwamen.

Die opwinding vergeet ik nooit meer. Er was toen nog geen remote control waarmee men een tv aan en uit kon zetten; ook een mooi modern voorbeeld van teleconnectie trouwens. Er zijn ook nu nog wel woorden die dezelfde magie of huivering oproepen. Zou telepathie bestaan? Telekinese? En zo ja, hoe kan dat dan? Zelfs Einstein had het er moeilijk mee. Actie op afstand kan niet instantaan omdat de lichtsnelheid eindig is.

Teleconnectie is geen algemeen gebruikt woord in de Nederlandse taal. Teleconnectie veronderstelt een verband op zeer grote afstand, bijvoorbeeld in de atmosfeer (of oceaan, of welk ander medium dan ook). In mijn laat 19de-eeuwse woordenboek van R.K. Kuipers is er maar één woord dat met tele begint: telegraaf (uitgelegd als verschrift). In mijn Van Dale uit 1974 staan wel 100 woorden die met tele beginnen, maar niet teleconnectie. Dat wil niet zeggen dat het woord niet bestond, maar alleen als vakkreet in zeer kleine kring. Omdat een logische verklaring niet meteen duidelijk is hangt er rond teleconnecties inderdaad de zweem van een soort magie. Om maar met de deur in huis te vallen met het beste voorbeeld: als de luchtdruk hoger dan normaal is nabij IJsland dan is de luchtdruk tegelijkertijd (heel vaak) lager dan normaal bij de Azoren. “En omgekeerd,” zeggen we er gehaast achteraan.

Zo’n soort verband. Het duidt op zwakte dat we de definitie meteen laten volgen door een voorbeeld, blijkbaar spreekt de definitie niet geheel voor zichzelf en hopen we dat een voorbeeld ‘de rest’ doet. Het voorbeeld voert echter een nieuw begrip ten tonele: ‘normaal’.

Als notie in ons vakgebied was teleconnectie al in de 19de eeuw in gebruik, al varieerde de terminologie. “Centra van activiteit” was een populaire uitdrukking voor de variërende posities en sterkte van ruwweg het Azoren hoog en het IJsland laag. Bekend waren ook periodes van sterke westenwind, afgewisseld door periodes met blokkade (dat was niet te missen). 70 jaar geleden al poneerde Jerome Namias de ‘zonal index cycle’ als verklaring voor de dipool tussen IJsland en de Azoren, of meer algemeen voor het hele halfrond. Sinds ongeveer 1980 heet dit verschijnsel de Noord Atlantische Oscillatie (NAO), en Harry van Loon was de kampioen-propagandist hiervan. We worden nu doodgegooid met de NAO, maar eigenlijk is de NAO al ~100 jaar geleden door Gilbert Walker uitgevonden en zelfs van naam voorzien, en ook nog eens door Exner nagerekend, maar zoals bekend moet alle kennis eens per generatie opnieuw worden uitgevonden.

Op het KNMI, waar wetenschap buiten kijf hoort te staan, hadden we in mijn tijd een beminnelijke assistent, Gerrit de Bont, die bijzonder gelovig was. Hij was katholiek met een zelfs in die kringen ongewone passie voor Maria als voorspraak bij nog hogere autoriteiten. Daarnaast geloofde hij ook in teleconnecties die hij zelf empirisch had vastgesteld.

Kwam je bij Gerrit op kantoor dan kreeg je gratis een verslag 31

Meteorologica 1 - 2016

van het weer in Nieuw Zeeland. Daarover schreef zijn geëmigreerde broer namelijk regelmatig. Gerrit had vastgesteld dat het weer in Nieuw Zeeland vijf maanden later in Nederland langskwam. Dat was natuurlijk hele nuttige informatie voor de langetermijnverwachtingen in Nederland waar ik toen goed betaald maar grotendeels vruchteloos aan werkte. Gerrit gaf mij gratis advies. Ik keek hem twijfelend aan, maar daar was hij aan gewend, dus dat deed hem niets. Hij had zijn geloof en daar hield hij aan vast. Bovendien waren mijn verwachtingen niet beter dan de zijne. Wetenschappelijk verantwoorde random getallen zijn inderdaad niet beter dan de getallen van een beunhaas zolang de gebruiker geen verschil ziet. Deze gedachte houdt me bescheiden.

Nederland heeft desondanks een belangrijke rol gespeeld bij het ontdekken en begrijpen van teleconnecties. Dit ontdekken gaat voornamelijk via het analyseren van loeigrote data sets (inderdaad, Big data). Je kunt natuurlijk alles met alles correleren, maar om daaruit juist de waardevolle verbanden te destilleren vraagt veel zelfbeheersing, en bovendien bovennormaal talent, om het kaf van het koren te scheiden.

Moderne onderzoekers, verwend met heranalyse datasets en computers die in een mum van tijd berekeningen uitvoeren en grafieken maken, begrijpen waarschijnlijk niet hoe moeizaam dat vroeger allemaal verliep. In de 20ste eeuw, tot wel 1990, hadden we alleen enkele stationsgegevens hier en daar, tabellen, potloden, ratelende tafelrekenmachines en goedgelovigheid. Inzichten in abstracties zoals regressie en correlatie ontstonden in dezelfde tijd maar het zou nog decennia duren voor dat inzicht onder meteorologen iets te betekenen had.

Een voordeel voor Nederland was het contact met de koloniën. Daardoor bezaten wij lange meetreeksen in de tropen waarvan men zich kon afvragen of deze via een mysterieuze correlatie bruikbaar waren op grote afstand. Berlage ontdekte aldus de Zuidelijke Schommeling. Zijn collega’s Braak en Visser waren er als de kippen bij om daar voorspellingen mee te maken, eerst voor Indië, Visser daarna ook met grote energie voor Nederland. Teleconnecties waren dus vooral populair bij langetermijnverwachters. Dat was toen zo, en nu nog steeds. De dynamische modellen zijn een groot succes geworden zonder specifiek nut van kennis van teleconnecties.

Op den duur rollen de teleconnecties vanzelf uit de modellen, een andere moderne manier om het kaf van koren te scheiden.

Je kunt modellen namelijk vele malen draaien en veel grotere steekproeven laten maken dan wij ooit met die ene realisatie van de natuur hadden.

De verklaring van teleconnecties duurt mij eigenlijk veel te lang. Maar er is hoop. De leukste teleconnectie is die gezien door Huygens in de 17de eeuw. Huygens (ook een zoon van Huug) stelde proefondervindelijk vast dat twee slingeruurwerken met dezelfde periode naast elkaar hangend in zijn laboratorium na enige tijd gesynchroniseerd gaan slingeren. Sympathiserende klokken noemt men dit. De verklaring hiervoor heeft vier eeuwen op zich laten wachten. Een team van fysici in Nederland en Mexico (ook een televerband trouwens) hebben pas in 2016 een verklaring hiervoor gegeven (zeggen ze).

Zoals Huygens al dacht: de trillingen in het hout (van de tafel waarop ze staan, bijvoorbeeld) die ‘deelneming’ (sympathie) communiceren. Misschien iets voor de Azoren en IJsland.

Micro-Meteorologische Mijmeringen

Avonturen in het land van Winnetou en Ruige Rijp Henk de Bruin Het eerste deel van deze rubriek is een column waarvoor de auteur verantwoordelijk is.

Deel twee betreft een (micro)meteorologisch onderwerp.

Dit keer mijmer ik over mijn avonturen in het land van Winnetou, de held in de boeken van Karl May. Het betreft het grensgebied tussen de VS en Mexico waarin twee woestijnen liggen, de Sonora- en de Chihuahuan (zie Fig. 1). Tussen 1989 en 1998 liepen verschillende van mijn studenten er stage en nam mijn Wageningse groep deel aan meerdere projecten aldaar, onder meer in de Yaqui-vallei, en in de Jordana bij Las Cruses. Kern van deze MMM vormen de bijzonder weersomstandigheden die ik in die tijd bleek aan te trekken. Maar voor ik die ga opsommen wil ik kort een aantal feiten en bijzonderheden over het gebied vermelden. Winnetou heeft nooit bestaan, maar wel Geromino, de laatste Chihuahuan-Apache-

Figuur 1. Kaart van het zuidwesten van de Verenigde Staten.

leider die een ongelijke strijd voerde tegen Mexicanen en Amerikanen. In de ogen van de laatste was Geromino een terrorist. Wikipedia bestond nog niet en ik besefte toen nog niet dat in 1945 ten noorden van Las Cruses de eerste atoombom tot ontploffing werd gebracht toen er nog 19000 indianen in het gebied woonden. Ook wist ik niet dat tot in 20ste eeuw de Mexicaanse Yaqui-indianen als slaven werden verhandeld en er nog in 1932 oorlog werd gevoerd tegen de Yaqui. In 1989 was er nog geen muur tussen Mexico en de VS. De bouw daarvan begon pas in 1994 en sindsdien zijn er 6000 mensen die illegaal over de muur wilden klimmen omgekomen. In de eerste 4 jaar van het presidentschap van Obama werden circa 1.5 miljoen illegalen de grens over gezet. Ziehier veel parallellen met de huidige crisis in Europa. Ook wist ik niet dat er langs de grens, in Amerikaanse bedrijven, maquiladora geheten, 25000 laagbetaalde Mexicanen werkzaam zijn. De muur heeft de immigrantenstroom dus maar ten dele kunnen keren en heeft er mede voor gezorgd dat Mexicaanse drugskartels het in het gebied voor het zeggen kregen. Onwetend van dit alles beleefde ik er mijn kleine avonturen en de lezer 32

Meteorologica 2 - 2016

kan gerust zijn: ik zal niet verder uitwijden over nare zaken en dode immigranten. Ik beperk mij hier tot het weer.

Het begon in 1989 met het, door de EU gefinancierde, Yaquiproject, en we reisden verschillende keren van Tucson naar de Yaqui-vallei (Gartuza-Payán et al., 1998). Hier wordt op grote schaal geïrrigeerde landbouw bedreven in een streek met maar 300 mm neerslag per jaar. Het benodigde water wordt aangevoerd vanuit een reservoir in de bergen. In Tuscon typeren verkeersborden die waarschuwen voor flash floods het lokale klimaat. In de korte regentijd kunnen onweersbuien binnen enkele minuten verwoestende overstromingen veroorzaken.

Meestal passeerden we de grens bij Nogales, maar voor de verandering wilden we een keer via Douglas reizen, over een verlaten bergweg. Plotseling begon het te sneeuwen en tegelijkertijd hield de pickup truck er mee op. We waren gestrand in de vrieskou in een desolate bergstreek. Mobiele telefoon was er nog niet en pas na een uur kwam er iemand langs die toezegde een garage te zullen waarschuwen. Kort daarop arriveerde de politie. Onze weg bleek een smokkelroute te zijn en arrestatie dreigde. Gelukkig wisten we oom agent te overtuigen dat we respectabele micrometeorologen waren die om zuiver wetenschappelijke redenen deze weg hadden gekozen en weer enkele uren later sleepte een takelwagen ons naar een garage in de bewoonde wereld. Ik hing schuin voorover tegen de voorruit aangedrukt, omdat onze pickup truck opgetakeld aan de achterwielen werd voortgesleept.

Veel later, reizend in het kader van het SALSA-project (Goodrich et al., 2000), strandde ik weer in de sneeuw, nu in de beurt van Tombstone, het Volendam van het Wilde Westen. Het is het land van de Saguaro, een cactussoort die alleen in de Sonora voorkomt (Fig. 2). Het sneeuwt er vrijwel nooit, behalve dus die ene dag. We werden overvallen door een heuse sneeuwstorm en ons busje slipte van de weg. We kwamen vast te zitten in de berm. Wederom was ik in het land van Winnetou gestrand, weer in de sneeuw, maar nu tussen de Saguaro’s.

Figuur 2. Saguaro-cactussen in de sneeuw.

In verband met een klein project reisde ik, weer later, naar de Jornada Experimental Range (http://jornada.nmsu.edu/) bij Las Cruses, midden in de Chihuahuan. Ongeveer 150 km noordelijker was ooit de eerste atoombom getest. De shuttlebus die mij van het vliegveld El Paso naar Las Cruses bracht werd getroffen door een flinke stofhoos die ons van de weg af drukte. Mede door dit incident raakte ik geïnteresseerd in dit weerfenomeen en enkele jaren later namen we deel aan een windhozenexperiment in Arizona (Reno et al., 2000).

JORNEX betrof het testen van methoden om verdamping te schatten uit LANDSAT-beelden, een satelliet die eens in de 14 dagen overkomt. Een dag voor zo’n overkomst installeerden wij onze apparatuur in de open woestijn. Plotseling ontwikkelde zich vanuit een onschuldig ogend wolkje een hevige onweersbui en vlakbij sloeg de bliksem in. We overleefden omdat onze auto nabij was en we konden alsnog onze apparatuur installeren. Maar in de nacht trok een squall line over alle meetopstellingen, met heel heftig weer. De volgende ochtend bleek dat onze instrumenten het natuurgeweld hadden overleefd, maar die van onze collega’s helaas niet. Zo kon mijn groep tijdens de satellietovergang meetgegevens leveren en veel van onze Amerikaanse collega’s niet.

Na JORNEX vertrokken we in verband met een vervolg EUproject naar La Poza, 30 km ten zuiden van Hermosillo. We moesten hiertoe onze apparatuur vanuit de VS naar Mexico invoeren. Dit kostte een halve dag, wat achteraf ontzettend snel bleek te zijn. We vertrokken laat in de avond uit Nogales

om onderweg getroffen te worden door de tropische cycloon Fausto. Blijkbaar trek ik extreme weerfenomenen aan want het is zeer uitzonderlijk dat cyclonen vanuit de Stille Oceaan het land optrekken. CNN bracht alleen breaking news over orkaan Hortense op de Atlantische oceaan... Wij hadden juist de La Poza meetplek geselecteerd wegens het droge klimaat, en nu bracht Fausto heel veel neerslag in één dag!

U ziet het, in het land van Winnetou was het weer allesbehalve saai: getroffen door een stofhoos, tweemaal ingesneeuwd, bijna getroffen door de bliksem en overvallen door Fausto.

Karl May had het niet kunnen verzinnen. En dan is er ook nog de ruige rijp beschreven in het KADER...

Literatuur

Gartuza-Payán, J., Shuttleworth, W.J., Encinas, D., McNeil, D.D., Stewart, J.B., De Bruin, H., Watts, C., 1998. Measurement and modelling evaporation for irrigated crops in northwest Mexico. Hydrol. Process., 12, 1397–1418.

Goodrich, D. C., en co-auteurs, 2000: Preface Paper to the Semi-Arid Land Surface-A atmosphere (SALSA) Program Special Issue. Agr. and For. Meteor., 105, 3 – 20.

J. Kleissl, S. H. Hong, and J. M. H. Hendrickx, 2009: New Mexico scintillometer network supporting remote sensing and hydrologic and meteorological models. Bull. Amer.

Meteorol. Soc., 90, p. 207.

Renno, N.O, Abreu, V.J, Smith, P.H, Hartogensis, O, Burose, D De Bruin, H.A.R., Delory, G.T, Farrell, W.M., Parker, M Watts, C.J, Carswell, A. and Arkady Ulitsky, A., 2004: ‘ MATADOR 2002: A Pilot Field Experiment on Convective Plumes and Dust Devils’. J. Geophys. Res., 109, E07001, doi:10.1029/2003JE002219.

KADER - Ruige rijp in New Mexico 26 oktober 2006 bezocht ik, op uitnodiging van New Mexico Tech, een scintillometer-opstelling (Kleissl en Hendrickx, 2009) bij het astronomisch Magdelena Ridge Observatorium circa 30 km van Socorro, een universiteitsstadje midden in de Chihuahuan. De naam Socorro is afgeleid van het Spaanse woord voor ‘Help’. In de zeventiende eeuw kregen Spaanse landverhuizers hulp van de voorouders van Geromino. Door de hulp van de Apaches kwamen de Spanjaarden niet om van honger en dorst in de desolate Chihuahuan.

Het toeval wilde dat juist op deze 26 oktober senator Pete Domenici een nieuwe 2.4 m telescoop officieel zou openen. Het was een heldere zonnige dag en bij vertrek uit Socorro zagen we de bergtop, waarop het observatorium is gelegen, schitteren in de zon. We ontwaarden slechts een klein wolkje rondom de top. De laatste kilometers voerden langs een smalle onverharde smalle weg zonder vangrails langs een gapende afgrond. Op de top bleek het hard te waaien en het kleine wolkje bleek te ontstaan in de opgestuwde lucht. De temperatuur was zodanig laag dat de wolk bestond uit louter onderkoelde water druppeltjes.

Bij lichte aanraking bevriezen deze onderkoelde waterdruppels onmiddellijk. Dit verschijnsel heet ruige rijp. Ik kende dit verschijnsel tot dan alleen uit de leerboekjes, maar ik had het nog nooit in levende lijve meegemaakt.

Op deze dag was ik getuige van de vorming van ruige rijp op de ontvanger van een scintillometer (Fig. 3) en op een sonische anemometermast (Fig. 4).

Figuur 3. Scintillometer onder de ruige rijp.

Figuur 4. Sonische anenometer onder de ruige rijp.

Meteorologica 2 - 2016

33

Een dag in het leven van zomaar een meteoroloog

Code plumpudding Thom Zwagers (KNMI) “Enerverend,” antwoord ik mijn vriendin op haar vraag hoe mijn dag was. Terwijl ik een hap van het avondeten doorslik – we eten een of ander Oudhollands recept op basis van aardappelen en goudreinetten – vertel ik met weidse gebaren over mijn acht uur in een weerachtbaan.

De situatie was in grote lijnen al een paar dagen duidelijk. Een hoogterug boven Centraal-Europa, met aan de westflank een zuidelijke stroming vol onweerscomplexen die rechtstreeks richting ons kikkerlandje zouden gaan galopperen. De situatie was tegelijkertijd ook uitermate onduidelijk. Van run tot run, van model tot model: plaats en tijd veranderden voortdurend.

Eigenlijk weet je bij een randomgenerator als zo’n zomerse zuidstroming maar één ding echt zeker: de volgende runs zijn wéér anders en de werkelijkheid al helemaal.

Het is nog vroeg als de nachtploeg het pand verlaten heeft.

Een collega, die aan meerdere Amerikaanse wetenschappelijke tornado-expedities meegedaan heeft, duidt meteen de sleutelparameters. De situatie heeft echt potentie. Een ander meldt dat er nu al forse buien tot ontwikkeling komen boven Frankrijk. Na uitvoerig ingewerkt te zijn, gaan we even om tafel zitten. We zetten de feiten op een rijtje en ratelen alle theorie die we geleerd hebben op de universiteit en op het KNMI nog eens af. We laven onszelf aan boeiende anekdotes van de meest ervaren meteoroloog op dienst. Niets wordt aan het toeval overgelaten.

De kansschattingsformulieren worden vervolgens individueel ingevuld. Iedere meteoroloog geeft een kanspercentage op het overschrijden van een van de criteria voor zwaar onweer.

Onderbouwing is niet optioneel. Het gezamenlijke percentage komt vanochtend boven 60% uit. Het spel is op de wagen.

De pikethouder wordt uit z’n remslaap gebeld met het verzoek om het expertteam vandaag bij elkaar te roepen en het Departementaal Coördinatiecentrum Crisisbeheersing te informeren. Externe weerbureaus worden gevraagd om ook een kansschatting te geven met hun visie op wat komen gaat.

De calamiteitenmeteoroloog krijgt te horen dat hij gewenst is ter ondersteuning.

De buitenwereld krijgt er intussen lucht van dat er wat te gebeuren staat. Op dat moment is het stralend weer. Een groot deel van Nederland bevindt zich op het strand, aan het plaatselijke recreatiemeer of op een van de vele popfestivals. De pechvogels moeten met hun vrouw naar de meubelboulevard.

De geluksvogels hebben vandaag dienst in de weerkamer. Dit zijn de momenten waarvoor je meteoroloog geworden bent.

De telefoon staat roodgloeiend. Vooral veiligheidsregio’s bellen. Veiligheid is gebaat bij anticiperen. Men wil weten wat het gaat worden. Waar? Wanneer? Wat? Hoe erg? Iedere keer weer. De Franse buien steken met groot vertoon van macht de Belgische grens over. De radarecho’s worden steeds intensiever en het aantal ontladingen neemt exponentieel toe. Op facebook verschijnen foto’s van hagelstenen als golfballen. De tijd begint te dringen en de meteorologen zitten even onwrikbaar aan hun (meer dan tien) beeldschermen gekluisterd als een hedendaagse puber aan zijn of haar smartphone. “Zestig knopen nabij die bui boven Lille,” mompelt de Noordzeemeteoroloog tussen neus en lippen door.

34

Meteorologica 2 - 2016

‘s Middags komt het expertteam bij elkaar. Dit ensemble bevat onder andere een modelleur. In zijn vrije tijd speelt hij graag advocaat van de duivel en vanmiddag heeft hij zijn hobby mee naar het werk genomen. Hoogfrequent maalt mijn grijze massa om de Sven Kockelmann van het KNMI partij te kunnen bieden.

Uiteindelijk convergeren als-dan, ja-maar en weet-je-dat-welheel-zeker naar een kogel door de kerk. Er wordt besloten om code oranje uit te geven. Communicatie maant me om op te schieten met de waarschuwingen. Zo is de berichtgeving op tijd de deur uit voor het volgende journaal.

Vol adrenaline duw ik op de entertoets. “We” zijn oranje. Zegt het voort! En voort wordt het gezegd. NOS-teletekst plaatst het bovenaan op 101. In kapitalen. Hashtag-oranje voert al snel de trending topics aan op de sociale media. Binnen enkele minuten verschijnen de eerste apocalyptische adjectieven in chocoladeletters op de website van een wakker landelijk dagblad. Het strand aan het Henschotermeer wordt uit voorzorg ontruimd.

Onze immer energieke hoofddirecteur komt langs om te vragen hoe het gaat. Het enthousiasme spat eraf en zijn interesse is meer dan oprecht. We krijgen als meteorologen waardering voor onze inzet. We proberen altijd zo nuchter mogelijk te blijven kijken naar het weer, maar voor dagen als deze doe je het. Urenlang op de toppen van je kunnen presteren geeft meer energie dan het kost. Daar ook nog eens waardering voor krijgen is een knipoogje van het leven.

De eerstvolgende radarbeelden na uitgifte zijn echter onverbiddelijk. Code plumpudding. Eindhoven Airport meldt uiteindelijk niet meer dan een kwijlende cumul. Als weerliefhebber in een tijd van state-of-the-art computermodellen is het leuk om ouderwets verrast te worden door de natuur. Als beroeps ben ik minder enthousiast. Dit vak maakt een mens nederig.

“Kortom,” zeg ik tegen mijn vriendin, “we hebben vandaag bijna de BV Nederland gered.” Meewarig kijkt ze me aan, draait zich vervolgens om en gaat tv kijken. Mijn Oudhollandse prutje is inmiddels koud geworden.

Weerbeelden Lente in Nederland

Fotoâ&#x20AC;&#x2122;s: Jannes Wiersema.

Redactie Rob Sluijter.

Fotoâ&#x20AC;&#x2122;s voor deze rubriek kunt u sturen aan weerhaan@gmail.com.

Meteorologica 2 - 2016

35

In Memoriam Kees Stigter Leo Kroon Op 19 mei, op de leeftijd van 79 jaar, is Kees Stigter in Indonesië overleden, waar hij vaak verbleef tussen zijn vele reizen door. Kees leed allang aan de ziekte van Kahler, maar uiteindelijk is Dengue (knokkelkoorts) hem fataal geworden.

Kees Stigter schreef als vaste columnist in Meteorologica

van 2009 tot en met 2014, en ook was hij auteur van enkele artikelen in dit blad.

Na zijn studie in de experimentele natuurkunde aan de Universiteit van Amsterdam werkte Kees bij Wageningen Universiteit van 1966 tot 1975; vervolgens was hij van 1975 tot 1985 hoogleraar aan de universiteit van Dar es Salaam (Figuur 1) en van 1985 tot en met 2001 was hij weer verbonden aan Wageningen Universiteit. In deze tweede periode in Nederland werkte hij vooral aan het universitaire samenwerkingsproject “Traditional Techniques of Microclimate Improvement” (TTMI) dat door hem als projectleider voor Wageningen en DGIS (Buitenlandse Zaken) aan universiteiten in Centraal Soedan, Kenia en Tanzania (Figuur 2) werd uitgevoerd (1985 – 1999) en in de tweede fase ook in Noord Nigeria en Soedan. Verder was hij van 1986 tot 1991 vice-president en van 1991 – 1999 president van CAgM (Figuren 3 en 4), de Technische Commissie voor Landbouwmeteorologie van WMO, een gespecialiseerd orgaan van de Verenigde Naties. Hij was vanaf 2001 president van de “International Society for Agricultural Meteorology” (INSAM).

Figuur 1. Kees in Tanzania in 1995.

Figuur 2. Beschaduwing toegevoegd aan traditionele bovengrondse maisopslag om vochtmigratie in het opgeslagen graan door temperatuurverschillen tegen te gaan in Mbeya, Zuid Tanzania, waarbij het microklimaat in het opgeslagen graan gemeten werd (Foto: Kees Stigter).

36

Meteorologica 2 - 2016

Naast zijn 25 jaar in Afrika werkte Kees sinds 1997 in China, Indonesië, Vietnam, India en Zuid Afrika. Daar betrof het vragen over en mogelijke oplossingen voor belangrijke landbouwproblemen in Afrika, Azië en de Zuidwest Pacific, deels ten gevolge van klimaatveranderingen.

Het ging daarbij vooral om of en hoe de meest relevante “producten” van wetenschappelijk onderzoek en toepassingen in klimatologie en weerkunde uiteindelijk bruikbaar kunnen worden gemaakt voor “low external input farmers”, de kleine boeren met marginale opbrengsten in Azië en Afrika.

Kees stond altijd op de bres voor de arme boeren in de derde wereld, omdat deze vaak verstoken blijven van de meest basale meteorologische informatie wat leidt tot verspilling van grondstoffen, misoogsten en uiteindelijk tot hongersnoden. Dit vaak onderbelichte aspect van de meteorologie was de reden dat ik Kees

Figuur 3. Dr. Jim Salinger, vice-president CAgM, en Kees Stigter, president, te Accra, 1999.

uitnodigde om, als opvolger van Henk de Bruin, als columnist in Meteorologica hierover te berichten, iets wat hij graag deed. Zijn bijdragen ontving ik dan ook vanuit alle delen van de wereld, maar altijd stipt op tijd! Met een tomeloze inzet en een niet aflatende reislust trok hij de hele wereld over om boeren maar vooral overheden te overtuigen van de noodzaak van goede informatievoorziening (Figuur 5). Hij was de drijvende kracht achter INSAM (www.agrometeorology.org, zie Meteorologica september 2004). Met deze website kon hij nog meer mensen bereiken dan anderszins mogelijk zou zijn geweest. Met het overlijden van Kees verliezen we een unieke persoonlijkheid die een carrière als natuurkundige opgaf om zich met tomeloze energie in te zetten voor de minderbedeelden in deze wereld.

Mede namens de redactie van Meteorologica condoleer ik hierbij de familie van Kees, en vooral zijn vrouw Jacqui, en wens hen alle sterkte toe in deze moeilijke tijd.

Figuur 4. Stigter, president van de CAgM, samen met de eerste president van CAgM, wijlen prof. Burgos.

Figuur 5. Een gesprek met het dorpshoofd over het leven van boeren in Binnen MongoliĂŤ. Ook aanwezig zijn prof. Zheng Dawei, van de China Agricultural University, Beijing, en enkele van zijn PhD- en MSc-studenten.

Meteorologica 2 - 2016

37

KLIMAATOVERZICHT Chennai onder water Geert Jan van Oldenborgh (KNMI), Friederike Otto, Karsten Haustein (Universiteit van Oxford), Krishna AchutaRao (Indian Institute of Technology, Delhi) Chennai, vroeger bekend als Madras, kwam na hevige regen op 1 december 2015 voor een groot gedeelte onder water te staan. Ook het vliegveld liep onder (Figuur 1) en het leven in de miljoenenstad was een week lang volledig ontregeld. De schade werd geschat op 3 miljard US dollar. Uiteraard werd meteen gespeculeerd dat de regen door klimaatverandering en El Niño heviger geworden was. We hebben nu uitgerekend hoe de kansen en intensiteit van de regenval hierdoor veranderd zijn.

Meteorologische achtergrond In tegenstelling tot de rest van India vindt in het zuidoosten van dit Aziatische land de regentijd plaats tijdens de noordoostmoesson. De meeste regen valt daar van september tot december met een piek in oktober en november (zo’n 300 mm/maand). De zeewatertemperatuur van de Golf van Bengalen bereikt een tweede maximum in oktober. Hierboven ontstaan hevige buien, die aan de kust neerslag brengen. Ze zijn vaak georganiseerd in clusters of zelfs tropische cyclonen.

De meeste regen valt dus tijdens enkele hele natte dagen.

November 2015 was al enorm nat geweest, met een aantal regen-episodes die in Chennai samen 1049 mm regen opleverden, de natste novembermaand sinds 1918 (ter vergelijking: dit is wat er in Nederland in een nat jaar valt). De schade hierdoor was nog beperkt omdat de neerslag over meerdere gebeurtenissen uitgespreid was. Op 1 december trok echter een zeer hevig buiencomplex over de kust. In de buitenwijk Tambaram werd 494 mm afgetapt om 8:30 op 2 december lokale tijd. Het nabijgelegen vliegveld noteerde 354 mm.

De regen op deze dag veroorzaakte de meeste schade. We bestuderen daarom het jaarmaximum van 1-daagse neerslag, Rx1day, en nemen de 494 mm van Tambaram als maat voor de intensiteit van de meest extreme neerslag in 2015.

Waarnemingen Het National Center for Environmental Information (NCEI, vroeger NCDC) heeft een grote dataset met publiek beschikbare dagelijkse reeksen. In dit kustgebied (10–15º NB, 79.5–81º OL) bevat deze dataset 50 stations met tenminste

Figuur 1. Foto van het vliegveld onder water. (“By Indian Air Force”, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=45417328).

38

Meteorologica 2 - 2016

40 jaar neerslaggegevens, in totaal 3504 stationsjaren. Deze hebben vergelijkbare gemiddelden van de jaarmaxima. Helaas eindigen op twee na alle reeksen in 1970.

Van het Indian Meteorological Department kreeg één van ons (KAR) de beschikking over 19 reeksen (1969–2013) in het kustgebied. Hiervan hadden vijf slechts een of twee jaar data, en deze hebben we dan ook niet meegenomen. Eén had vaak het hele regenseizoen nullen en moest daardoor ook worden weggelaten. Zeven stations hadden in 2001–2004 maand- en jaartotalen die een factor tien lager waren dan de CMORPH satellietdata; ook deze jaren hebben we geschrapt. Ten slotte eisten we dat 80% van de gegevens in oktober tot december geldig was om een maximum te kunnen berekenen. Uiteindelijk gaf dit 407 stationsjaren aan neerslaggegevens.

Hoe zeldzaam was de regen?

Een fit met de standaard Gegeneraliseerde Extremenwaarde Verdeling (GEV) geeft aan dat de herhalingstijd van de 494 mm per station tussen de 600 en 2500 jaar ligt, dus de kans daarop is minder dan 0,2% per jaar (Figuur 3b). De waarschijnlijkheid dat er ergens in dit gebied zo’n hoeveelheid regen valt is ongeveer vijf keer groter omdat er meerdere kansen zijn. Dat klopt grofweg met de observatie dat er in de afgelopen 115 jaar op één dag meer regen gevallen is. Op 1 december 2015 waren er echter meerdere heel hoge metingen.

Zelfs de 354 mm op het vliegveld komt maar ongeveer eens in de 200 jaar voor.

Er was in de nasleep van de overstromingen veel aandacht voor de slechte planning van de stad: overstromingsgebieden zijn er volgebouwd met industrieterreinen en woonwijken. De regen in Chennai daarentegen was echt een zeldzame gebeurtenis. Heel anders dan een studie van afgelopen jaar, waarin we vonden dat een overstroming die een groot gedeelte van Jakarta onder water zette veroorzaakt werd door een bui zoals die gemiddeld eens in de vier jaar voorkomt.

Is de kans veranderd?

We hebben op drie manieren de verandering in de kans op zo’n extreme gebeurtenis berekend. De eerste is een fit van de waarnemingen aan een tijdsafhankelijke kansverdeling onder de aanname dat deze schaalt met de tijd. De waarnemingen laten noch over 1900–1970, noch over 1969–2013 een trend zien (Figuur 2a, 2b). Dit is verrassend, aangezien we tot nu toe overal een toename vonden. Omdat we in Zuidoost-India niet zoveel stationsjaren tot onze beschikking hebben zijn de

onzekerheidsmarges wel groot. De 95% marge loopt van een factor 0.14 afname tot een factor 2.2 toename voor de periode 1969–2013.

We hebben ook gekeken naar de 16 runs met het mondiale klimaatmodel EC-Earth die we enkele jaar geleden voor de KNMI’14 scenario’s gemaakt hebben. EC-Earth is een gekoppeld klimaatmodel (oceaan plus atmosfeer) met een ruimtelijke resolutie van T159 (ongeveer 100 km). Hierin zien we wel een duidelijke toename, een factor 1.6 tot 6.0 meer kans op dit soort extreme neerslag-events.

Ten slotte hebben we een groot aantal runs van een relatief grofmazig atmosferisch klimaatmodel met daarin ingebed een regionaal model met 40 km resolutie geanalyseerd. De zeewatertemperatuur wordt hierin voorgeschreven. Er zijn drie sets van simulaties: 1) aangedreven met waarnemingen van de zeewatertemperatuur van 2015, 2) met fictieve waarnemingen waar de invloed van broeikasgassen en aërosolen is afgetrokken, en 3) met klimatologische zeewatertemperatuur over de periode 1985–2014. Deze runs worden door vrijwilligers gedaan in het Weather@Home project op tijden dat ze hun pc niet gebruiken. De resultaten van dit regionale klimaatmodel laten een niet-significante afname zien (Figuur 2c), net als de waarnemingen. Wat is hier aan de hand?

Oorzaak: temperatuurtrends?

Over het algemeen hangt de trend in extreme dagelijkse neerslag samen met de trend in temperatuur: warmere lucht kan A

Oct-Dec daily stations precipitation 1969:2013 (95% CI)

600

We vermoeden dat het gebrek aan opwarming samenhangt met de enorm vervuilde lucht boven India, de zogenaamde `brown cloud’. De toename van de luchtvervuiling sinds de jaren 1970 zorgt ervoor dat minder zonlicht het oppervlak bereikt, waardoor het opwarmende effect van de broeikasgassen tegengewerkt wordt. Dit is inderdaad op veel locaties in India gemeten als een afname van de globale zonnestraling aan de grond. Iets dergelijks hebben we ook in Nederland beleefd: gedurende de veertig jaar tot het midden van de jaren 1980 nam de zomertemperatuur hier ook niet toe, vooral vanwege de toename in luchtvervuiling. Na maatregelen om deze terug te dringen werd de lucht vanaf ongeveer 1985 weer schoner en steeg de zomertemperatuur juist extra snel, omdat de afname van de luchtvervuiling de trend door broeikasgassen juist versterkte.

El Niño als mogelijke oorzaak?

We hebben de waarnemingen ook geanalyseerd als functie van de sterkte van El Niño en La Niña. De waarnemingen laten een hele lichte, niet-significante toename zien met El Niño.

Verder naar het zuiden, vooral op Sri Lanka, is er wel een effect van El Niño, maar dat dringt niet tot aan Chennai door.

Met het regionale klimaatmodel kan, door het verschil tussen de simulaties voor 2015 en de klimatologie van 1985–2014 te bestuderen, worden bekeken of het mondiale patroon van zeewatertemperaturen de kans op extreme neerslag verhoogt.

Dit blijkt inderdaad het geval te zijn: in 2015 was de kans op extreme neerslag iets hoger dan het gemiddelde over de

500 [mm/dy]

meer waterdamp bevatten, dus als de circulatie en relatieve vochtigheid hetzelfde blijven kan er ook meer uitregenen.

Aangezien de buien van zee komen, kijken we naar de trends in zeewatertemperatuur van de westelijke Baai van Bengalen.

Deze blijkt sinds 1980 niet of nauwelijks te zijn toegenomen, ondanks de opwarming van de aarde (Figuur 3a). Dit zou een verklaring kunnen zijn voor de afwezigheid van een duidelijke positieve trend in de extreme dagelijkse neerslag.

400 300 200 100 0 -35

B

-30

-25

-20

-15

-10 -5 covariate

0

5

10

15

20 500

Oct-Dec daily stations precipitation 1969:2013 (95% CI)

C

Return periods of daily OND precipitation 2015 naturals allforcing climatology

450

600

max. precipitation mm/day

400

500

[mm/dy]

400 300 200 100

gev scale fit 1970 gev scale fit 2015 observed 2015

0 2

5

10 100 return period [yr]

1000

350 300 250 200 150 100 50

10000

0 1

2

5

10

100

1000

10000

Return time (years)

Figuur 2. a) Tijdreeks van waargenomen maximale waargenomen neerslag aan de kust in zuidwest India over 1969-2013 met een fit aan een GEV distributie die schaalt met de tijd. Het paarse vierkantje is de waarneming van 2015, deze is niet meegenomen in de fit. De dikke lijn geeft de positieparameter μ van de GEV aan, de dunne lijnen liggen hier σ en 2σ boven, waarbij σσde schaalparameter is. b) Extremewaardegrafiek van observaties en dezelfde GEV fit. Op de horizontale as is de kans op extreme neerslag uitgezet als herhalingstijd T (de kans p is 1/T), vertikaal de daarbij behorende eendaagse neerslag. De dikke lijnen geven de GEV-verdeling aan, rood in het huidige klimaat, blauw in het klimaat van 1970, de dunne lijnen de 5% onzekerheidsmarges. De waarnemingen zijn twee keer ingetekend, verschoven met de gefitte trend naar 1970 en 2015. c) Eenzelfde grafiek van extreme één-daagse regenval in het regionale klimaatmodel zonder fit, met de drie ensembles die in de tekst besproken zijn: condities voor 2015 (allforcings), 1985–2014 (climatology) en 2015 in een fictieve wereld zonder broeikasgassen en aërosolen (naturals).

Meteorologica 2 - 2016

39

Figuur 3. a) Trend (K/jaar) in november-december zeewatertemperatuur over 1981–2014 (NCEP SST OIv2). b) Afwijking (K) van de zeewatertemperatuur van normaal in november-december 2015.

voorgaande 20 jaar. We denken dat dit komt door warmer water voor de kust in dat jaar, iets wat niet direct met El Niño samenhangt (Figuur 3b).

Conclusies De regen die op 1 december 2015 een groot gedeelte van Chennai onder water zette was zeer uitzonderlijk, met een herhalingstijd van de hoogst gemeten dagelijkse neerslag rond de duizend jaar per station, en rond de honderd jaar ergens in Zuidoost-India. Er zijn geen aanwijzingen dat de extreme dagelijkse neerslag de afgelopen 40 jaar met de opwarming van de aarde is heviger geworden. Dit komt waarschijnlijk

omdat twee antropogene effecten elkaar tegengewerkt hebben. De afkoeling door toegenomen luchtvervuiling heeft de opwarming van broeikasgassen ongeveer gecompenseerd.

In de toekomst, als de luchtvervuiling wordt teruggedrongen, verwachten we juist een sterkere temperatuurstijging en waarschijnlijk dus ook heviger buien. Een connectie met El Niño kon ook niet worden vastgesteld, wel was de lokale zeewatertemperatuur voor de kust in 2015 toevallig wat hoger dan normaal. De resultaten tonen aan dat het zinvol is om de verandering in kansen echt uit te rekenen.

NVBM Mededelingen Robert Mureau vertrekt bij MeteoGroup Wim van den Berg (MeteoGroup) Na ruim 7 jaar bij Meteo Consult (nu: MeteoGroup) als afdelingshoofd Meteorologisch Research & Development (MRD) gewerkt te hebben is Robert Mureau vervroegd met pensioen gegaan. Robert werd per 1 juni 2016 opgevolgd door Carsten Riggelsen, een Deense onderzoeker die in Utrecht zijn PhD gehaald heeft met een onderzoek naar het gebruik van Data Analyse methoden bij seismologie en die nu in de data-driven industrie in Berlijn werkt.

Robert, met zijn jarenlange werkervaring bij het ECMWF en het KNMI, heeft zich in zijn MeteoGroup jaren met succes een voorvechter getoond van een meer wetenschappelijke aanpak van het toegepast onderzoek dat bij de MRD-afdeling gedaan werd. De afdeling groeide daarbij stormachtig van 11 onderzoekers in Nederland begin 2009 naar een maximum van 38 onderzoekers in Nederland én Duitsland, Engeland, Zwitserland en Frankrijk eind 2013. Tegen die tijd wist Robert zich gesteund door een aantal teamleiders. Onderzoek werd vastgelegd in rapporten en resultaten werden overgedragen aan collega’s in lunchpraatjes. Robert moedigde ook het bezoek van internationale conferenties (ECAM, AMS, EGU) aan, en kreeg het voor elkaar dat medewerkers ook presentaties konden houden op die conferenties.

40

Meteorologica 2 - 2016

Maar de wereld verandert, en dat gebeurde ook bij MeteoGroup. De grote MRD-afdeling werd opgesplitst in een deel dat direct betrokken is bij de levering van producten aan de Business Units, en een onderzoeksdeel. De onderzoekers, waarvan er altijd nog 20 zijn, werken steeds vaker samen met ICT (of Technology zoals dat in het huidige jargon heet), en hierbij komt de focus steeds meer te liggen op slimme data technologieën (Data Analytics). Op zich heel begrijpelijk omdat het snel en effectief verwerken van steeds meer meteorologische modeldata en -waarnemingen de meteowereld voor een grote uitdaging stelt. Deze verandering werd voor Robert, die zelf overigens getuige zijn op KNMI en daarbuiten nog steeds gebruikte pluimgrafieken het Big Data concept al in een vroeg stadium omarmde, een goed moment om het stokje over te dragen. Bij MeteoGroup gaan we hem zeker missen, maar in de Nederlandse meteowereld zal Robert vast nog van zich laten horen!

Prijsvraag – leg het broeikaseffect uit aan het grote publiek In verschillende studieboeken (bijvoorbeeld Stull, 1995; langgolvig Andrews, 2000) wordt een eenvoudige model gepresenteerd ter verklaring van het feit dat de gemiddelde temperatuur nabij het aardoppervlak op 2 meter hoogte (18 oC) ongeveer 30 graden hoger is dan de evenwichtstemperatuur (Te) die volgt kortgolvig uit stralingsevenwicht tussen inkomende zonnestraling en uitatmosfeer voorgesteld als grijze plaat gezonden langgolvige straling bij afwezigheid van een atmosfeer. Dit model is gebaseerd op de analogie met de fysica van een glasplaat die een broeikas afdekt. Omdat glas doorzichtig is voor kortgolvige straling, maar juist ‘zwart’ in het infrarode langgolvige gebied, laat de glasplaat zonlicht ongehinderd Prijsvraag – leg het broeikaseffect uit aan het grote publiek aardoppervlak door maar straalt deze– leg naarhetboven en naaruitbeneden lang-publiek Prijsvraag broeikaseffect aan het grote Prijsvraag – leg het broeikaseffect uit aan het grote publiek golvige straling uit volgens de temperatuur van de glasplaat.

In verschillende studieboeken (bijvoorbeeld Stull, 1995; Andrews, 2006) wordt een Hierdoor ontvangen de planten in de broeikas extra energie.

Figuur 1. Schematische voorstelling In verschillende studieboeken (bijvoorbeeld Stull, 1995; Andrews, 2006) wordt een van het grijze-plaatmodel. eenvoudige model gepresenteerd ter verklaring van het feit dat de gemiddelde temperatuur In verschillende studieboeken (bijvoorbeeld Stull, 1995; wordt temperatuur een In analogie van dit broeikasbeeld wordt ter hetverklaring atmosferische eenvoudige model gepresenteerd van hetAndrews, feit dat de2006) gemiddelde o 30 graden hoger is dan de nabij het aardoppervlak op 2 meter hoogte (18 C) ongeveer o dat eenvoudige gepresenteerd ter2verklaring van het de Met gemiddelde broeikaseffect alsmodel volgt uitgelegd. op De atmosfeer wordt verε =graden 0.8temperatuur geeft ditisTdan = 243 C) ongeveer 30 hoger de K en Tg = 289 K. Dit laatste is nabij het aardoppervlak meter hoogte (18 feit tussen inkomende zonnestraling a evenwichtstemperatuur (Te) die volgt uit stralingsevenwicht o C) ongeveer 30 graden hoger is dan de nabij het aardoppervlak op 2 meter hoogte (18 ) die volgt uit stralingsevenwicht tussen inkomende zonnestraling evenwichtstemperatuur (T vangen door een plaat die ‘grijs’ is in ongeveer de waargenomen wereldgemiddelde temperatuur op e het langgolvige gebied, en uitgezonden langgolvige straling bij afwezigheid van een atmosfeer. Dit model is volgt uit stralingsevenwicht tussen inkomende zonnestraling evenwichtstemperatuur e) diezonlicht. en transparant uitgezonden (T langgolvige straling bij afwezigheid van2 een atmosfeer.

Dit model is en net als glas, voor De plaat heeft een m hoogte.

Dus dit eenvoudige ‘grijze-plaatmodel’ met de gebaseerd op de analogie met de fysica van een glasplaat die een broeikas afdekt. Omdat glas en uitgezonden langgolvige straling bij afwezigheid van een atmosfeer.

Dit model is gebaseerd op de analogie met de fysica van een glasplaat die een broeikas afdekt.

Omdat glas absolute temperatuur T en een emissiviteit ε (zie Fig. 1). gekozen ε leidt tot de waargenomen oppervlaktemperatuur. Dit a doorzichtig is voor kortgolvige straling, maar juist 'zwart' in het infrarode langgolvige gebied, gebaseerd op de analogie de fysicaaan vanTeen glasplaat een broeikas afdekt.

Omdat glas doorzichtig is voormet kortgolvige straling, maar juistdie 'zwart' in model het infrarode langgolvige gebied, Naarlaat verwachting is T ongeveer gelijk , en volgens de geeft echter een veel te lage waarde voor de inkomende a e de glasplaat zonlicht ongehinderd door maar straalt deze naar boven en naar beneden + doorzichtig is straling, maar juist 'zwart' instraalt het infrarode langgolvige laatzendt devoor glasplaat zonlicht ongehinderd door maarstradeze naar bovenstraling engebied, naar beneden wet van Wien dekortgolvige grijze plaat langgolvige langgolvige straling uit volgens deelektromagnetische temperatuur van de glasplaat.

Hierdoor ontvangen de die het aardoppervlak ontvangt (L ).

-2 de 4 laat de glasplaat zonlicht ongehinderd door maar straalt deze naar boven en naar beneden langgolvige straling uit volgens de temperatuur van de glasplaat.

Hierdoor ontvangen ling planten uit in in hetdelanggolvige Volgens de wet Deze is ϵσTa = 159 W m . In Nederland is de gemeten waarde broeikas extrastralingsgebied. energie. langgolvige straling uit een volgens temperatuur vandedeplaat glasplaat.324 Hierdoor planten in de broeikas extradeenergie. van Planck-Kirchhoff voor grijs lichaam zendt Wvolgt m-2ontvangen . uitgelegd.

Recent de schatten Wild et al. (2013) de globaal In analogie van dit broeikasbeeld wordt het atmosferische broeikaseffect als planten in de broeikas extra energie. + -2 In analogie van dit broeikasbeeld wordt het atmosferische broeikaseffect als volgtvan uitgelegd. straling uit richting vanvervangen het heelal eneen in plaat de richting gemiddelde waarde De atmosfeer wordt door die 'grijs'van is inhet het langgolvige gebied, en net L op 342 W m . Dit is dus veel hoger In analogie van dit broeikasbeeld het atmosferische broeikaseffect als volgt uitgelegd.

-8'grijs' -2 4 wordtdoor De atmosfeer wordt vervangen een plaat die is in het langgolvige gebied, en net aardoppervlak ter groottevoor vanzonlicht. ϵσTa , waarbij σ =heeft 5.67.10 W dan de 159 W die het grijze plaatmodel geeft. Wij concluals glas, transparant De plaat een absolute temperatuur Ta m en een wordt vervangen door een plaatDe dieplaat 'grijs' is in het gebied, en net -4De atmosfeer als glas, transparant voor zonlicht. heeft een langgolvige absolutehieruit temperatuur Ta en een m-2 Kemissiviteit . Verondersteld wordt dat het aardoppervlak een zwarte datdehet dat in leerboeken wordt � (zie Fig. 1). Naar verwachting is Ta ongeveer gelijk aanderen Te , en volgens wetgrijze-plaatmodel als glas, transparant voor zonlicht.

De plaat heeft een absolute temperatuur T en een a volgens ongeveer gelijk aan T , en de wet emissiviteit � (zie Fig. 1).

Naar verwachting is T a e straler voor langgolvige straling. eigenschappen straling van opgevoerd ter verklaring van het broeikaseffect ongeschikt vanis Wien zendt de grijze plaat Alle elektromagnetische uit in het langgolvige emissiviteit (zie Fig. 1). Naar verwachting Ta ongeveer gelijk aan Te , en wet van �Wien zendt de grijze plaat straling uitvolgens in hetde langgolvige het aardoppervlak g. Planck-Kirchhoff Dus hetiselektromagnetische aardoppervlak om het broeikaseffect uit te leggen aan de geïnteresseerde stralingsgebied. geven Volgenswe deindex wet van voor een grijsislichaam zendt de plaat van Wien zendt de grijze plaat elektromagnetische straling uit in het langgolvige 4 Planck-Kirchhoff voor een grijs lichaam zendt de plaat stralingsgebied.

Volgens de wet van zendtstraling langgolvige straling De plaat leek. Ertermoet eenvanbetere uitleg mogelijk zijn. Vandaar dat uit richting van uit het gelijk heelal aan en inσTdeg .richting vanabsorhet aardoppervlak grootte stralingsgebied.

Volgens de wet het van heelal Planck-Kirchhoff voor een zendt de plaat 4 4vangrijs straling uit richting en in (1 de richting het lichaam aardoppervlak terprijsvraag grootte vanuitschrijven. Wie kan een betere -8 van � deel beert��� een daarvan, namelijk rest - ϵ)σT dezen een � =�5.67.10 W ϵσT m-2-8gK.-4.De Verondersteld wordt dat we het bij aardoppervlak een g � , waarbij -2 richting -4 � straling uit richting van het heelal en in de van het aardoppervlak ter grootte van , waarbij � =�5.67.10 W m K .

Verondersteld wordt dat het aardoppervlak een ��� � wordtzwarte uitgezonden richting heelal.

Dit-2 betekent dat de aarde van het uitleg geven? geven straling. aardoppervlak -8 -4 Alle eigenschappen � straler is voor langgolvige , waarbij � =�5.67.10 W m K .

Verondersteld wordt dat het aardoppervlak een geven ��� � zwarte 4 4straler is voor langgolvige straling. Alle eigenschappen van het aardoppervlak � ϵσTa we + (index 1 - ϵ g. ) σT aan langgolvige straling uitzendt richting Dus g het aardoppervlak zendt langgolvige straling uit gelijk aan ��� . De plaat � zwarte straler is voor langgolvige straling. Alle eigenschappen van het uit aardoppervlak geven . De plaat we beschouwen index g. Dus het aardoppervlak langgolvige�straling gelijk aan �� �krijgt � zendtgemiddelde het heelal.

We ditnamelijk als de ��� mondiaal Deuitgezonden beste inzending naast eeuwige roem en plaatsing van De rest� (� �straling �)��� uit wordt absorbeert een deel daarvan, � richting � . langgolvige � .

De plaat we index g.

Dus het aardoppervlak zendt gelijk aan �� � (� .

De rest � �)�� wordt uitgezonden richting absorbeert een deel daarvan, namelijk ��� � � uitgaande straling.

Deze uitgezonden straling moet in zijn/haar uitleg in Meteorologica ook een leuke prijs, beschik� �balans (� � rest �)��(� aan langgolvige straling uitzendt heelal.

Dit betekent dat de aarde ������ � +� . De � � �� wordt uitgezonden richting �)�� absorbeert een deel daarvan, namelijk � ����� + (�de� �)�� langgolvige straling uitzendt heelal.

Dit betekent datnetto de aarde zijn met de straling die de aarde ontvangt van zon baar gesteld door de redactie van Meteorologica, namelijk �� aan richting het We dat beschouwen dit��� als�de mondiaal gemiddelde uitgaandestraling straling.uitzendt Deze � (�als +dit � �)�� heelal.over Ditheelal. betekent de � beschijnt � aan langgolvige richting het heelal.

Weaarde beschouwen deeffectief mondiaal gemiddelde uitgaande straling.

Deze gemiddeld het hele oppervlak.

De zon het boek “Door de kou bevangen – vijftig jaar Nederlands uitgezonden straling moet in balans zijn met de straling die de aarde netto ontvangt van de richting hetvan heelal.

We beschouwen als dezijn mondiaal uitgaande straling.

Deze uitgezonden straling moet indit balans metgaat de gemiddelde straling dieonderzoek de aarde netto ontvangt van de alleenzon degemiddeld helft het aardoppervlak.

Omdat het om in de poolgebieden”, zie Meteorologica, maart over het hele oppervlak. De zon beschijnt effectief alleen de helft van het uitgezonden stralingworden moet balans met de straling die de aarde nettop.ontvangt de van het zon gemiddeld overin effecten het helezijn oppervlak.

De zon beschijnt effectief alleen devan helft langjarige gemiddelden van dag-nacht en van 2016, 30-31. aardoppervlak. Omdat het gaat om langjarige gemiddelden worden effecten van dag-nacht en zon gemiddeld over het hele oppervlak. zon effectief alleeneffecten de helftvan vandag-nacht het aardoppervlak.

Omdat het omDe langjarige gemiddelden worden en seizoenen weggemiddeld.

Omdat hetgaat oppervlak vanbeschijnt een bolbol 4 4 maal van seizoenen weggemiddeld.

Omdat het oppervlak van een zo groot is dan zijn aardoppervlak.

Omdat het gaat om langjarige gemiddelden worden effecten van dag-nacht en van seizoenen weggemiddeld.

Omdat het oppervlak van een bol 4 maal zo groot is dan zijn maal zo groot is als zijn doorsnede, ontvangt de aarde aan de De jury �� bestaat uit: Henk de Bruin, Gerbrand Komen, Huug waarbij S0 de doorsnede, ontvangt de aarde aan de rand van de atmosfeer gemiddeld van de seizoenen weggemiddeld. het van een bol 4 maal zo� groot zijnde SLaat. �dan rand van atmosfeer gemiddeld S /4 waarbij S0 devan zonnevan gemiddeld den Doolis�en Jos waarbij doorsnede, ontvangt deOmdat aarde aanoppervlak de rand de-2 atmosfeer 0 de Inzendingen kunnen per email 0 � � � deel van de zonnestraling zonneconstante is.

Deze is recent vastgesteld op 1360.8 W -2 m . Een waarbij S de doorsnede, ontvangt de aarde aan de rand van de atmosfeer gemiddeld -2 0 constante is. zonneconstante Deze is recentis. vastgesteld op 1360.8 W op m 1360.8 . Een W mworden (bintanja@gmail.com).

Uiterlijke inzend. Een deel van de zonnestraling Deze is recent vastgesteld �ingediend (�augustus en wordt zo ontvangt het aardoppervlak netto aan zonnestraling � �)�� /4,2016. deel wordt van degereflecteerd, zonnestraling gereflecteerd, en1360.8 zo ontvangt datum: 31 Een deel de zonnestraling zonneconstante is. Deze is recent op W m-2. netto (� � �)�� /4, wordt gereflecteerd, en zovastgesteld ontvangt het aardoppervlak aan van zonnestraling met a de albedo netto van deaan aarde.

Omdat a ongeveer 0.3 is de aarde netto ongeveer 238 het aardoppervlak zonnestraling (1 -a a)S /4,ontvangt met (�netto wordt en zo ontvangt aardoppervlak netto aan zonnestraling � �)� � /4, met a de albedo van de aarde.het Omdat ongeveer 0.3 ais ontvangt de aarde ongeveer 238 0 -2 gereflecteerd, W m aan zonnestraling. de albedo de Omdat ongeveer 0.3 is ontvangt de de Literatuur met avan deWalbedo van de aarde.a Omdat a ongeveer 0.3 is ontvangt aarde netto ongeveer 238 m-2aarde. aan zonnestraling.

Stull, R. B., 1995: Meteorology for Scientists and Engineeers. West Publishing Comp. pp. aarde netto 238 W m-2 aan zonnestraling.� W m-2ongeveer aan zonnestraling. � 385.

De energiebalans van de grijze plaat leidt tot 2���� = �����, dus � , dus D. R., 2000: An introduction to atmospheric physics. Cambridge: Cambridge UniDe energiebalans van de grijze plaat leidt tot 2���� = ���� Andrews � � versity Press.

De energiebalans van de grijze plaat leidt tot = ��� , dus De energiebalans van de grijze plaat leidt tot 2��� � � � Wild, M. et al., 2013: = � (1)The global energy balance from a surface perspective. Clim. Dyn., � √2 � � � dus � = √2� 40, 3107-3134.

(1) (1) � � � (1) �� = √2�� De energiebalans aardoppervlak leidt De energiebalans vanvan hethetaardoppervlak leidttot tot De energiebalans van het aardoppervlak leidt tot PRIJSVRAAG De energiebalans van het aardoppervlak leidt tot (���)�� � � (2) Leg in zo eenvoudig mogelijk bewoordingen het natuur+ ��� = �� (2) (���)� � � � � + ����� = ���� (���)�� � � lijke broeikaseffect (2) uit, zó dat de geïnteresseerde burger -na � ���� vinden = ��� we (2) Na�wat + algebra

Na wat algebra vinden we �

(���)�

�� = ��(���)��

(3)

enige inspanning- kan begrijpen waarom broeikasgassen maken dat de inkomende langgolvige straling ontvangen door het aardoppervlak zo groot is als wordt waargenomen.

(3)

Met � = 0.8 geeft dit Ta = 243 K en Tg = 289 K. Dit laatste is ongeveer de waargenomen wereldgemiddelde temperatuur op 2 m hoogte. Dus dit eenvoudige 'grijze-plaatmodel' met de

Meteorologica 2 - 2016

41

Review

column

Gerard van der Schrier

42

Meteorologica 2 - 2016

‘De reviewer heeft altijd gelijk.’ Dit was de eerste regel die ik leerde van mijn hoogleraar, en blijkt nog altijd even waar. Na het insturen van mijn eerste artikeltje naar een wetenschappelijk tijdschrift dacht ik natuurlijk dat vanaf dat punt alles voor de wind zou gaan. Het belangrijkste obstakel was genomen en vanaf nu zou de weg naar een briljante wetenschappelijke carrière wijd open liggen. Dit bleek dus iets anders te liggen...

Bij het insturen van een manuscript waar je hele ziel en zaligheid in is gaan zitten, is de procedure dat peer-review de hobbel is die je moet nemen als je iets gepubliceerd wil krijgen.

Collega’s of gelijken (in het Engels: peers) kijken kritisch naar je stukje om te beoordelen of je alles volgens de regelen der kunst hebt gedaan. De praktijk is dat de peers zich nogal eens bemoeien met zaken die niet alleen over de zuiverheid van de aanpak gaan. Omdat peer-review anoniem is (de reviewer kent jou naam, maar jij niet die van de reviewer) schept dit allerlei onbedoelde mogelijkheden voor de reviewer om zijn/haar eigen agenda te pushen.

Dat was dan ook mijn ervaring met mijn eerste keer. Hoewel de reviews anoniem waren, was een reviewer nogal verbolgen over het feit dat ik zo weinig refereerde naar de verzamelde werken van één bepaalde wetenschapper... Zo anoniem was die review dus niet meer. Ik heb netjes gedaan wat de reviewer van me verlangde, wat me meteen de tweede algemene regel duidelijk maakte: ‘deemoedigheid is gepast bij het antwoorden van de reviewer’.

Het hele systeem van peer-review is toch een beetje eigenaardig. Het hele wetenschappelijke bedrijf is natuurlijk eigenaardig – de wetenschap betaalt voor het publiceren van een studie (één artikeltje publiceren kost al snel €1000), waarna de abonnees van het tijdschrift opnieuw voor die publicatie betalen, terwijl de kwaliteitscontrole (de review) gratis is voor het tijdschrift. De enige andere bedrijfstak waar je geld voor je grondstoffen krijgt die me te binnen schiet is de oud papier handel... Hoe dan ook: peer-review is een veel gebruikte methode om de kwaliteit van publicaties te bewaken en het gaat er soms weinig subtiel aan toe. Zo zou prof. Schmidt, directeur onderzoek van het KNMI van 1967 tot 1977, eens een stuk van een KNMI’er terugsturen met de ultrakorte review: “Onbegrijpelijk! Althans, onbegrepen.”

Naast deze merkwaardigheden leent een review zich voor ook voor sjoemelen. Bij het indienen van een stuk bij een tijdschrift wordt je vaak gevraagd suggesties te doen voor reviewers.

Het is not done om hier alleen vriendjes te suggereren, maar het kan nog erger. Het komt zelfs

voor dat de gesuggereerde namen van vakgenoten gefingeerde namen zijn en de bijbehorende emailadressen aangemaakt door de auteur zelf.

Dat zal mooie reviews geven!

Om een beeld te krijgen hoe de ervaring van anderen in ons vakgebied met peer-review is, heb ik een (volledig niet-representatieve) steekproef gedaan en her-en-der collega’s gevraagd naar hun ervaringen. Een enkeling kwam met een smeuïg verhaal – de reviewer van de studie (ingediend bij het toptijdschrift Nature) meldde doodleuk dat hij het resultaat van de studie al lang gevonden had, en bood grootmoedig aan om als co-auteur van het verhaal op te treden – maar de meeste collega’s waren eigenlijk best enthousiast. Geen zurige commentaren of frustrerende ervaringen. En dat verbaasde me! Ik dacht hier de spreekwoordelijke beerput open te trekken, maar niets dan vriendelijkheden.

Er was één kritische reactie van een onderzoeker werkzaam in een toegepaste tak van de wetenschap. Zijn ervaring was dat peer-review het onbedoelde neveneffect heeft dat er een hoge drempel is om nieuwe inzichten gepubliceerd te krijgen. De manier waarop dit werkt is even simpel als banaal. Het voorbeeld dat gegeven werd betreft het gebruik van een formule die afgeleid is in een theoretisch-fysisch vakgebied en die alleen voor specifieke omstandigheden en toepassingsgebieden geldt. Vervolgens wordt deze formule gebruikt in een ander, toegepast, vakgebied, onder omstandigheden waarvoor de formule eigenlijk niet bedoeld is. Dit gebruik raakt zo ingeburgerd dat deze ‘foute’ toepassing in leerboeken terecht komt, en de formule wordt door de volgende generatie onderzoekers als de absolute waarheid beschouwd. Dat de formule alleen geldig is onder beperkte specifieke voorwaarden raakt vervolgens in de vergetelheid.

Als je met onderzoek komt waarbij je argumenten aandraagt waarom er het één-en-ander hapert aan het gebruik van deze formule, dan zal een reviewer geneigd zijn het werk terzijde te schuiven met het argument “niet volgens de regelen der kunst”. Deze ervaring geeft aan dat, naast het noodzakelijke bewaken van de kwaliteit van wetenschappelijke output, de peer-review niet altijd louter verbetering brengt.

Mijn hoogleraar had het bij het rechte eind: als de reviewer niet gelijk heeft dan krijgt hij het wel.

Met dank aan wijlen Wouter Lablans voor de anekdote over Schmidt.

1. NRC, 22 augustus 2015

Sponsors van de Nederlandse Vereniging ter Bevordering van de Meteorologie

Werken bij KNMI: the best place to be voor onderzoekers!

Colofon Redactie Hoofdredacteur: Richard Bintanja (e-mail: bintanja@gmail.com, tel: 030-2206499) Redactieleden: Wim van den Berg, Aarnout van Delden, Janneke Ettema, Robert Mureau en Rob Sluijter Artikelen en bijdragen Deze kunnen uitsluitend digitaal (bv. per e-mail) te worden aangeleverd, als Word document met figuren apart. Uiterste inleverdata hiervoor zijn: 1 februari, 1 mei, 1 augustus en 1 november voor respectievelijk nummer 1, 2, 3 en 4. Voor meer informatie over de procedure, zie http://www.nvbm.nl/meteorologica/ informatie_voor_auteurs/ Artikelen uit Meteorologica mogen uitsluitend worden overgenomen na voorafgaande schriftelijke toestemming van de redactie.

Meteorologica (ISSN 0929-1504) verschijnt vier maal per jaar en is een uitgave van de Nederlandse Vereniging ter Bevordering van de Meteorologie (NVBM).

Administratie: Janneke Ettema (bestuurnvbm@gmail.com) Penningmeester: Olaf Vellinga (penningmeester@nvbm.nl)

Vormgeving: Colorhouse, Almelo Vermenigvuldiging: Colorhouse, Almelo Abonnementen Alle leden van de NVBM zijn automatisch geabonneerd op Meteorologica. Ook niet-leden kunnen zich abonneren door 28,- Euro voor vier nummers over te maken naar IBAN: NL66INGB0000626907, BIC: INGBNL2A, ten name van: NVBM-Meteorologica Postbus 464 6700 AL Wageningen onder vermelding van: “Abonnement Meteorologica” en uw adres.

Abonnementen worden telkens aangegaan voor een heel kalenderjaar; bij tussentijdse betaling worden de reeds verschenen nummers van dat jaar toegestuurd. Voor abonnees in het buitenland zijn de kosten 34,- Euro per jaar.

Ook losse nummers kunnen op deze manier worden besteld (zolang de voorraad strekt) voor 9,- Euro per stuk, onder vermelding van de gewenste jaargang en nummer(s). Instellingen betalen 59,- Euro voor een abonnement. Opzeggingen per email naar het bestuur (bestuurnvbm@gmail.com); hierbij geldt een opzegtermijn van drie maanden.

Lid worden van de NVBM Het lidmaatschap van de NVBM kost 50,Euro per jaar. Meer informatie hierover is te vinden op de NVBM website: www.nvbm. nl. Opzeggingen per email naar het bestuur (bestuurnvbm@gmail.com); hierbij geldt een opzegtermijn van drie maanden.

Advertenties Adverteren in Meteorologica is mogelijk.

Advertenties worden geplaatst op 3 formaten: A5, A4 of A3.

Uiterste inleverdata voor advertenties zijn: 1 februari, 1 mei, 1 augustus en 1 november voor respectievelijk nummer 1, 2, 3 en 4. Tarieven zijn op te vragen bij Richard Bintanja (e-mail: bintanja@gmail.com, tel: 030-2206499).

Sponsorschap NVBM Men kan sponsor worden van de NVBM. Een sponsorschap wordt afgesloten voor minimaal 1 jaar. Een sponsor heeft diverse rechten, o.a.: – Het plaatsen van advertenties in Meteorologica – Plaatsing van het firmalogo in het blad.

– Het bijwonen van congressen e.d. georganiseerd door de NVBM. Voor meer informatie over het sponsorschap kunt u contact opnemen met Richard Bintanja of Olaf Vellinga (zie boven).

Meteorologica 2 - 2016

43