Meteorologica September 2017

Jaargang 26 -

nr.

3 - September 2017

meteorologica

200 JAAR BUYS BALLOT Uitgave

van de

Nederlandse Vereniging

ter

Bevordering

van de

Meteorologie

Climate Physics Master’s Programme at Utrecht University, The Netherlands This Master’s programme offers a unique combination of theoretical courses and practical training in all aspects of the climate system.

Physics, dynamics and chemistry of the atmosphere, the oceans, the glaciers and ice sheets and their interaction are the core of this programme.

Our research fields: • Ocean Circulation and Climate • Physical Oceanography of the Coastal Zone • Atmospheric Dynamics and the Hydrological Cycle • Atmospheric Physics and Chemistry • Ice and Climate

More information: Utrecht University, The Netherlands Institute for Marine and Atmospheric Research

www.uu.nl/masters/climate

2

Meteorologica 3 - 2017

Inhoudsopgave

18

22

4

Buys Ballot, veel meer dan zijn wet

Kees Dekker

8

Het onderwijs in de meteorologie in Wageningen –

deel 1: 1918 tot 1992

Leo Kroon, Henk de Bruin

12

De meteorologische kwaliteit van Netatmo data

Wim van den berg

18

Squall-line triggert meteo-tsunami

Reinier van den Berg

22 Trends in uurlijkse neerslag: regent het steeds

30 Van

extremer of vaker?

Mendy van der Vliet

26 Column – Tussen hoop en vrees

de hoofdredacteur

Het onderwerp van de cover van dit septembernummer zal voor menigeen geen verrassing zijn...

In de aanloop naar de 200ste geboortedag van C.D.H. Buys Ballot op 10 oktober 2017 wordt in Meteorologica namelijk – uiteraard – volop aandacht besteed aan de aartsvader van de Nederlandse meteorologie en oprichter van het KNMI (destijds nog in Utrecht). Kees Dekker laat in zijn artikel (pagina 4) zien dat Buys Ballot, wereldberoemd om de “wet van Buys Ballot”, bekend bij elke meteoroloog, nog heel veel meer voor de meteorologie heeft betekend, waaronder zijn onmisbare bijdragen aan de standaardisatie van meteorologische observaties. Verder volgen later dit jaar maar liefst twee symposia over Buys Ballot, op 10 oktober op het KNMI en op 17 november het NVBM najaarssymposium (zie pagina’s 27 en 32).

Opmerkelijk is verder dat dit nummer twee artikelen van meteo-broers bevat. Wim van den Berg vergelijkt in zijn bijdrage naar aanleiding van zijn NVBM-award (zie Meteorologica december 2016) zijn met het prijzengeld aangeschafte Netatmo weerstation met een Davis weerstation dat hij al jarenlang in zijn tuin gegevens laat verzamelen. Broer Reinier

van den Berg is geïntrigeerd door de meteo-tsunami op de Noordzee van afgelopen zomer, en beschrijft waarnemingen en theorieën rondom dit zeldzame weersverschijnsel.

Leo Kroon bespreekt in zijn interessante artikel op pagina 8 de rijke – en roerige – historie van het meteorologisch onderwijs in Wageningen. Alle verhalen en perikelen bleken al snel dusdanig veelomvattend dat het tweede deel van deze geschiedenis in het volgende nummer van Meteorologica zal verschijnen.

Absoluut niet onvermeld mag blijven dat dhr. Jan Buisman, bij eenieder bekend van zijn monumentale werk “Duizend jaar weer, wind en water in de lage landen”, voor zijn tomeloze inzet aan deze reeks afgelopen zomer de onderscheiding de Zilveren Anjer uit handen van prinses Beatrix overhandigd kreeg (zie de bijdrage van Peter Siegmund op pagina 30).

Ten slotte kan ik melden dat de redactie van Meteorologica recentelijk is uitgebreid met Fiona van der Burgt, werkzaam bij Weather Impact. Ik ben heel blij dat zij het redactieteam is komen versterken. Zonder twijfel zal Fiona de komende jaren waardevolle bijdragen aan Meteorologica gaan leveren.

Huug van den Dool

27 Aankondiging KNMI mini-symposium ter gelegenheid

van de 200ste geboortedag van Buys Ballot

28

Klimaatoverzicht – Orkaan Harvey: een meter neerslag

in Houston, klimaatverandering?

Geert Jan van Oldenborgh, Karin van der Wiel, Antonia Sebastian

30

Zilveren Anjer voor Jan Buisman

Peter Siegmund

30

Harry Ottenprijs 2017 uitgereikt

Fiona van der Burgt

32 Aankondiging NVBM najaarssymposium 2017 – The Heritage of Buys Ballot 34 Column – Big data

Leo Kroon

35

NVBM Sponsors en Colofon

Advertenties 2 IMAU – Universiteit Utrecht 17 CaTeC 21

Wageningen Universiteit

31

Wittich en Visser

33 Meteorological Technology World Expo 2017 36 KNMI Voorkant

Christophorus Buys Ballot, scan van portret beschikbaar gesteld door dhr.

K. Buys Ballot (achterkleinzoon) via Kees Dekker, waarvoor dank. Het schilderij, gemaakt door Johan Heinrich Neuman, is te bezichtigen in het Utrechts Universiteitsmuseum.

Meteorologica 3 - 2017

3

Buys Ballot, veel meer dan zijn wet Kees Dekker Als ik tijdens het geven van een rondleiding op het KNMI spreek over de oprichter en eerste hoofddirecteur van het KNMI, Buys Ballot, noemt een enkeling de wet van Buys Ballot. De meeste deelnemers aan rondleidingen zijn dan ook van middelbare leeftijd of ouder. De wet van Buys Ballot en de oprichter van het KNMI zijn de wapenfeiten die min of meer bekend zijn. Zijn verdiensten voor de (inter)nationale meteorologie stijgen daar echter ver boven uit. Ter gelegenheid van zijn tweehonderdste geboortedag volgt hier een overzichtsverhaal van zijn internationale rol in de meteorologie.

Jeugd Christophorus Henricus Diedericus, genoemd naar zijn grootvader, werd 200 jaar geleden op 10 oktober 1817, ’s avonds om 11 uur te Kloetinge, geboren. In de Utrechtse Courant stond de geboorte-advertentie (Figuur 1). De ambtenaar van de Burgerlijke Stand (Figuur 2) heette Van der Bilt. Omen est Nomen, al gebiedt de eerlijkheid hier wel te vermelden dat Buys Ballot nooit in De Bilt gewerkt heeft. Hij overleed namelijk in 1890 en het KNMI kwam pas in 1897 naar de Bilt.

Figuur 1. Geboorteadvertentie Buys Ballot, Utrechtse Courant 17-101817.

Het gezin verhuisde in 1820 naar St. Laurens op Walcheren en in 1823 naar Brakel, een dorp in de Gemeente Zaltbommel. Daar ging Buys Ballot naar het gymnasium. Hij was een cijferfreak. Hij ging lopend naar Zaltbommel, heen en terug 12 kilometer, en telde zijn stappen. Tot op hoge leeftijd hield hij een uitstekende lichamelijke conditie. Op zijn zestigste jaar sprong hij, volgens zijn oudste zoon, nog over drie stoelen om te demonstreren dat dit niet moeilijk was. Vermoedelijk is dit een eenmalige gebeurtenis geweest en hebben zijn opvolgers er geen traditie van gemaakt.

Een veelzijdig man In 1835 wordt de zeventienjarige Buys Ballot ingeschreven als student in de letteren aan de Universiteit van Utrecht.

Naast deze studie gaat hij ook colleges wis- en natuurkunde volgen. Hij doet nog kandidaats letteren, maar daarna richt zijn aandacht zich vooral op de nieuwe studierichting. Hij is een wetenschappelijke veelvraat. Hij volgt colleges in chemie, mineralogie, geologie, wiskunde, filosofie, fysica, astronomie, zoölogie, anatomie en botanie. Na zijn promotie wordt hij in veel van deze vakken docent of hoogleraar. Al tijdens zijn studie schrijft hij wetenschappelijke artikelen over een groot aantal onderwerpen in het Nederlands, Latijn, Duits, Engels of Frans, iets waarmee hij vrijwel zijn hele leven zal doorgaan.

Van 1839 tot 1843 hielp hij zijn hoogleraar astronomie Van Rees met meteorologische waarnemingen op de Smeetoren in Utrecht. Deze werden gedaan op de 21e maart, juni, september en december, volgens internationale afspraken. Dit wekte zijn belangstelling voor meteorologie.

Hij promoveert op 29 juni 1844 op het onderwerp cohesie en adhesie, een nieuwe theorie op het gebied van atoom- en moleculaire krachten. Zijn achttiende stelling luidt: “Weldra zal de meteorologie met recht de naam wetenschap opeisen”.

4

Meteorologica 3 - 2017

Figuur 2. Geboorteakte Buys Ballot, 1817.

Hieraan heeft hij zijn hele carrière gewerkt en er zelf in grote mate aan bijgedragen. Samen met zijn studievriend Dr. F. Krecke begint hij op 1 december 1848 met meteorologische waarnemingen op de Sonnenborgh. Op 19 juli 1852 stuurt hij een voorstel aan de Minister van Binnenlandse Zaken om

Figuur 3. De Sonnenborgh met links op het dak de aeroclinoscoop.

Figuur 4. Suggestions on a uniform system of meteorological observations.

een meteorologisch instituut op te richten, wat uiteindelijk, na nogal wat problemen, op 31 januari 1854 bij Koninklijk Besluit tot de oprichting van het KNMI op de Sonnenborgh leidt.

Buys Ballot als meteoroloog Bestudering van de waarnemingen van luchtdruk en wind leidde in 1857 tot de beroemde wet van Buys Ballot. Het verband tussen luchtdruk en wind was overigens een jaar eerder al door de Amerikaan Ferrel op theoretische gronden geformuleerd. Buys Ballot heeft Ferrel aangeboden om de wet te herdopen tot de “wet van Ferrel-Buys Ballot” maar Ferrel heeft dit aanbod hoffelijk van de hand gewezen (zie Lablans, Meteorologica, maart 2000).

Buys Ballot was een praktisch man en hij vond al vrij snel een toepassing van zijn wet in “het waarschuwen van de scheepvaart voor harde wind en storm”. Op 1 juni 1860 werden de barometerstanden van de vier hoofdstations, of eigenlijk hun afwijking van de normaalwaarden, naar de havenmeesters van de verschillende zeehavens gestuurd. De havenmeesters moesten hieruit afleiden of er kans was op veel wind en uit welke richting. Dit systeem werkte echter niet

Figuur 5. Symbolentabel Wenen 1873.

goed en het werd dan ook een aantal keer aangepast. Op 22 januari 1864 ging officieel de Stormwaarschuwingsdienst van start, een van de oudste meteorologische waarschuwingsdiensten ter wereld, en volgens sommige buitenlandse auteurs die 1860 als beginpunt nemen, zelfs de oudste ter wereld (John D. Cox, 2002).

De radiotelegrafie bestond nog niet, maar Buys Ballot bedacht zelf een methode om de waarschuwingen aan schepen te kunnen doorgeven, de aeroclinoscoop. Met dit apparaat, opgesteld in veel havens en op de Sonnenborgh (Figuur 3) kon visueel het luchtdrukverschil tussen de hoofdstations worden getoond en ook de richting waarin deze het grootst was. Hoe schuiner de stand van de dwarsbalk, hoe groter het drukverschil en hoe groter de kans op veel wind. Een briljante vinding die in 1868 operationeel werd. Helaas is geen enkele aeroclinoscoop bewaard gebleven, alleen een schaalmodel. (Hoe mooi zou het zijn als op initiatief van de NVBM bijvoorbeeld een VMBO school met metaaltechniek een aeroclinoscoop op ware grootte zou kunnen namaken. Misschien heeft een van de lezers goede connecties?)

Buys Ballot de visionair Maar het beste moest nog komen. Buys Ballot was samen met een aantal geestverwanten zoals Hoffmeyer (Denemarken), Mohn (Noorwegen), Neumayer (Duitsland) tot het inzicht gekomen dat de sleutel tot een doorbraak in de kennis over de atmosfeer in internationale samenwerking zou liggen. In 1872 werd daartoe de eerste stap gezet. Van 14 tot 16 augustus komen in Leipzig 52 meteorologen bij elkaar in de periferie van een bijeenkomst van Duitse natuurkundigen. Buys Ballot leidde de openingsbijeenkomst, een bewijs voor de grote waardering die zijn vakgenoten voor hem hadden. Voor Buys Ballot was dit de kans om zijn ideeën over de manier waarop meteorologie zich zou moeten ontwikkelen aan zijn collega’s te presenteren. In “Suggestions on a Uniform System of Meteorological Observations” (Figuur 4) pleit hij voor een wereldwijd netwerk van meteorologische waarneemstations waar overal op dezelfde, of op zijn minst vergelijkbare, manier wordt gemeten. Voor elke variabele beschrijft hij de beschikbare instrumenten en hoe ze gebruikt moeten worden.

Uitgebreid gaat hij in op de eenheden, de uren waarop een waarneming gedaan moet worden en de gebruikte tijd, kortom alles wat in de synoptische meteorologie gebruikelijk zou worden, en nog steeds is. Hij kan daarom met recht de grondlegger van de synoptische meteorologie genoemd worden.

Hij besprak ook de beperkingen. Het vastleggen en verzenden van al die waarnemingen was niet alleen kostbaar, maar gezien de grote hoeveelheid eigenlijk niet te doen. Het vastleggen van gegevens op ponskaarten werd pas rond 1922 mogelijk. Om de gegevensstroom verwerkbaar te houden stelde Buys Ballot drie categorieën voor. Primaire waarneemstations die zoveel mogelijk moesten registreren, secundaire

Figuur 6. Correspondentie van Buys Ballot over de meteorologische code.

Meteorologica 3 - 2017

5

Figuur 7. Alinea uit het KNMI jaarverslag 1878-79.

stations die alleen uurlijkse waarnemingen zouden doen en tertiaire stations die alleen zaken als regen, hagel en onweer zouden waarnemen.

De denkbeelden van Buys Ballot worden door zijn collega’s in grote lijnen onderschreven, maar natuurlijk waren er ook de nodige discussies en vragen. Als een jaar later te Wenen de oprichtingsvergadering van de Internationale Meteorologische Organisatie (IMO) wordt gehouden leidt Buys Ballot niet alleen weer de openingsbijeenkomst, maar komt hij ook met een uitgebreide behandeling van alle opmerkingen en vragen die het jaar daarvoor in Leipzig waren gesteld. In “A sequel to the Suggestions...” behandelt hij in maar liefst 56 bladzijden alle vragen en opmerkingen. De eerste vraag luidt: “Ought there to be introduced in all countries the same unity of measure, or is it thought sufficient to accept some rules for the reductions of the measures?” Buys Ballot pleit voor eenheden in het metrieke stelsel, en legt uit waarom, maar accepteert ook andere eenheden, mits die maar door iedereen worden gebruikt. Op dit punt wordt men het niet eens, Engeland en Amerika houden vast aan hun eigen eenheden, en nog steeds worden beide stelsels in de meteorologie gebruikt. Ook wordt een symbolentabel afgesproken (Figuur 5) waardoor het weer in een weerkaart kan worden geplot. “Suggestions….”

(Figuur 4) kwam niet uit de lucht vallen. Uit de jaarverslagen van het KNMI uit de tijd voor 1872 blijkt dat Buys Ballot zeer regelmatig contact had met collega hoofddirecteuren in Europa, zowel schriftelijk als tijdens veelvuldige persoonlijke contacten. Zo toetst hij zijn ideeën en laat hij niet na te benadrukken dat het doen van goede betrouwbare waarnemingen en de uitwisseling daarvan cruciaal zijn voor de bestudering van de atmosfeer.

Over de noodzaak van internationale samenwerking is iedereen het in Wenen eens. De Internationale Meteorologische Organisatie (IMO) wordt opgericht met een Permanent Comité als dagelijks bestuur en Buys Ballot als eerste voorzitter. In deze functie heeft hij ook een doorslaggevende rol bij het tot stand komen van het eerste Internationale Pooljaar (IPY) in 1882-1883. Nederland doet hieraan mee met een expeditie onder leiding van Maurits Snellen, directeur waarnemingen ter land van het KNMI. Deze expeditie, waarvan het schip vastvroor in het ijs van de Kara Zee, waarbij het door kruiend ijs gekraakt wordt en zinkt, moet overwinteren onder barre omstandigheden. Desondanks doet de expeditie 6

Meteorologica 3 - 2017

waardevol meteorologisch en ander wetenschappelijk onderzoek. De resultaten van het Pooljaar geven een beeld van het Noordpoolgebied ten aanzien van de klimaatverandering, een nulmeting, en is daarom nog steeds waardevol (Dekker en Van Essen, 2014).

Meteorologische codes Op zo veel mogelijk plaatsen waarnemingen doen is één ding, het onderling uitwisselen kan in die tijd alleen per brief of telegraaf. Het eerste duurt te lang, het tweede was erg kostbaar. Een telegram naar bijvoorbeeld Denemarken van circa 20 woorden kostte destijds ongeveer 3 gulden, omgerekend ongeveer €30,–. Onder leiding van Buys Ballot wordt daarom een code ontwikkeld. (Figuur 6). Het is taalonafhankelijk en goedkoop. De code die hij ontwikkelt is de voorloper van de huidige SYNOP-code.

De droom van Buys Ballot In de vaak handgeschreven jaarverslagen legde Buys Ballot verantwoording af aan zijn minister. Niet alleen beschrijft hij in het kort het gedane werk en de ontwikkelingen, maar ook geeft hij aan wat hij de komende periode wil bereiken, zoals in de alinea in het jaarverslag van 1878/79 (Figuur 7). Bijna 100 jaar voordat de computermodellen in de weerkamers operationeel werden voorzag Buys Ballot de mogelijkheid om op een meer wetenschappelijke manier het weer te kunnen berekenen. Dat hij daarbij dacht aan een gesloten stelsel vergelijkingen waarmee de verandering in tijd van weersele-

Figuur 8. Briefkaart Utrecht – Epe.

eind januari ziek en overlijdt op 3 februari 1890. In het dagblad “De Tijd” van 4 januari 1890 staan op dezelfde pagina twee artikelen over de ziekte van Buys Ballot. Rechts op de pagina staat het bericht dat getoond wordt in Figuur 9, waarin melding wordt gemaakt dat hij aan de beterende hand is. Op dezelfde bladzijde staat echter ook zijn overlijdensbericht, met een foutieve vermelding van zijn geboorteplaats (Figuur 10).

Buys Ballot werd onder zeer grote belangstelling begraven op de Utrechtse begraafplaats Soestbergen.

Figuur 9. Buys Ballot aan de beterende hand, de Tijd 04-02-1890.

menten kon worden berekend lijkt niet waarschijnlijk. Toch is het gegeven dat hij toen al dacht aan een andere manier van meteorologie bedrijven dan de kijk-schuif methode is verbazingwekkend. Door de zin “…en het zal nog lang duren eer wij zoo ver gevorderd zijn…” geeft hij aan dat hij gelooft dat het ooit zal kunnen.

Buys Ballot, een BN-er Buys Ballot was een bekende Nederlander, zelfs een bekende Europeaan. Een brief of briefkaart met alleen de vermelding “Buys Ballot, Utrecht” was vaak voldoende. Als hij ’s zomers op zijn landgoed “De Delle” bij Epe verbleef, dan werd de post meteen doorgestuurd naar Epe. Dit was bekend op het postkantoor in Utrecht (Figuur 8). Hij was lid, soms erelid, van een veertigtal vooral wetenschappelijke verenigingen in heel Europa, van Moskou tot Rome. Hij ontving hoge onderscheidingen uit Oostenrijk, Portugal en Pruisen.

Buys Ballot overlijdt In januari 1890 heerst in heel Europa een ernstige griepgolf.

Ook in Nederland zijn veel ziektegevallen. Buys Ballot wordt

Buys Ballot, 200 jaar later Buys Ballot is van enorme betekenis geweest voor de ontwikkeling van de meteorologie en de klimatologie, zowel nationaal als internationaal. Veel van wat hij heeft opgezet, of waaraan hij een belangrijke bijdrage heeft geleverd, bestaat nog steeds. Als eerste natuurlijk het KNMI en ook de door hem opgezette stormwaarschuwingsdienst. Het waarschuwen voor extreem weer is nog altijd een van de kerntaken van het KNMI. Het KNMI heeft verder een belangrijke onderzoeksafdeling en goede contacten met universiteiten. Een aantal KNMI-ers, waaronder de hoofddirecteur, vervult een bijzonder hoogleraarschap. Buys Ballot was voor 80% hoogleraar in Utrecht en voor 20% van zijn tijd hoofddirecteur van het KNMI. Onderzoek en modelontwikkeling hebben op het KNMI een nauwe band met de operationele meteorologie. Hij voorzag de op wetenschap gebaseerde weersverwachtingen – momenteel heeft het KNMI een van de krachtigste computers van Nederland om geavanceerde weer- en klimaatmodellen te kunnen draaien.

De aeroclinoscoop is de voorloper van de tegenwoordige communicatiemiddelen om het publiek te waarschuwen voor extreem weer. De mede door hem opgerichte IMO, de voorloper van de WMO, is momenteel een belangrijke agentschap van de Verenigde Naties. De door hem voorgestelde manier van meteorologisch meten heeft sinds 1873 een enorme hoeveelheid gegevens opgeleverd die gebruikt worden om de klimaatverandering goed in kaart te brengen. De meteorologische code die hij ontwikkelde is nog steeds onmisbaar voor het uitwisselen van meteorologische waarnemingen en verwachtingen. Het eerste IPY in 1882/83, een plan van de Oostenrijker Carl Weyprecht, kon alleen gerealiseerd worden doordat de meteorologische wereld onder leiding van Buys Ballot het plan adopteerde en uitvoerde. Destijds deden elf landen mee en zij bemanden veertien stations in de poolgebieden; nog geen 200 man waren hierbij betrokken. Het vierde IPY van 2007 tot 2009 omvatte meer dan 170 wetenschappelijke programma’s, vele duizenden onderzoekers uit meer dan 60 landen, waaronder Nederland. Buys Ballot stond aan de wieg van al deze ontwikkelingen. Een groot en visionair wetenschapper werd 200 jaar geleden geboren.

Dankwoord Met dank aan Wouter Jansen, bibliothecaris van het KNMI. Referenties

Figuur 10. Buys Ballot overleden, de Tijd 04-02-1890.

Dr. E. Van Everdingen, ’s Gravenhage 1953, C.H.D. Buys Ballot, 1817-1890.

Kees Dekker en Frieda van Essen, Zeist 2014, De Nederlandse Poolexpeditie van 1882/83.

Buys Ballot Utrecht, 1872, Suggestions on a Uniform System of Meteorological Observations.

Buys Ballot, Utrecht 1873, A Sequel to the Suggestions on a Uniform System of Meteorological Observations.

John D Cox, 2002, Storm Watchers, The Turbulent History of Weather.

Kees Dekker, 2014, Het Weer Magazine, Nummer 1, 150 jaar stormwaarschuwingsdienst.

Jaarverslagen KNMI 1860-1880.

Delpher krantenarchief.

Wouter Lablans, Meteorologica, maart 2000, Het tijdperk van Buys Ballot.

Meteorologica 3 - 2017

7

Het onderwijs in de meteorologie in Wageningen – deel 1: 1918 tot 1992 Leo Kroon (Wageningen Universiteit) en Henk de Bruin Volgend jaar is het precies 100 jaar geleden dat meteorologie in Wageningen begon. Daarom wordt in een tweetal artikelen een schets gegeven van het meteorologisch onderwijs, van de toenmalige Landbouwhogeschool tot aan de huidige Wageningen Universiteit. Daarbij worden diverse periodes onderscheiden, afhankelijk van de hoogleraar die meteorologie in de leeropdracht had. In de loop der jaren zien we hoe de meteorologie van een breed ondersteunend bijvak voor veel opleidingen tot een volwaardige opleiding is uitgegroeid. Omdat onderwijs nog steeds mensenwerk is, is het onmogelijk deze ontwikkelingen los te zien van de personele bezetting van de vakgroep die verantwoordelijk was, en is, voor de meteorologie in Wageningen. In dit eerste deel beschrijven we de ontwikkelingen in het meteorologie-onderwijs en van de vakgroep meteorologie vanaf die prille periode nu bijna 100 jaar geleden tot en met het emeritaat van Bert Wartena in 1992.

In deel 2 worden de laatste 25 jaar besproken.

Naamgeving De grootschalige veranderingen zijn het beste te herkennen in de naamgeving van de onderwijsinstelling. Ooit begonnen in 1918 als “Rijks Landbouw Hooge school” werd de naam in 1978 “Landbouwhogeschool Wageningen”. In 1986 veranderde dit in “Landbouwuniversiteit Wageningen” (LUW).

Van een échte universiteit was natuurlijk geen sprake, omdat in Wageningen slechts één faculteit aanwezig was: die van de landbouwwetenschappen. Maar een vergelijkbare situatie was bij sommige andere pas tot universiteit gepromoveerde hogescholen eveneens aanwezig. Net voor het verstrijken van het millennium fuseerde in 1997 de Landbouwuniversiteit met instituten van DLO (Dienst Landbouwonderzoek) en PO (Praktijkonderzoek). Vanaf 2000 kreeg dit geheel de naam “Wageningen Universiteit” en in 2009 werd dit “Wageningen University en Researchcentrum” (WUR). De veranderingen in de naamgeving weerspiegelen zich ook in de veranderingen van het logo (Figuur 1). Nadien is er van 2004 tot 2012 nog een kortstondige vrijage geweest met de hogeschool Van Hall Larenstein, maar dat bleek geen succes. Sinds 2016 heet het geheel “Wageningen University & Research”.

Ontwikkelingen in onderwijs Veranderingen in het onderwijs zijn van alle tijden, dat geldt zowel voor basis-, middelbaar- als hoger onderwijs. Het reflecteert de veranderingen in de maatschappelijke perceptie van het gangbare beeld hoe kinderen het beste kunnen worden voorbereid op de maatschappij en de rol die zij als volwassenen daarin zullen gaan spelen. In het hoger onderwijs zijn daarnaast ook de technische en wetenschappelijke ontwikkelingen een bron van onderwijsvernieuwingen. Verder is het onderwijs van oudsher een speelbal van politici en overijverige ambtenaren van het verantwoordelijke ministerie.

Figuur 1. Het logo door de jaren heen: tot 1986 Landbouwhogeschool Wageningen, van 1986 tot 2000 Landbouwuniversiteit Wageningen en vanaf 2000 Wageningen Universiteit (v.l.n.r.).

8

Meteorologica 3 - 2017

Jarenlang vielen de universiteiten in Nederland onder het ministerie van onderwijs, maar het hoger onderwijs in Wageningen was, en is, wat dat betreft een buitenbeentje omdat het jarenlang viel onder het ministerie van Landbouw (nu onder Economische zaken). Dat had zowel voor- als nadelen, zeker in financieel opzicht.

Het onderwijs in de meteorologie stond in Wageningen aanvankelijk geheel ten dienste van toepassingen in de landbouw. Vanouds was het daardoor gericht op de wisselwerking tussen de atmosfeer en het met gewassen of vegetatie begroeid landoppervlak. De situatie boven ijsoppervlakken en oceanen bleef het unieke Utrechtse domein. Het hield in dat vooral de zogenaamde omgevingsnatuurkunde of micrometeorologie van belang was. Dit omvatte de fluxen van waterdamp, energie en impuls alsmede turbulentie en stralingsprocessen.

Ook de (bio)fysische processen in de gewaslaag zelf en in de bodem kwamen hierbij om de hoek kijken. In de loop der jaren groeide echter de schaal waarop de meteorologie werd bedreven: grenslaagmeteorologie en mesoschaalmeteorologie werden steeds belangrijker, mede vanwege de toename in mogelijkheden die geboden werd door numerieke modellen.

Daarnaast kwam de synoptische en dynamische meteorologie vanaf de jaren tachtig meer in beeld met de totstandkoming van meteorologie als een zelfstandige opleiding, en de vraag naar operationele meteorologen. De Wageningse meteorologie-opleiding produceerde vooral praktisch geschoolde meteorologen die weliswaar minder fysisch/mathematisch geschoold waren dan die in Utrecht, maar naast de meteorologie ook veel kennis bezaten over hydrologie en bodemkunde.

Verder kregen en krijgen de studenten een behoorlijke hoeveelheid statistiek. Dit alles komt ook bij klimaatonderzoek goed van pas. In de huidige weer- en klimaatmodellen is, naast kennis van de atmosfeer, ook steeds meer kennis van andere delen van het “systeem aarde” van belang. In de huidige situatie zien we verder dat ook de chemie van de atmosfeer en kennis van toepassingen van het vakgebied steeds belangrijker worden. Daarnaast werken afgestudeerden met steeds grotere hoeveelheden gegevens, en dit vraagt om meer aandacht voor numerieke vaardigheden. Kortom, door ontwikkelingen in waarnemingen, modellen en computers krijgt de meteoroloog steeds meer mogelijkheden, maar wordt er ook steeds meer geëist op het gebied van kennis en vaardigheden. Dit zal de komende tijd ongetwijfeld van invloed zijn op het onderwijs in de meteorologie, dat zich vanuit de klassieke kennis van

Figuur 2. Prof. dr. A.J. Prins.

de atmosfeer steeds meer zal gaan richten op toepassingen en data-analyse waarbij de meteoroloog steeds vaker over de grenzen van het vakgebied heen zal moeten kijken. Deze trend is de afgelopen jaren in Wageningen al duidelijk zichtbaar. Het probleem is voldoende aandacht te blijven besteden aan wat de kern is van de meteorologie: processen in de atmosfeer.

De periode 1918 - 1978 Na langdurig overleg, gelobby en politiek gekonkel ontstond in 1918 uit de Wageningse Hogere Landbouwschool de Landbouwhogeschool. D. van Gulik, die in 1902 was aangesteld als leraar natuurkunde en meteorologie, werd benoemd tot gewoon hoogleraar in natuurkunde, meteorologie en klimatologie. Hij werd directeur van de afdeling Natuur- en Weerkunde die in 1918 gehuisvest werd in een gebouw aan Duivendaal in Wageningen. De bemensing in 1918 bestond uit een hoogleraar en een amanuensis. In 1933 werd G. Hellinga als de eerste student-assistent aangesteld en kort daarvoor had H.J. Franken als eerste promovendus bij van Gulik zijn proefschrift afgerond over de invloed van het weer op de kwaliteit van suikerbieten.

Het was duidelijk dat in deze beginjaren meteorologie een ondersteunend vak was met nadruk op meteorologische verschijnselen vlakbij de grond. Van Gulik schreef als eerste een Nederlands leerboek over meteorologie, dat meerdere keren werd herdrukt. Zijn wetenschappelijke oeuvre is boeiend. Hij verrichte onderzoek naar de wichelroede, het gebruik van glas in broeikassen, en schreef over de mogelijkheid weerberichten te verspreiden door middel van draadloze telegrafie. Hij gaf de aanzet tot het ontwikkelen van de solarimeter van Kipp, en installeerde deze op zijn Wageningse weerstation. Wageningen beschikt daardoor over een uniek lange reeks van de globale straling gemeten met een solarimeter, namelijk van 1928 tot heden (de Bruin et al., 1995; Jacobs et al., 2009). Tot op de dag van vandaag worden de Kipp solarimeters wereldwijd toegepast en kwalitatief worden ze tot de topklasse gerekend.

Van Gulik overleed in 1935 en hij werd opgevolgd door A.J. Prins (Figuur 2), een natuurkundige afgestudeerd bij Nobelprijswinnaar F. Zernike. Prins was zeker geïnteresseerd in het weer, maar zijn belangstelling lag toch meer bij de natuurkunde zelf. Bovendien vielen de oorlogsjaren in zijn Wageningse tijd, zodat er over de periode Prins weinig meteorologisch te vermelden valt behalve dat hij een uitgebreid waarnemingsstation installeerde, dat door het KNMI als formeel station werd erkend en dat één van zijn studenten Bert Wartena was. Samen volgden zij geregeld KNMI-colloquia.

Zijn levensloop is beschreven door de latere hoogleraar Jaap Schenk. Vlak na de oorlog vertrok Prins naar de Technische Hogeschool in Delft waar hij hoogleraar in de natuurkunde werd.

In 1947 werd Prins in Wageningen opgevolgd door W.R. van Wijk. Onder diens bezielende leiding ontstond een onderzoeksgroep die internationale faam zou verwerven op het gebied van natuurkundige verschijnselen vlakbij de grond.

D.A. de Vries en C.T. de Wit behoorden tot zijn staf. De eerste heeft baanbrekend werk gedaan aan warmte en water(damp)transport in de bodem, terwijl de Wit inzag dat het gedrag van planten met natuurkundige modellen kan worden beschreven.

Hij werd later leider van een eigen onderzoeksgroep. Hier werd de basis gelegd voor bijvoorbeeld het natuurkundig beschrijven van fotosynthese, en dus de verdamping in relatie met CO2-uitwisseling. De resultaten worden nog steeds in de huidige klimaatmodellen toegepast. Samen met de Vries schreef van Wijk leerboeken over meteorologie en over klimaat, inclusief een hoofdstuk over de mens en het klimaat, tegenwoordig een zeer actueel onderwerp.

Van Wijk was editor en medeauteur van het boek “Physics of Plant Environment” (van Wijk, 1963) dat jarenlang wereldwijd als standaardwerk werd gebruikt. Naast de Vries leverden onder anderen J. Businger en W. Schmidt een bijdrage. Van Wijk overleed in 1967 op 61-jarige leeftijd. Vlak voor zijn dood versterkte Kees Stigter zijn wetenschappelijke staf. Deze ontwikkelde een porometer en zou later een belangrijke rol binnen de WMO spelen. Ook was hij een tijd lang columnist voor Meteorologica. Jaap Schenk, een natuurkundige die in Delft met Prins had gewerkt, werd de opvolger van van Wijk.

Naar aanleiding van de Open Dag op 9 juni 1977 verscheen het boekje “Natuur- en Weerkunde in Wageningen” met een bijdrage van Schenk over de geschiedenis hiervan. Daarnaast schetsen vertegenwoordigers van verschillende Wageningse vakgroepen en instituten de relatie tussen Natuur- en Weer-

Figuur 3. Sectie Meteorologie van de vakgroep Natuur- en Weerkunde omstreeks 1984, v.l.n.r. Wim Vaags, Wim Derksen, Johan Birnie, Gé Prangsma (KNMI), Dick Welgraven, Leo Kroon, Jon Krom, Adrie Jacobs en Bert Wartena.

Meteorologica 3 - 2017

9

bespreekt Wim van den Berg van MeteoGroup nog steeds vrijwel wekelijks het weer bij de leerLandbouwplantenteelt Bosbouw Economie Biologie stoelgroep.

Tropische plantenteelt Landschapsarchitectuur Sociologie van de In 1986 kwam, na de Tuinbouw Cultuurtechniek westerse gebieden pensionering van Wim Plantenveredeling Tropische Agrarische sociologie Derksen, Henk de Bruin Huishoudwetenschappen Planteziektenkunde cultuurtechniek (de tweede auteur van Zoötechniek Landbouwtechniek dit verhaal) vanuit het Levensmiddelentechnologie Bodemkunde KNMI de vakgroep verVoeding van de mens sterken met zijn specifieMilieuhygiëne ke kennis op het terrein Moleculaire van de micrometeorowetenschappen logie en remote sensing (weersatellieten). Dit Tabel 1. Studierichtingen in 1982. was een werkterrein dat internationaal in opkomst was. De vakgroep nam deel aan belangrijke internationale meetcamkunde en andere Wageningse geledingen. Hieruit bleek duipagnes, zoals La Crau, EFEDA en HAPEX Sahel. Henk was delijk dat in die tijd meteorologie in Wageningen een breed in 1982 bij Bert Wartena gepromoveerd. In 1986 kwam ook ondersteunend bijvak was. Het meteorologieonderwijs richtte Kees Stigter weer terug als hoogleraar in Wageningen, maar zich dus in hoofdzaak op toepassingen bij andere vakgebiehij had geen directe bemoeienis met het cursorische onderwijs den. van de vakgroep. Wel begeleidde hij promovendi uit voornamelijk derdewereld landen.

Het tijdperk Wartena (1978 - 1992) Het onderwijs was vanaf 1982 verdeeld in vier richtingen Onder het bewind van Schenk werd een aparte leerstoel (zie Tabel 1). Meteorologie studeren in Wageningen was in meteorologie bij Natuur-en Weerkunde ingesteld en Bert 1978 nog niet mogelijk. Het vak “Meteorologie en klimatoloWartena werd in 1978 benoemd tot hoogleraar met als leeropgie” was slechts een klein verplicht onderdeel van nogal uitdracht de Landbouwweerkunde en de Omgevingsnatuurkunde eenlopende opleidingen zoals diverse Plantenteelt-richtingen, (Jacobs et al., 2003). Bert, een agrariër in hart en nieren, met (Tropische) Cultuurtechniek, Bosbouw en Landschapsareen eigen boerderij in de Achterhoek, was afkomstig van chitectuur. Voor geïnteresseerde studenten werden als vrijede afdeling Speurwerk van de Heidemij. Bij de vakgroep keuzevakken aangeboden de vakken “Agrometeorologie” en waren destijds Frits Bottemanne, Wim Derksen en Johan meteorologie practica van 3 of 6 maanden.

Birnie de stafleden op het gebied van de meteorologie en In de loop der jaren breidde het aantal vakken in de meteometeorologische metingen. Het andere deel van de vakgroep rologie zich langzaam maar zeker uit. Zo ontstonden: “Demonhield zich vooral bezig met de (technische) natuurkunde, straties meteorologie”, over meetinstrumenten, verwerking transportverschijnselen, agrofysica en met de meet-regel- en van metingen en bespreking van weerkaarten, “Meteorolosysteemtechniek. Als versterking voor het meteorologieongie voor luchtverontreiniging”, verplicht voor de opleiding derwijs nam Bert Wartena Adrie Jacobs mee van de Heidemij.

Milieuhygiëne en “Omgevingsnatuurkunde” een combinatie Landbouwmeteorologische problemen waren Adrie’s drijfveer van natuurkundige en meteorologische onderwerpen. Het vak voor het onderzoek. Zijn werk aan dauw dat als een rode draad “Landbouwmeteorologie” ging eigenlijk over dynamische- en door zijn carrière loopt is hiervan een voorbeeld (de Bruin, synoptische meteorologie en micrometeorologie en daaruit 2010). Verder had Bert bedongen dat voor het bijhouden van ontstonden in 1984 de vakken “Micrometeorologie”, over uithet actuele weer John Bernard van het KNMI in Wageningen wisselingsprocessen tussen gewas en atmosfeer, “Grenslaaggestationeerd werd. Dagelijks werd tijdens informele lunchmeteorologie” over de turbulente- en de nachtelijke grenslaag pauzepraatjes het actuele weer door hem besproken. In 1983 en het vak “Dynamische en synoptische meteorologie”. Ook besloot Frits Bottemanne zijn eigen bedrijf te starten en verliet werden dat jaar voor het eerst gegeven “Tropische meteorode vakgroep. Hij werd opgevolgd door de eerste auteur van logie” gedoceerd door Hans Reiff als gastmedewerker van dit verhaal. Toen John Bernard in 1984 hals-over-kop werd het KNMI, “Weerkamerpraktijk” door John Bernard, over het teruggehaald voor het presenteren van het weerbericht voor maken en interpreteren van weerkaarten en computerprognohet NOS-journaal, werd hij gedurende korte tijd vervangen ses, “Meteorologische veldwaarnemingen” en “Verwerken door Gé Prangsma. Figuur 3 is een opname uit die periode. waarnemingen en dataopslag”. In 1985 volgden: “Fysische Bert Wartena zag in dat er in Nederland ruimte was voor meteorologie” over atmosferische thermodynamica en woleen commercieel weerbureau en overtuigde het College van kenvorming, “Fysische klimatologie”, “Klimaatmodellen”, Bestuur hiervan. Dit huurde, buiten de begroting van de vak“Fysische stromingsleer”, “Praktische verdampingsformules” groep om, de diensten in van het pas opgerichte Meteo Consult en “Onderhoud en ijking meteorologische meetinstrumenten”. (nu MeteoGroup) en bood dit bedrijf tijdelijke huisvesting aan Vanzelfsprekend verdwenen in de loop der tijd ook sommige op het terrein van de Landbouwuniversiteit, direct verbonden oude vakken of werden die samengevoegd tot nieuwe. aan het gebouw van Natuur- en Weerkunde op de Duivendaal.

Bert Wartena zag in Wageningen mogelijkheden tot het Bert Wartena heeft zo een belangrijke rol gespeeld bij het tot oprichten van wat hij het Agrometeorologisch centrum noemstand komen van commerciële meteorologie in Nederland de. De landbouwwereld was en is echter nog zo divers en de en Europa. Met de komst van Meteo Consult in 1986 (van wensen en mogelijkheden zo uiteenlopend, dat het initiatief den Born, 2011) was er een continu bemenste weerkamer en nooit als zodanig van de grond is gekomen. In plaats hiervan vertrok Gé weer naar het KNMI. Tot op de dag van vandaag vestigde Meteo Consult zich in 1986 in Wageningen, mede Teeltkundige en Technologische

10

Meteorologica 3 - 2017

Landgebruik

Maatschappij wetenschappelijke

Biologische

gesplitst werd en een eigen vakgroep Meteorologie ontstond. Figuur 4 is een groepsfoto uit dat eerste jaar van de nieuwe vakgroep.

In datzelfde jaar 1989 werden de opleidingen, in het kader van de door de overheid opgelegde “Selectieve Krimp en Groei” herverkaveld, en ontstond de opleiding “Bodem, water en atmosfeer”, een samenvoeging van de bestaande opleidingen Bodemkunde en Cultuurtechniek, en de toevoeging van een nieuwe oriëntatie: de meteorologie. Vanaf dat moment kon men in Wageningen als meteoroloog afstuderen. De erfenis van het verleden blijkt uit de drie richtingen binnen de meteorologie: (1) landbouwmeteorologie, (2) micrometeorologie en (3) agroklimatologie. De interactie met het “landbouwkundig gebruik” stond dus nog wel degelijk centraal.

Dat zou niet lang zo blijven.

Door de duidelijke aanwezigheid van meteorologie kon het gebeuren dat in het jaar waarin Bert Wartena afscheid van de vakgroep nam, in april de eerste diploma’s van de VOM (Voortgezette Opleiding Meteorologie) aan een aantal cursisten van de Koninklijke Luchtmacht (KLu) kon worden uitgereikt (Kuiper, 1992). De VOM was tot dat moment een interne KNMI-opleiding, maar men vond dat onderwijs beter door de docenten van een universiteit verzorgd kon worden. De VOM was daardoor een combinatie van vakken verzorgd door KNMI-ers en van bestaande vakken van de LUW en volgde na een voorbereidende cursus wis- en natuurkunde van de KLu zelf. Ten slotte was er in die jaren een EU-ERASMUS uitwisseling van studenten tussen de LUW en de Universiteit van Reading tot stand gekomen.

Figuur 4. Groepsfoto van de vakgroep meteorologie in 1989. Op de trap van boven naar Wageningse studenten konden op die manier beneden: Cor Jacobs, Johan Birnie, Dick Welgraven, Peter Jansen, Addo van Pul, Anton Jansen, in Reading college krijgen van onder andeWilly Hillen, Kees van den Dries, Henk de Bruin, Leo Kroon en de secretaresse (naam helaas re de latere Buys Ballot prijswinnaar Brian onbekend). Op de begane grond van links naar rechts: Kees Stigter, Gerrie van den Brink, Adrie Hoskins.

Jacobs, Han The, Teun Jansen, Bert Wartena en Aafke Atzema.

Toen Bert Wartena bij zijn afscheid in 1992 terugkeek op zijn carrière in Wagenindoor de eerdere genoemde bemoeienis van Bert Wartena die gen kon hij met recht tevreden zijn met wat zich sterk had gemaakt voor het afsluiten van een contract hij in die 14 jaar tot stand had gebracht. Hij kon toen echter tussen de LUW en Meteo Consult. De eerder genoemde weernog niet voorzien dat de vakgroep en het onderwijs de 25 jaren presentaties van Wim van den Berg waren en zijn hier een daarop weer ingrijpende veranderingen zouden ondergaan. onderdeel van. Met de komst van Meteo Consult bleek dat Deze verwikkelingen komen in het tweede deel van dit artikel er wel degelijk commerciële mogelijkheden in het vakgebied aan bod, dat in het volgende nummer zal verschijnen. van de meteorologie lagen. Meteo Consult richtte zich aanvankelijk ook op de agrarische markt, maar andere activiteiten Referenties Born, R van den, 2011: Harry Otten neemt na 25 jaar afscheid van Meteo Consult. bleken toch lucratiever. Door de samenwerking met Meteo Meteorologica 20 no.2 p 4-8.

Consult kreeg het Wageningse onderwijs in de synoptische Bruin, H de, 2010: In memoriam Adrie Jacobs. Meteorologica 19 no.2 p 18-19.

Bruin, H de, Hurk, BJJM van den en Welgraven, D. 1995: A series of global radiation at meteorologie en de weersverwachtingstechnieken een nieuwe Wageningen for 1928–1992, Int. J. Climatol, 15 no 11, p 1253-1272. stimulans. Zo verzorgde Michael Saraber, een van de oprichJacobs, AFG et al., 2003: Bert Wartena overleden. Meteorologica 12 no.4 p 13-14.

Jacobs, AFG et al., 2009: Eighty years of meteorological observations at Wageningen, ters van Meteo Consult, gedurende enkele jaren het onderwijs the Netherlands: precipitation and evapotranspiration. Int. J. Climatol, DOI: 10.1002/ in de dynamische en synoptische meteorologie. Voor afgestujoc.1957. deerde studenten bood Meteo Consult werkgelegenheid, naast Kuiper, J, 1992: Eerste VOM-diploma’s in Wageningen uitgereikt, Meteorologica 1 no.1 p 11-13. het KNMI. Wijk, WR van, 1963: Physics of Plant Environment. John Wiley and Sons Inc, New York In 1987 en 1988 ontstond er, na het emeritaat en vertrek 1963 382 pp. van de hoogleraren van de sectie Natuurkunde en Meet-, regelen systeemtechniek een precaire situatie voor de vakgroep, die er toe leidde dat in 1989 de vakgroep Natuur- en Weerkunde Meteorologica 3 - 2017

11

De meteorologische kwaliteit van Netatmo data Wim van den Berg (MeteoGroup) Het is een goede gewoonte dat prijswinnaars van de NVBM award niet alleen een lezing geven maar ook een artikel in Meteorologica publiceren. Mijn lezing op 25 november had als titel “Weather and Data” en dus is dit artikel een soort vervolg daarop. Ik heb de NVBM-prijs ingezet om een Netatmo weerstation aan te schaffen, en in deze bijdrage zal ik ingaan op de meteorologische kwaliteit en bruikbaarheid van dit “consumer weather station”.

Met de opkomst van internet en de ontwikkeling van meteorologische sensoren ligt er een geweldige toekomst open voor het gebruik van een dicht netwerk van “niet-officiële” weermetingen. Het grote aantal metingen maakt het mogelijk om deze op kwaliteit te filteren en daarna als aanvullende bron te gebruiken voor nowcasting en voor lokaal weer zoals in de stad (waar je niet snel teveel meetpunten hebt, zie bijvoorbeeld [1]). Dat filteren is overigens echt nodig, omdat de weerstationnetjes soms geheel zonder kennis van zaken worden opgesteld en evenmin onderhouden worden. Maar wat weten we eigenlijk van de kwaliteit van wél goed opgestelde instrumenten? Ik heb intussen een half jaar in mijn tuin parallelmetingen verricht, waardoor ik de Netatmo data nu goed kan vergelijken met de metingen van een meer professioneel weerstation.

Methode, opstelling en meetperiode Een Netatmo station heeft een binnenmodule voor temperatuur, vochtigheid, luchtdruk, CO2 en geluid; daarnaast heb ik een buitenmodule voor temperatuur en vochtigheid en

Figuur 1. Testopstelling Netatmo. Windmeter op tijdelijke mast op 5m (Nw), temperatuur in weerhut (inset, N); Davis windmeter (Dw) op 10m, Davis sensorhut op 2.5m (D).

12

Meteorologica 3 - 2017

een extra module voor wind (snelheid, richting, windvlagen) gekocht. Ik heb geen regenunit aangeschaft; in dit artikel gaat het vrijwel uitsluitend over de kwaliteit van de metingen van temperatuur (vochtigheid) en wind. En wat de interessante CO2 en geluidmetingen aangaat, deze betreffen het binnenmilieu en zal ik hier niet bespreken.

Een Netatmo station, dat gekoppeld kan worden met niet-meteorologische (binnen)sensoren (zie http://netatmo. com), heeft geen display. Je kunt de gegevens alleen uitlezen via een app of in een gadget op het bureaublad van een PC. Dat bleek bij installatie en bij het oplossen van storingen een uitdaging! Alle gegevens moeten namelijk eerst via wifi verzonden worden voordat je er zelf toegang toe hebt, en de update-frequentie ligt vast, namelijk gemiddeld elke 5 minuten, al kun je door “een druk op de knop” van de hoofdunit wel een meting “on demand” doen. Een eerlijke vergelijking van de Netatmo metingen met die van een ander weerstation vereist dus het downloaden van de gegevens, wat gelukkig mogelijk is. Dat andere weerstation is in mijn geval het semiprofessionele weerstation VantagePro2 van Davis (zie http:// www.davisnet.com/solution/vantage-pro2/) dat ik al ruim 10 jaar in gebruik heb. Van dat weerstation, dat overigens wél een real-time uitlezing heeft in een fraaie display, heb ik elke 10 minuten gegevens (via de datalogger of via Internet).

Alle metingen zijn representatief voor een (grote) tuin aan de rand van het dorp Bennekom. De Netatmo temperatuur/ vochtigheid sensor is geplaatst in mijn klassieke Stevenson screen weerhut; directe stralingseffecten (waarvoor de Netatmo unit gevoelig is) worden zo vermeden. De Netatmo windsensor is geplaatst op een tijdelijke mast van 5 meter (zodat de sensor goed bereikbaar is in geval van onderhoud of het verwisselen van de batterij). Deze mast is verankerd aan dezelfde weerhut (zie Figuur 1). De windmeting is natuurlijk niet representatief voor het open veld, en dat geldt al helemaal voor de windrichting. De vergelijking van de windmetingen met die van Davis is daarom enkel kwalitatief, niet kwantitatief. De Davis apparatuur is ook bevestigd aan de weerhut; het screenhutje voor de temperatuur/vochtigheid is niet geventileerd en bevindt zich ruim 2 meter boven de grond. De Davis cup anemometer staat op 10 meter hoogte, 1 meter boven de daklijn.

Van de periode 15 januari tot en met 31 juli 2017 zijn alle beschikbare metingen van beide weerstations gedownload, Netatmo via de Netatmo site en Davis via de weeramateur site http://www.vwkweb.nl/ (Sylphide project). De Davis metingen gaan ook naar de KNMI-site https://wow.knmi.nl/ – zie [2] voor een interessante analyse van temperatuurverschillen tussen aan WOW-NL deelnemende amateurstations en KNMIstations. Voor Netatmo betreft het ruim 56000 en voor Davis ruim 28000 metingen, deels uit het winterhalfjaar en deels uit het zomerhalfjaar. Omdat de tijdstippen van meten niet synchroon zijn (Netatmo ongeveer elke 5 minuten met soms een

Figuur 2. Vergelijking van de temperatuur (in rood) en vochtigheid (in blauw) van Netatmo (links) en Davis (rechts) op twee buiige dagen. Er is gekozen voor een weergave in twee aparte figuren, omdat de tijdreeksen van beide stations asynchroon en niet equidistant zijn.

extra tijdstapje ertussen, Davis vrijwel precies elke 10 minuten) en er door diverse oorzaken, zie hierna, ook kleine en grotere hiaten voorkomen in vooral de Netatmo meetreeks (de hiaten verschillen ook nog per sensor), zijn de metingen niet gesynchroniseerd in één grote spreadsheet. Om dezelfde reden heb ik ook geen statistische vergelijking over de hele reeks uitgevoerd, zoals het bepalen van het gemiddelde, minimale en maximale verschil tussen beide instrumenten. In plaats daarvan wil ik eenvoudigweg aan de hand van enkele cases laten zien wat de kwaliteit van de Netatmo data is; de metingen van het Davis station vormen daarvoor de benchmark.

Je zou natuurlijk ook de 10-minuten gegevens van een naburig officieel weerstation als benchmark kunnen gebruiken. In mijn geval zou ik Deelen (KNMI) kunnen kiezen, of de data van Wageningen-Veenkampen (WUR) downloaden.

Experts op het gebied van vergelijken van verschillende amateurstations met officiële stations beschrijven hun bevindingen in [3]. Maar het verschil tussen een in open terrein gelegen meetpunt en een station in een meer bebouwde omgeving is sowieso groot. In dit artikel wil ik juist kunnen aantonen wat de bruikbaarheid van een Netatmo weerstation is voor een “dorpsklimaat” en wel op een locatie waarvan ik de specifieke effecten na ruim 13 jaar meten heel goed ken, iets wat in [4] en [5] ook gedaan is – alleen toen niet voor een Netatmo station want die waren nog niet wijdverspreid. In de weerhut bevinden zich ten slotte ook “analoge” kwikthermometers voor de momentane en de maximum/minimumtemperatuur. De Netatmo sensor bevindt zich pal naast deze thermometerset.

Op interessante dagen heb ik de temperatuurextremen van de Netatmo sensor handmatig met die van de thermometers vergeleken.

Algemene ervaringen en beschikbaarheid van de metingen Nadat binnen- en buitenmodules geplaatst en geactiveerd zijn, zendt het station ongeveer elke 5 minuten zijn gegevens naar de Netatmo-site. Mits de hoofdunit (binnen) stroom heeft, natuurlijk, en de Wifi verbinding stabiel is. Dat laatste is een punt van zorg. Zelfs bij de tuinopstelling op 5 meter hoogte is de ontvangst van Wifi al duidelijk zwakker dan in de weerhut. De ontvangst en opslag van de windgegevens is dan ook eerder (door externe oorzaken zoals een nachtelijke inversie) verstoord. Het enkele centimeters verplaatsen of een beetje roteren van de hoofdunit heeft een duidelijk effect op de ontvangst verder weg! Een wifi-versterker bleek ook te helpen.

De energiezuinigheid van de opstelling is goed te noemen.

De windsensor, die veelvuldig metingen doet en opslaat, was

na 6 maanden nog op 75% van de batterij-capaciteit; van de temperatuurunit in de weerhut was de capaciteit nog niet eens merkbaar teruggelopen.

De beschikbaarheid van de Netatmo data was 98.8%.

Er waren twee belangrijke onderbrekingen in de meetreeks, ééntje door onverklaarde uitval van de hoofdunit (en doordat je steeds op de app moet kijken viel mij dat pas na twee dagen op) en de andere na een nabije nachtelijke blikseminslag (’s ochtends bleek een stroomgroep uitgevallen). Van de wél aanwezige gegevens waren de temperatuurgegevens voor 99.7% beschikbaar (heel goed!) en de windgegevens voor 97.7%. De rest ontbrak doordat het wifi signaal soms te zwak was om de windsensor te bereiken of omdat (voornamelijk ’s nachts) niet alleen de gemiddelde wind maar ook de windvlaag 0 km/u was (“absoluut windstil”). De kleinste vlaag blijkt namelijk niet 0 maar 1 km/u te moeten zijn.

Ter vergelijking: metingen van het Davis station ontbraken ook in de periode na de blikseminslag; daarvoor gecorrigeerd kwamen 99.6% van de (buiten)metingen op de VWK-website terecht – een vergelijkbaar goede prestatie. Overigens zegt dit meer over de daarbij gebruikte communicatie (Meteobridge en wifi) dan over het weerstation. Het zendbereik van de Davis apparatuur is namelijk groot en het basisstation (met de datalogger – die de gegevens desgewenst ook in een andere frequentie dan eens per 10 minuten kan opslaan) ontvangt de gegevens altijd.

Luchtdruk De luchtdruk-op-zeeniveau registratie van zowel Davis als Netatmo is (na eenmalige opgave van de stationshoogte) vrijwel identiek, maar omdat de Netatmo twee keer zo vaak metingen verstuurt zie je in de gedownloade meetreeks bij snelle luchtdrukfluctuaties meer detail. Het is duidelijk dat beide luchtdruksensoren in principe even nauwkeurig zijn. De weergave van de luchtdruk in het grafiekje op het bureaublad is helaas niet nauwkeurig. De verticale as schaalt niet mee en is standaard 40 hPa lang. De kleinschalige en bij buiig weer belangrijke luchtdrukveranderingen zie je dan niet terug. Op de website is dit beter opgelost: bij het klikken op de meetwaarden van een deelnemend station krijg je daar wel een nauwkeurig grafiekje van de luchtdruk. Ook zie je dan dat er verschillen tussen nabije stations zijn, en hoe bergachtiger het gebied is, hoe groter die verschillen worden. De correctie voor de stationshoogte is nog een uitdaging voor de gebruikers!

Temperatuur en vochtigheid (buiten) De behuizing van de sensoren in de Netatmo meetunit is Meteorologica 3 - 2017

13

Figuur 3. Als in Figuur 2, maar nu op een zeer zonnige dag met een enorme dagelijkse gang.

beschut en de unit heeft een zekere warmtecapaciteit. Hierdoor reageert de Netatmo langzamer op snelle veranderingen.

In Figuur 2, waarin twee dagen in juli met actieve buien maar ook met zonneschijn zijn weergegeven, is dit duidelijk te zien. De snelle temperatuurdaling in een bui wordt, ook al zien we alleen de meetresultaten om de 10 minuten, door het Davis schotelhutje beter opgepakt dan door de 5 minuten samples van de Netatmo (en dan kijken we in deze internet bestanden niet eens naar de momentane extremen, zoals die worden opgeslagen in het etmaalmaximum en -minimum). De relatieve vochtigheid sensor is ook bij Davis wat minder snel, en bij de vochtigheid zijn de metingen van beide weerstations vergelijkbaar.

Op een dag met zonnig weer en slechts een zwakke wind (9 april) zien we deze effecten ook (Figuur 3). De Netatmo vochtsensor raakt in de nanacht zelfs verzadigd (100%) en heeft enige tijd nodig om weer zinvolle metingen te laten zien; op winterdagen kan deze verzadiging een groot deel van de dag aanhouden. Verder is de temperatuurmeting van de Netatmo “vloeiend” omdat kleine tussentijdse variaties door een windvlaagje in de nacht of enige convectieve menging overdag niet opgepikt worden, want de meetunit is daarvoor te traag. De dagextremen bij Netatmo zijn overigens wel wat meer uitgesproken; in de nacht komt dat doordat de meting

in de weerhut 50 cm lager plaatsvindt dan de meting in het Davis screen en bij een scherpe nachtelijke inversie maakt dat uit! Overdag pakt de Netatmo behuizing enige stralingswarmte op (de binnenzijde van de Stevenson weerhut is wit en zou volgens sommigen zwart moeten zijn). De klassieke min/maxthermometer in de weerhut, die ’s nachts zeer goed vergelijkbaar bleek met Netatmo, is daarvoor minder gevoelig en geeft overdag vaak een wat lagere waarde dan de Netatmo.

De verschillen zijn echter meestal niet groter dan 0.5 graden, zie Tabel 1, waar ook de etmaalgemiddelden voor 9 april zijn weergegeven. Los daarvan zijn er natuurlijk in een tuin überhaupt stralingseffecten; de temperatuurmeting in een alleen natuurlijk geventileerde weerhut of screen is dan snel iets hoger dan deze zou zijn in een mechanisch geventileerde hut.

Samenvattend blijkt de Netatmo temperatuur/vochtigheid sensor bij een goede opstelling goed bruikbaar, al kijk je eigenlijk meer naar de gemiddelde temperatuur van het afgelopen kwartier dan naar de momentane waarde.

Windrichting Hoewel elke windvlaag een windrichting krijgt, vertoont de verdeling van die windrichting bij Netatmo een wat merkwaardig gedrag. Er is een sterke voorkeur voor een windrichting uit de 8 hoofdrichtingen en dan met name voor exact

Figuur 4. Frequentieverdeling (aantallen metingen) Netatmo windvlagen; de sterkste vlaag was op 23 februari, zie Figuur 6.

14

Meteorologica 3 - 2017

Figuur 5. Netatmo windsnelheid (blauw) en windrichting (rood) op een rustige dag (9 april).

oost en exact west; een windrichting van één graad minder dan die hoofdrichting komt zelfs helemaal niet of bijna niet voor. Afrondingseffect in het algoritme? Dit treedt vooral op bij zwakke wind. Dit gedrag is bij de gemiddelde windrichting (over 5 minuten) nog veel sterker. Als de gemiddelde windsnelheid, die wordt opgeslagen in gehele km/u, 0 km/u is (maar die wel een of meer wind”vlagen” van 1 km/u met bijbehorende windrichting bevat) is de gemiddelde windrichting niet gedefinieerd. Er zijn echter ook enkele situaties waarin de gemiddelde windrichting niet gedefinieerd is bij significante gemiddelde wind; er gaat iets fout maar wat? Gelukkig kwam dit maar zelden (<1 ‰) voor. Vergelijken we dit met de windmetingen van het Davis station, dan is de Davis consistenter. Alle windrichtingen komen voor, en er wordt altijd een windrichting gegeven. Echter, als het bijna windstil is wordt de laatst gemeten windrichting vastgehouden. De windvaan is daarbij iets gevoeliger dan de windcups. Deze windcups hebben een aanloopsnelheid (die helaas groter is geworden met de veroudering van het station) waardoor het station tegenwoordig gedurende 30% van de tijd, vooral in rustige nachten, 0 km/u registreert.

Windsnelheid De gemiddelde windsnelheid en de windvlaag vertonen bij de Netatmo sensor een keurige Weibull verdeling waarbij de wind”vlaag” van 2 km/u iets oververtegenwoordigd is (Figuur 4). Ook het verband tussen gemiddelde wind en windvlaag is zoals je (in een tuin, met grote vlaagfactor) zou verwachten. Een gemiddelde windsnelheid van 0 km/u komt slechts minder dan 2% van de tijd voor. De ultrasone meettechniek is duidelijk gevoeliger dan de klassieke windcup. Op een enkele dag was er een snelle toename van de wind te zien tot ruim boven de windsnelheid van het Davis station op 10 m met “fake” windvlagen van 9 of 10 m/s. Het lijkt wel een soort resonantie. Na enkele uren verdween het effect weer. Dit kwam in de onderzochte periode maar zelden voor. Echter, medio augustus waren de batterijen van de windsensor ineens leeg. Bij inspectie bleek het batterijvak vol water te staan (de

windunit blijkt niet helemaal waterproof, en reviews op internet tonen aan dat ik niet de enige gebruiker ben die hierdoor verrast werd). Na droging en vervanging van de batterijen kwamen de “fake” windvlagen terug en wel op elke zonnige ochtend. Waarschijnlijk is ook de “interne” elektronica vochtig en gebeurt er iets als de meetunit opwarmt.

In Figuur 5 zien we de windregistratie op dezelfde zonnige aprildag als waarvan we de temperatuur en vochtigheid bekeken hebben. De gemiddelde wind is in de nacht geregeld 0 km/u, de windrichting dus af en toe “-1”, maar de wind”vlaag” ontbreekt niet en is steeds 1 km/u of hoger. Door de zwakke wind zien we ook een voorbeeld van het effect dat de windrichting, als deze wel berekend kan worden, “clustert” op de hoofdrichting oost.

De gemiddelde windsnelheid en de windvlaag tonen bij het Davis station ook een Weibull verdeling, waarbij er bij transformatie naar km/u wat voorkeursbins ontstaan omdat Davis in mijlen per uur meet (met als minimum 1 mph, wat 1.61 km/u is).

Een interessante vergelijking is mogelijk voor de metingen tijdens het stormachtige weer van 23 februari. In Figuur 6 zien we respectievelijk de metingen van het Netatmo station en die van het Davis station. Omdat de Davis hoger en vrijer staat opgesteld, registreert deze meer wind en een duidelijker windruiming dan de Netatmo windmeter. De vlaagfactor op het dak is ongeveer 2, in de tuin op 5 meter hoogte is deze zeker wel 2.5. De eerste uren nemen windsnelheid en windvlaag van beide stations toe, na de windruiming naar het westen blijft de Netatmo door een grotere beschuttingsfactor achter (en omdat de westenwind op 5 meter hoogte om het huis heen blaast, Te m p e rat u u r / i n - Minimum strument

Maximum

Etmaalgemiddelde

Kwikthermometer

1.0

22.6

-

Netatmo

1.0

23.2

12.2

Davis

1.4

22.7

12.4

Tabel 1. Een getalsmatige vergelijking van de metingen op 9 april.

Meteorologica 3 - 2017

15

Figuur 6. Vergelijking van de windsnelheid (rood) en de windrichting (blauw) van Netatmo (links) en Davis (rechts) op een windrijke dag.

kan ook de windrichting van de Netatmo niet volgen). Maar dit maakt deel uit van de testopstelling, gemiddeld genomen is in deze case de windregistratie van de Netatmo representatief voor de specifieke locatie. Ook van de Netatmo windsensor kan ik samenvattend zeggen dat deze goed voldoet, ook bij hele lage windsnelheden, al heeft het algoritme voor de windrichting een voorkeur voor sommige hoofdwindrichtingen.

Een tegenvaller is dat de windsensor niet waterproof is.

Netatmo map De gegevens van de Netatmo stations zijn zichtbaar (OpenData!) op https://weathermap.netatmo.com/. Je kunt kiezen uit temperatuur, regen (actueel, afgelopen uur of dagtotaal), wind (of windvlaag). Temperatuurgegevens kunnen worden gefilterd (“outliers”, hoe die ook gedefinieerd worden, zijn dan niet te zien). De publieke site laadt langzaam aangezien de database intussen erg groot is (ongeveer 100.000 deelnemers), maar na inloggen is de site een stuk sneller. De gegevens zijn ongeveer 10 minuten oud. De weergave van regen en wind gebeurt met icoontjes die maar weinig verschillen in kleur; de absolute meetwaarde is (behalve bij temperatuur) alleen te achterhalen door op het meetpunt te klikken – en dan zie je meteen ook het verloop over de huidige dag mét de verwachting voor de komende dagen die door MeteoGroup aan Netatmo wordt geleverd. Er komen nog steeds meetpunten bij, en (nadat je als meteoroloog de locaties met een foute meetopstelling eerst even wegdenkt) is het heel leuk om de grote temperatuurverschillen in bijvoorbeeld de Alpen te zien.

Netatmo data kunnen ook worden doorgespeeld naar de Wunderground community, waar ook andere soorten weerstations worden getoond. De bijbehorende site (https:// www.wunderground.com/wundermap) heeft dus nog meer waarnemingen, ook van meer professionele stations, en toont direct de echte meetwaarden. De gegevens zijn gemiddeld ook ongeveer 10 minuten oud. Bij klikken op het station, en daarna op de aangegeven Wundermap stationscode link, krijg je alle verzonden meetrapporten (van alle weerparameters) van de afgelopen 24 uur van dat station te zien in grafiek- of tabelvorm, en bovendien kun je terugkijken naar metingen uit het verleden. Omdat de metingen toch met verschillende instrumenten worden gedaan, heeft het mijn voorkeur om Netatmo alleen op de Netatmo site te bekijken.

Conclusie De strak vormgegeven Netatmo meetunit kan prima voldoen als lokaal weerstation. Maar dan moet de gebruiker de sensoren wel met zorg (beter: met kennis van zaken) plaatsen.

De temperatuurunit is behoorlijk gevoelig voor warmtestraling, dit is zelfs nog merkbaar bij plaatsing in een weerhut.

16

Meteorologica 3 - 2017

Bovendien reageert de temperatuur relatief langzaam op snelle weersveranderingen; de meting geeft eigenlijk meer het gemiddelde van de afgelopen 15 minuten dan van de laatste minuut. Omdat alle gegevens via internet (wifi) verwerkt worden, is ook een stabiele wifi-verbinding van groot belang. De ultrasone windunit is heel gevoelig en registreert windvlagen al vanaf 1 km/u. Wel heeft het apparaat soms moeite om de gemiddelde windrichting te berekenen, en ook lijkt het nodig de sensorbehuizing extra dicht te kitten om waterindringing te voorkomen. Voor de niet-meteoroloog, of “gewone consument”, heeft Netatmo veel te bieden, zeker ook door de koppeling met andere (binnenhuis)metingen. Wil je de metingen ook op een display zien, dan zijn er tegenwoordig veel betaalbare alternatieven – wie gaat ze allemaal uitproberen? Wil je echt “professionele” metingen, dan zijn de duurdere weerstations van bijvoorbeeld Davis te verkiezen.

En wat te doen met die vloed aan consumentenmetingen op de diverse sites? Bij het bekijken en gebruiken van die “consumer data” moet je als professioneel meteoroloog vooral eerst kritisch zijn. De hoogste temperaturen zijn meestal niet betrouwbaar… De laagste temperaturen daarentegen wél, dat zijn vaak metingen op het platteland, en die kunnen in de winter een leuke indicatie geven van plekken die gevoelig zijn voor stralingskou. Lokale metingen van windsnelheid zijn helaas zelden betrouwbaar, want hoe kom je aan een representatieve plek? Eigenlijk moet je in de bebouwde omgeving helemaal niet de gemiddelde wind willen weten. Veel belangrijker zijn daar de windvlagen; websites zouden vooral deze moeten tonen! En uit oogpunt van (fiets)veiligheid zou ik aanbevelen om goedkope sensoren zoals die van Netatmo neer te zetten nabij hoeken van gebouwen en de windvlaagmetingen daar te gebruiken voor een automatische waarschuwing van passanten! Ten slotte nog even een opmerking over regenmetingen door consumenten. Ook hier komt het aan op een goede plaatsing! Het superdichte meetnet geeft op zich een goede indicatie over plaatselijke verschillen in regenval; hierbij zijn juist de hogere waarden betrouwbaar (de regenmetingen in de stad staan vaak “te beschut”). En wat is er leuker dan bijna real-time op Internet te zien hoe zwaar de buien zijn?

Referenties

[1] Steeneveld, J-J., Koopmans, S., van Hove, B., Heusinkveld, B., Holtslag, B. (2012): Het warmte-eiland effect en thermisch comfort in Nederlandse steden. Meteorologica 1, p 13-18.

[2] De Haij, M., Koole, M., Noteboom, J.W., Siegmund, P. (2016): Het WOW-NL netwerk: één jaar later. Meteorologica 2, p 16-20.

[3] Bell, S., Cornford, D., Bastin, L. (2013): The state of automated amateur weather observations. Weather 68, February 2013, p 36-41.

[4] Jenkins, G. (2014): A comparison between two types of widely used weather stations. Weather 69, April 2014, p 105-110.

[5] Bell, S., Cornford, D., Bastin, L. (2015): How good are citizen weather stations?

Addressing a biased opinion. Weather 70, March 2015, p 75-84.

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

Specialist in klimaatmeet instrumentatie

Ultrasoon Universele Windmeter Nieuwe Compacte Ultrasone Windmeter 2D Features: Meetbereiken: • Robuust en compact WS : 0... 75m/s • Optimale prijs-prestatie ratio WR : 0...360° • Hoge nauwkeurigheid Temp. : -40 - +70°C • Onderhoudsvrij Uitgangen: 0/4...20mA • Digitale en analoge interfaces 0/2...10V • Gepatenteerde Ultrasone sensoren Interface : ASCII, Modbus • Verwarmd RTU, NMEA WV • Zeewaterbestendige metalen behuizing •Toepassingen : Off-shore, Bruggen en sluizen, Industrie, Scheepvaart, Luchtvaart, Verkeer, Windmolens.

Binnenkort leverbaar!

VIS range Spectroradiometer

Spectroradiometers voor veld applicaties.

De SS-serie is beschikbaar met twee golflengte opties: 340 tot 820 nm (SS-110) 635 tot 1100 nm (SS-120) Beide uitvoeringen zijn beschikbaar met verschillende lenzen: (Field Of View): 180° (voor hemisferische metingen), 150° en 25° (voor reflectie metingen).

Toepassingen: lichtspectrum metingen (energie flux dichtheid, foton flux dichtheid, verlichtingssterkte) van verschillende lichtbronnen, reflectie en transmissie metingen van natuurlijke (vaak gewas) en synthetische materialen.

Eénvoudig in gebruik, effectieve metingen m.b.v. USB interface.

Turfschipper 114 | 2292 JB Wateringen | Tel. 0174 272330 | Fax. 0174 272340 | info@catec.nl | www.catec.nl Meteorologica 3 - 2017

17

Squall line triggert meteo-tsunami Reinier van den Berg (MeteoGroup) De slotfase van mei verliep ronduit zomers met soms zelfs tropische temperaturen. Er sneuvelden diverse warmterecords. Toch was dat wat er eind mei, op de 29e, langs de Nederlandse kust gebeurde, veel extremer.

Langs vrijwel de hele westkust regende het waarnemingen van een serie opmerkelijk hoge golven die ineens vanuit het zuidwesten het strand kwamen oprollen. Het bleef niet bij metingen. Er werden op verschillende plaatsen ook unieke beelden van gemaakt. Vrijwel zeker de eerste keer dat dit bijzondere natuurverschijnsel zo duidelijk is vastgelegd. Zowel bij MeteoGroup (http://www.weer.nl/nieuws/detail/2017-05-30-terugblikmeteo-tsunami/) als bij het KNMI (https://www.knmi.nl/kennis-en-datacentrum/achtergrond/meteo-tsunamitreft-nederlandse-kust) verschenen weldra artikelen op de websites om het bijzondere verschijnsel te duiden.

Actieve onweerslijn Weerkundig gezien hadden we te maken met een situatie die we in Nederlandse zomers wel vaker zien. We bevonden ons in warme lucht die werd aangevoerd met een goed ontwikkelde zuid- tot zuidwestelijke stroming op grotere hoogte in de atmosfeer. Gekoppeld aan een warmtefront dat in deze stroming meekwam, ontstond er in de nacht van zondag 28 op maandag 29 mei een actieve lijn met onweersbuien: een zogeheten squall line met korte tijd zelfs een bow-echo in de onweerslijn. De buienlijn trok rond 5 uur langs de Zeeuwse kust waarbij het actiefste deel nog buitengaats bleef (Figuur 1). In de uren daarna zou de kust van achtereenvolgens Zuiden Noord-Holland een fikse veeg mee krijgen van de snel passerende buienlijn. In het westen werd aan de voorzijde van de lijn ook een mooi ontwikkelde shelfcloud gezien; karakteristiek voor het type mesoschaal convectieve systemen (Figuur 2). Om 7 uur lokale tijd had de lijn Den Helder bereikt (Figuur 3). Hemelsbreed een afstand van 185 kilometer. Ofwel, de lijn bewoog zich voort met maar liefst ruim 90 km/uur.

90 km/uur Tijdens het passeren van de lijn vertoonde de wind een bijzonder gedrag. Gangbaar bij de passage van een squall-line vanuit

Figuur 2. Shelfcloud bij Zoetermeer (foto: Youri de Vree).

18

Meteorologica 3 - 2017

Figuur 1. Radarbeeld 5 UTC, met waarnemingen.

het zuidwesten is, dat het (meestal voordat het hard begint te regenen) plotsklaps hard gaat waaien uit zuidwestelijke richting. Tijdens en vooral na de passage neemt de wind normaliter af om vaak ook wat te ruimen naar bijvoorbeeld west of noordwest. Op die dag stond er voor de naderende squall line uit een tot matig aantrekkende noordoostenwind, die dus recht

verplaatst. Er zijn zelfs volstrekt unieke beelden van gemaakt met de beveiligingscamera van Beachclub Havana. Daarop is te zien dat het waterpeil in een mum van tijd minstens 2 meter stijgt! Korte tijd later passeerde de vloedgolf onder meer Katwijk en IJmuiden. Ook in deze plaatsen werden tal van voorwerpen verplaatst, werd soms schade gemeld, en maakte weerfotograaf Jan Koning indrukwekkende videobeelden.

Daarop is te zien hoe de vloedgolf noordwaarts trekt en ‘de stranden afwerkt’ (https://www.youtube.com/watch?v=CjQk_ xt_WU0&t=21s).

Figuur 3. Radarbeeld 7 UTC, met waarnemingen.

de buienlijn in waaide. Nog veel opmerkelijker was de matige tot krachtige noordoostenwind die achter de passerende buienlijn opstak. Dus voor de beeldvorming: als je op de pier bij Scheveningen had gestaan voelde je in tien minuten tijd eerst een noordoostenwind van kracht 4, vervolgens korte tijd een harde zuidwestenwind, kracht 7, met uitschieters tot 90 km/ uur, en daarna een vrij krachtige noordoostenwind, kracht 5.

Je zal maar in een bootje op zee hebben gezeten…

Plotselinge vloedgolf Maar wat die zee betreft, daar ontstond eigenlijk het meest bijzondere verschijnsel. De eerste meldingen van een plotselinge vloedgolf aan de kust van Zuid Holland kwamen om kwart voor zes binnen. Sterker nog, in Rockanje werd zelfs schade gemeld. Allerlei voorwerpen tot en met een soort houten gebouwtje werden door het snel opkomende water

De Seiche en de Rissaga Het unieke verschijnsel is in Nederland wel eens vaker waargenomen, maar dan vooral op het IJsselmeer. In Lemmer werd in de zomers van 1984 en 2006 een plotselinge vloedgolf waargenomen, in beide gevallen ook tijdens een snel trekkende onweerslijn. In dit verband werd de benaming Seiche al gebruikt. Het verschijnsel resulteert in extreem hoog water in een afgesloten bassin, zoals het IJsselmeer. Principieel is de sterke verhoging van het waterpeil aan de aflandige kant van het bassin een staande golf. Afwijkend van het snel lopende karakter van een tsunami-achtig verschijnsel zoals we dat van kustgebieden aan open zee kennen. Bekender nog is het verschijnsel in het Middellandse Zeegebied. In Spanje wordt de plotseling opkomende golf een Rissaga genoemd. Typisch komt deze voor in de eerste helft van de zomer in combinatie met actieve onweersbuien.

Inversie Het mechanisme dat de vloedgolf ofwel meteo-tsunami produceert heeft enerzijds te maken met de snel passerende onweerslijn, maar ook met de opbouw van de atmosfeer.

Noodzakelijk voor het optreden van de meteo-tsunami is een

Figuur 4. Berekende dwarsdoorsnede 5 UTC, voor IJmuiden.

Meteorologica 3 - 2017

19

Figuur 5. Barogram Katwijk (foto: Michel Beussen).

duidelijk aanwezige inversie nabij het aardoppervlak. Er moet dus vlak boven het wateroppervlak een luchtlaag zijn die beduidend kouder is dan de onstabiele warme lucht op wat grotere hoogte. Vanzelfsprekend komen we dit vaker tegen in de lente en voorzomer, als het (zee)water nog relatief koud is. Op 29 mei was de koude laag nabij het zeeoppervlak goed te zien in de berekende verticale opbouw van de atmosfeer te IJmuiden (5 uur lokale tijd), zie Figuur 4. De aanwezigheid van een inversie wordt uitvoeriger beschreven in een artikel naar aanleiding van een Rissaga aan de Spaanse kust. Zie: https://www.adv-geosci.net/12/1/2007/adgeo-12-1-2007.pdf Zeewater naar beneden geduwd Wat er simpel gesteld gebeurt is het volgende. De snel trekkende onweerslijn veroorzaakt krachtige luchtdrukschommelingen. In het barogram van Katwijk (zie Figuur 5) zien we een plotselinge luchtdrukschommeling van tenminste 5 hPa. Dat is erg veel. In de weerkunde heet zo’n snelle verandering een onweersneus. De schommeling wordt veroorzaakt door de krachtige dynamische processen in de bui. Snel opstijgende warme lucht maar ook snel dalende afgekoelde lucht. Het verklaart trouwens ook het al genoemde zeer opmerkelijke gedrag van de wind tijdens de passage van de onweerslijn. Bij het passeren van de onweerslijn loopt als het ware een golf van lage druk, direct gevolgd door een golf van hoge druk, en dan weer lage druk, over de koudere luchtlaag nabij het zeeoppervlak. Deze golf trekt met de buienlijn mee, in dit geval met 90 kilometer per uur. Daar waar de hogere druk passeert en drukt op de koude ‘zware lucht’ in de onderste luchtlaag, wordt het water naar beneden geduwd. Aan weerskanten komt het water juist omhoog: de meteo-tsunami is geboren.

Voortsnellende golf Op open zee zal de amplitude van de ontwikkelende vloedgolf aanvankelijk gering zijn. Op basis van alleen het luchtdrukeffect kan worden afgeleid dat een drukstijging van 5 hPa een waterpeilverlaging van 5 centimeter oplevert. Dit wordt wel het omgekeerde barometereffect genoemd. De golf van in beginsel slechts 5 centimeter trekt met de snelheid van de buienlijn mee. Of er uit zulke kleine golven daadwerkelijk een meteo-tsunami ontstaat is afhankelijk van een groot aantal factoren; de intensiteit van de drukverstoring, de snelheid van bewegen, de oriëntatie ten opzichte van de kust en de kustopbouw zelf. In diverse onderzoeken wordt zoals hierbo20

Meteorologica 3 - 2017

ven al gesteld ook de verticale opbouw van de atmosfeer als belangrijke factor genoemd. Als de omstandigheden gunstig zijn, kan de amplitude van de golf toenemen. Daarbij kan resonantie een sleutelrol spelen. In het reeds genoemde artikel van het KNMI wordt deze zogeheten Proudman resonantie verder uitgelegd.

Als de snel voortbewegende golf ten slotte ondiep water bereikt en het strand oprolt, neemt de hoogte snel toe. Een bekend verschijnsel dat ook bij een ‘echte’ tsunami (opgewekt door een zeebeving) altijd optreedt. Dit natuurlijke proces heeft te maken met afnemende diepte van de waterkolom.

De voorzijde van de golf remt af, de achterzijde (nog) niet.

Daardoor wordt de aanvankelijk vrij lange maar vlakke golf steeds steiler. Uit de beelden van Rockanje is te zien dat het water in korte tijd minstens 2 meter hoger staat! Rockanje ligt overigens optimaal voor een zo groot mogelijk effect, want het is een soort baai waar het water zich kan ophopen. Samenvattend: in ons land komt een meteo-tsunami bij voorkeur in de voorzomer voor en liefst in de nacht of vroege ochtend. Dan is het effect van de koude laag nabij het oppervlak immers maximaal. Door onderzoekers van Deltares is naderhand een illustrerende simulatie gemaakt van de meteo- tsunami. Zie hiervoor: https://www.youtube.com/watch?v=crE3ZMmUCQc. Onweer hoorbaar op 80 km?

Er gebeurde overigens nog iets heel bijzonders in deze onweerssituatie, dat ook met een inversie heeft te maken.

Laat in de avond van 28 mei kwam vanuit het zuiden onweer opzetten. Eerder op de dag was er met een invallende noordwestenwind al koelere lucht binnengestroomd, maar op iets grotere hoogte was de zeer warme lucht nog aanwezig. Er was dus een duidelijke inversie. Toen ik die bewuste avond om 11 uur nog aan het genieten was van de zwoele zomeravond, begon het in het zuidwesten herhaaldelijk heel zacht te rommelen. Het geluid klonk veel dieper en lager dan bij ‘normaal’ onweer. Een blik op de bliksemkaart leerde, dat het in de buurt helemaal nergens onweerde. Maar bij Breda bevond zich wel een actieve onweersbui. Het geluid van dit onweer kon zich onder de inversie over extreme afstanden verplaatsen, in dit geval over hemelsbreed 80 kilometer! Uit oorlogen zijn ook verhalen bekend over het geluid van bombardementen die tot op enorme afstanden hoorbaar waren. Ook toen moet er sprake zijn geweest van een duidelijke inversie.

Meteorologica 3 - 2017

21

Trends in uurlijkse neerslag: regent het steeds extremer of vaker?

Mendy van der Vliet (IMAU, KNMI) Het weer in Nederland lijkt extremer te worden: uitzonderlijk warme periodes, zware onweersbuien, droogtes en heftige plensbuien. Sinds 2000 zijn er veel extreme buien geweest, waarvan een aantal met grote wateroverlast tot gevolg (Figuur 1). Komen deze buien werkelijk steeds vaker voor en wat is de link met klimaatverandering? Lenderink en Loriaux verklaarden in het juninummer van Meteorologica waarom wij vaker zware plensbuien kunnen verwachten aan de hand van een versterkte Clausius-Clapeyron relatie (Lenderink en Loriaux, 2017). Er is echter veel debat in de internationale literatuur over in hoeverre deze relatie tussen temperatuur en intensiteit universeel is. Aangezien er 58 jaar aan uurgegevens beschikbaar is voor de vijf Nederlandse hoofdstations (De Bilt, De Kooy, Vlissingen, Maastricht, en Eelde), hebben we bovengenoemd verband getest op significantie (Van der Vliet, 2016). Maar worden we alleen natter in één heftige plensbui of worden we ook vaker nat? Om deze vragen te beantwoorden hebben we gekeken naar de discontinuïteit van de versterkte Clausius-Clapeyron relatie, en de validatie van zowel de verwachte toenames in neerslagintensiteit als van mogelijke veranderingen in de frequentie van natte uren.

Clausius-Clapeyron De Clausius-Clapeyron (CC) relatie geeft aan dat de verzadigings(water)dampspanning van waterdamp exponentieel toeneemt met de temperatuur (zo’n 7% per graad) (Pall, Allen en Stone, 2007). Evenredig aan de verzadigingsdampspanning is de maximale waterdampconcentratie en daarmee ook de maximale neerslaghoeveelheid die gevormd kan worden. Wanneer neerslagintensiteit als een functie van dauwpunt (een maat voor de vochtigheid) wordt gefit, wordt voor neerslagextremen een CC relatie gevonden voor de lagere temperaturen tot 8 à 10 graden Celsius. Voor hogere temperaturen, tussen de 10 en 20 graden Celsius, wordt een dubbel zo sterke relatie (2CC) gevonden (Lenderink en van Meijgaard, 2008; Lenderink et al., 2011). De versterkte CC relatie kan mogelijk verklaard worden door terugkoppelingen in de wolkendynamica (Lenderink en Loriaux, 2017). Doordat er meer latente warmte kan vrijkomen bij stijgende lucht met een hoger vochtgehalte, wordt de ‘buoyancy’ hoger en daarmee de stijging sneller. Vanwege massabehoud leidt dit tot horizontale convergentie aan het aardoppervlak, waardoor meer vocht kan worden ‘aangezogen’.

Transitie in neerslagtype met temperatuur Haerter en Berg (2009) beargumenteerden dat de 2CC relatie het statistische resultaat is van de transitie van minder intensieve, grootschalige neerslag naar meer intensieve, convectie-

Figuur 1. De EK-kwartfinale vrouwen tussen Duitsland en Denemarken in Rotterdam op 29 juli werd afgelast vanwege hevige regenval (foto: ANP).

22

Meteorologica 3 - 2017

ve neerslag met temperatuur (Figuur 2). Een verhoging van de oppervlaktetemperatuur leidt tot een hogere potentiële instabiliteit van de atmosfeer bij gelijke lapse rate, waardoor de kans op convectieve buien toeneemt ten opzichte van de kans op grootschalige, frontale buien. De potentiële instabiliteit van de atmosfeer beïnvloedt de mate van convectie. Meer verticale beweging van lucht in de vorm van convectie resulteert immers in een front dat (gedeeltelijk) steiler is. Bovendien bepaalt de verticale gradiënt het verschil in neerslagintensiteit tussen grootschalige, stratiformgedomineerde neerslag en lokale, convectiefgedomineerde neerslag. Hoe steiler een front, des te meer regen er zal uitregenen boven één plek bij gelijke snelheid waarmee een front voortbeweegt. Wanneer beide neerslagtypen de CC relatie volgen, maar verschillen in intensiteit, kan de transitie tussen de twee neerslagtypen met temperatuur zorgen voor een intensiteitstoename groter dan de CC relatie.

Het is echter nog niet zo makkelijk om onderscheid te maken tussen grootschalige, frontale buien en convectieve buien, aangezien veel convectieve buien zijn ingebed in, of voorafgaan aan, grootschalige, frontale buien. Daarnaast is het conceptueel model van Lenderink en Loriaux, zoals zij zelf al aangaven, een versimpeling van de werkelijkheid. Er is voldoende vocht en de aanwezigheid van een liftingmechanisme voor nodig. Aangezien de 2CC relatie alleen geldt bij bepaalde temperatuur- en neerslagcondities is het model nog steeds redelijk. Kortom, het argument dat de 2CC relatie het statistische product is van de overgang van grootschalige naar convectieve regen met temperatuur, ontkracht het conceptueel model van Lenderink en Loriaux niet volledig. We kunnen ons afvragen hoe strikt de twee neerslagtypen werkelijk te scheiden zijn en of er naast een statistische transitie in de kans op de twee neerslagtypen ook een fysische transitie is in de potentiële instabiliteit? Haerter en Berg laten in later onderzoek zien dat convectieve en stratiforme regensystemen beide intensiever worden met toenemende temperatuur (Haerter en Berg, 2013).

Trend analyse: data en methode De uurlijkse neerslagwaarnemingen zijn afkomstig van vijf stations in Nederland; De Bilt, De Kooy, Vlissingen, Maastricht, en Eelde, voor de periode 1958 – 2015 (Van der Vliet, 2016). Een extreme gebeurtenis is gedefinieerd aan de hand

de vijf stations overeen met een hoofdzakelijk CC (~7%/°C) relatie tot 2CC (~14%/°C) relatie. De trend in meest extreme neerslagsommen bedraagt 0.5 mm/uur over 58 jaar. Dit is in sterkte vergelijkbaar aan het gehele verschil tussen het zomeren wintergemiddelde in intensiteit. In overeenstemming met AR5 van het IPCC (IPCC, 2013) vinden we dat ‘hogere’ extremen relatief meer toenemen dan ‘lagere’ extremen en het gemiddelde.

Figuur 2. Normale distributies van het voorkomen van twee neerslagtypen bij verschillende temperaturen; grootschalig (rood) en convectief (blauw). Bron: Haerter en Berg, 2009.

van de 75-95ste kwantielen van de maximale uurlijkse neerslagsommen (per tijdsonafhankelijke periode van twee dagen).

Deze extreme gebeurtenissen komen 10-45 keer per jaar voor.

Voor de frequentie is er gekeken naar de 50-95% kwantielen van het aantal natte uren per twee dagen. Kwantiele regressie, ook wel percentiele regressie genoemd, is gekozen als statistische methode om de intensiteit en frequentie van de neerslag te fitten. Deze methode is relevanter bij ruimtelijke vergelijking van trends dan de methode waarbij je het aantal overschrijdingen telt (Klein Tank en Können, 2003). Bovendien geeft het de mogelijkheid om de conditionele verdeling (de (1-τ)% van de data) te bestuderen. Kwantiele regressie is een optimalisatie probleem: de regressiefits zijn het resultaat van een minimalisatie van alle absolute verschillen tussen de lineair τ-afhankelijke regressielijn en het bijbehorende τ-gedeelte van de data (Figuur 3).

Trends in neerslagintensiteit Een robuust signaal is gevonden in de trendanalyse van de neerslagintensiteit. Voor alle stations zijn de kwantiele trends positief (Van der Vliet, 2016), waarvan de meeste trends voor de 75-95% kwantielen significant (p ≥ 0.95) positief zijn, met een stijging van 0.2-0.4% per jaar. Dit gaat dus over trends in de 25-5% hoogste neerslagintensiteiten. Figuur 4 laat twee significante trends in neerslagmaxima voor Maastricht zien, welke met 0.19-0.24% per jaar stijgen. Over een gemiddelde temperatuurstijging van 0.03 graden Celsius per jaar (Figuur 6b), komen de gevonden 90% en 95% kwantiele trends van

Trends in frequentie van neerslag In tegenstelling tot de positieve trends in neerslagintensiteit, vinden we juist negatieve kwantiele trends in de frequentie van natte uren, met een daling van 0.1-0.6% natte uren per jaar (Van der Vliet, 2016). Bij elk station behalve het meeste maritieme station De Kooy, is minstens één van de hier berekende τ-afhankelijke regressie trends significant (p ≥ 0.99).

In De Kooy zou warmer zeewater in het najaar mogelijk voor meer uren met neerslag zorgen. In overeenstemming met de kwantiele trends neemt de gemiddelde natheid ook af. Voor de 58-jarige periode is dit een afname van ongeveer 100 natte uren per jaar. Deze afname komt ongeveer overeen met het verschil in natheid tussen het noorden en het zuiden van Nederland. Dit verschil zou je zelf dus kunnen waarnemen als je verhuist van het (vaker natte) noorden naar het (vaker droge) zuiden.

Proved paradox Het lijkt een tegenstelling: vaker droog, maar meer kans op een doorweekt pak. Met oog op de Clausius-Clapeyron relatie is deze paradox toch vrij simpel uit te leggen. De CC relatie stelt dat bij warmere lucht er een hogere dampspanning nodig is voor dezelfde mate van verzadiging als bij koudere lucht met hetzelfde vochtgehalte. Enerzijds betekent dit dat bij verwarming van een luchtkolom deze meer vocht kan bevatten, waardoor er ook meer vocht kan uitregenen. Anderzijds wordt de drempelwaarde van de verzadigingsdampspanning minder snel bereikt, waardoor er minder vaak verzadiging optreedt.

Beide temperatuureffecten komen overeen met de gevonden positieve trends in neerslagintensiteit en negatieve trends in frequentie van natte uren. Er zijn echter ook andere factoren die de mate van verzadiging kunnen beïnvloeden, zoals ver-

2

y

1

Kwantielen 25%

0

50% 75%

−1 −2 0

25

50

x

75

100

Figuur 3. Kwantiele regressie van 100 willekeurige punten. De lijnen geven de τ-kwantielen aan, met τ = 25% (groen), 50% (blauw) en 75% (zwart). De punten binnen een domein zijn (over)gekleurd naar de kwantiel die de ondergrens van het domein aangeeft.

Meteorologica 3 - 2017

23

mogelijk verklaard worden door de invloed van een verhoogde zeewatertemperatuur. De mate waarin ‘de proved paradox’ hypothese geldt voor maritiem gebied, waar de vochtaanvoer vrijwel continue is, zal verder onderzocht moeten worden.

Alhoewel er verschillen zijn in het totaal en het τ-afhankelijke aantal significante trends tussen zomer en winter, komt het type trend (positief of negatief) voor beide neerslagkenmerken overeen met eerder gevonden trends.

Maastricht β = 0.0091 mm hr jaar β = 0.0078 mm hr jaar

Intensiteit [mm/uur]

40

20

0 1960

1980

Tijd [2 dagen]

2000

2015

Figuur 4. Significante trends in de 90% - (oranje) en de 95% (paars)kwantielen, ofwel de 10% en 5% hoogste neerslagintensiteiten, voor Maastricht.

anderingen in de zeewatertemperatuur en de atmosferische circulatie.

Zomer versus winter Vanwege het verschil tussen zomer en winter in het dominerende neerslagtype (convectief versus stratiform), en bijbehorende neerslagintensiteit en -frequentie, hebben we ook de neerslagdata voor beide seizoenen apart geanalyseerd. Voor zowel de maximale neerslagintensiteiten in de zomer als in de winter zijn alleen positieve trends gevonden, welke significant zijn voor de 75-95% (zomer) en de 50-95% (winter) kwantiele regressie fits (Van der Vliet, 2016). Figuur 5 geeft de 90% en 95%-regressie fits, dus de toename van de 10% en 5% hoogste zomer neerslagmaxima voor Vlissingen. Voor de “hogere” extremen zijn de zomertrends relatief sterker (0.1-0.6% per jaar) dan de wintertrends (0.1-0.3% per jaar).

De berekende trends in de frequentie van natte uren zijn zowel voor de zomer als voor de winter negatief, met uitzondering van twee positieve zomertrends voor de Kooy en stationaire zomer- en winterfrequenties voor Vlissingen. We vinden alleen significant negatieve trends voor de 75-95% kwantiele fits behorend bij de zomer en de meest oostelijke stations (Eelde en Maastricht). Deze stations liggen het verst van de kust en zijn daarom vermoedelijk meer afhankelijk van lokale veranderingen in vochtaanvoer dan de andere stations.

De niet-negatieve trends voor de maritieme stations kunnen Vlissingen 40

Intensiteit [mm/uur]

30

20

10

β = 0.039 mm uur jaar β = 0.018 mm uur jaar

0 1960

1980

Tijd [2 dagen]

2000

2015

Figuur 5. Als Figuur 4 maar dan voor Vlissingen en voor alleen zomer data/uren.

24

Meteorologica 3 - 2017

2CC voor een bepaald temperatuurdomein?

Eerder is opgemerkt dat de 2CC relatie niet opgaat voor lagere temperaturen, maar hoe komt dit eigenlijk? We kunnen voorbeelden van “koude neerslagsituaties” bedenken waarbij de versterking van de CC relatie via de wolkendynamica niet opgaat. Ten eerste kunnen koude temperaturen samenhangen met het ontbreken van de randvoorwaarden (de aanwezigheid van een liftingmechanisme en voldoende vocht) voor Lenderink en Loriaux’ conceptuele model. In de winter of in de nacht is er een gebrek aan (sterke) opwarming, de belangrijke drijvende kracht van verticale beweging boven land in de vorm van convectie. Daarnaast is koude lucht eerder verzadigd en kan het dus minder vocht bevatten. Het ontbreken van een 2CC-relatie bij lage temperaturen kan dus verklaard worden doordat in de winter of in de nacht de kans op verhoogde potentiële instabiliteit en dus op convectieve regen lager is.

Ten tweede, in het geval van een inversie: er is dan een koude oppervlaktelaag en boven deze laag neemt de temperatuur toe met hoogte. In dit geval zal de positieve terugkoppeling via latente warmt niet of in mindere mate opgaan. Wanneer de relatief koude lucht door de dag heen aan het oppervlak opwarmt en daardoor meer “buoyant” wordt en opstijgt, impliceert het vrijkomen van latente energie niet dat de lucht daadwerkelijk warmer is geworden dan de warme bovenlaag.

De verticale beweging wordt dan niet noodzakelijk versneld.

Een uitzondering hierbij is ‘elevated convection’, waarbij de forcering plaatsvind boven de inversie.

Wanneer we de relatie tussen neerslagintensiteit en dauwpunttemperatuur bekijken voor de vijf hoofdstations vinden we dat voor de laatste helft van de tijdsperiode in kwestie (1987-2015) de kwantiele regressielijnen meer parallel lopen aan de 2CC relatie dan voor de eerste helft (1958-1987). In Figuur 6b kunnen we zien dat dit verklaard kan worden door een grotere temperatuurtoename (0.014 °C/jaar) in de tweede helft ten opzichte van de eerste helft (0.001 °C/jaar). De maximale wintertemperaturen in Figuur 6a zijn hoger, en bij deze wintermaxima vinden we een 2CC relatie. Kunnen we hieruit concluderen dat de winterneerslag meer convectief is geworden? Hoe de overgang precies verloopt van grootschalige naar convectieve neerslag met temperatuur moet nog onderzocht worden, maar zoals eerder besproken is het lastig om onderscheid te maken tussen de twee neerslagtypes. Het ontbreken van aanwijzingen voor een 2CC relatie bij temperaturen hoger dan 20 °C (Lenderink en van Meijgaard, 2008; Lenderink et al., 2011), is mogelijk te wijten aan een gebrek aan meetgegevens bij deze hoge temperaturen.

Mogelijkheden in de toekomst In Nederland is extreme neerslag significant intenser geworden en zijn er significant minder natte uren. De trend in neerslagintensiteit komt in sterkte overeen met een hoofdzakelijk CC tot maximaal de 2CC relatie. Voor neerslagextremen die minder vaak dan één tot twee keer per jaar voorkomen (behorend bij de 99% en 99.9% kwantielen) vinden we geen

Intensiteit [mm/uur]

a

1958−1986

Seizoen

20

Zomer

10

Winter

5

Type lijn

2

Gem.

1

95% 5

b Dauwpunt [°C]

1987−2015

10

15

5

10

Dauwpunt maxima [°C]

1958−1986

15

99%

1987−2015

8

Regressie Lineair Smooth

1960

1970

1980

1990

Tijd [jaar]

2000

2010

Figuur 6. (a) Regressie van het gemiddelde en de 95%- en 99%-kwantielen in neerslagintensiteit als een functie van dauwpunt voor de zomer en winter.

De zwarte lijnen geven de bijbehorende CC en 2CC relatie. (b) Regressie van het dauwpunt gemiddeld over het jaar.

significante trends, wat mogelijk komt doordat er te weinig datapunten zijn van zulke hoge extremen. Het toepassen van bootstrap in kwantiele regressie zou dit kunnen oplossen.

Bovendien zou het interessant zijn om te onderzoeken of er trends zijn in het voorkomen van een specifiek neerslagtype (convectief versus stratiform). Als er steeds meer convectieve neerslag valt in plaats van grootschalige neerslag, komt dit overeen met Haerter en Berg’s theorie. Als de stratiforme en convectieve buien tevens meer intensief zijn geworden ondersteunt dit Lenderink en Loriaux’s theorie. In het geval dat we een overgang in neerslagtype observeren in de tijd, vindt deze dan geleidelijk of met een sprong plaats? In het geval dat we significante trends in de intensiteit van beide neerslagtypes vinden, in welke mate komen deze trends overeen met de gevonden CC en 2CC relatie? Verder zouden waarnemingen op wolkhoogte naast die aan het oppervlakte helpen om de verandering van de condities omtrent wolkenen neerslagvorming beter te begrijpen. De ontwikkeling en verbetering van vliegtuigwaarnemingen en de integratie van stationwaarnemingen met satelliet- en radarwaarnemingen is dus veelbelovend.

Meer onderzoeksmogelijkheden zijn: - dit onderzoek uitbreiden naar Europa en/of daarbuiten, - de positieve terugkoppeling op temperatuur via wolkendynamica valideren, - de invloed van veranderingen in zeewatertemperatuur en/ of in de atmosferische circulatie onderzoeken, - met gevonden resultaten modelresultaten van extreme regen (of temperatuur) valideren, - de resultaten koppelen aan impact studies op stedelijk

of nationaal niveau.

Dankwoord Dit artikel is gebaseerd op de masterthesis van M. van der Vliet “Trends and related causes in extreme hourly precipitation” (2016, begeleiders P. Siegmund, KNMI, en W.J. van de Berg, IMAU). Ik bedank Wim van den Berg en Geert Lenderink voor hun constructieve reviews.

Referenties

[1] Van der Vliet, M. (2016). “Trends and related causes in extreme hourly precipitation.

Master thesis (supervisor: P. Siegmund & W.J. van de Berg). In: KNMI Internal report IR-2016-07.

[2] Lenderink, G. & Loriaux (2017). “Zwaardere plensbuien verwacht”. In: Meteorologica Jaargang 26 nr. 2, pp. 4-7.

[3] Pall P., Allen M.R. & D.A. Stone (2007). “Testing the Clausius–Clapeyron constraint on changes in extreme precipitation under CO2 warming”. In: Climate Dynamics 28.4, pp. 351–363.

[4] Lenderink, G. & E. Van Meijgaard (2008). “Increase in hourly precipitation extremes beyond expectations from temperature changes”. In: Nature Geoscience 1.8, pp.

511–514.

[5] Lenderink G., Mok H.Y. Lee T.C. & G.J. Van Oldenborgh (2011). “Scaling and trends of hourly precipitation extremes in two different climate zones–Hong Kong and the Netherlands”. In: Hydrology and Earth System Sciences 15.9, pp. 3033–3041.

[6] Haerter, J.O. & P. Berg (2009). “Unexpected rise in extreme precipitation caused by a shift in rain type?” In: Nature Geoscience 2.6, pp. 372–373.

[7] Berg, P. & J.O Haerter (2013). “Unexpected increase in precipitation intensity with temperature — A result of mixing of precipitation types?” In: Atmospheric Research 119, pp. 56–61.

[8] Klein Tank, A.M.G. & G.P. Können (2003). “Trends in indices of daily temperature and precipitation extremes in Europe, 1946-99”. In: Journal of Climate 16.22, pp.

3665–3680.

[9] IPCC (2013). Climate Change 2013: The Physical Science Basis. Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press, 1535 (in particular: p. 134,205,209,213). isbn: ISBN 978-1-10766182-0. doi: 10.1017/CBO9781107415324. Url:www.climatechange2013.o

Meteorologica 3 - 2017

25

Tussen hoop en vrees Huug van den Dool

Hoe vaak ik het al gehoord heb weet ik niet. Als ik de werkplek betreed, officieel nog een keer per week als ‘contractor’, beluister ik regelmatig: “nou, jij bent mooi net op tijd met pensioen gegaan”. Ik begrijp wat ze bedoelen, maar ik wuif nederig elke suggestie van de hand dat ik dit gepland heb, alsof ik in de toekomst kon kijken. Ik wist helemaal niet dat ik vanwege ene Trump, verder aangeduid als #45 (omdat hij de 45ste president is), eind 2016 naar de uitgang moest hollen.

Dat ik eind 2016 met pensioen ging was een besluit dat ik al eind 2015 had genomen. Het is een geluk bij een ongeluk dat ik nu niet meer voor de federale overheid werk, zoveel is wel duidelijk. #45 heeft het niet op wetenschap, barbaren aan de macht, en voorts is alles waar het woord klimaat in voorkomt nog eens dubbel kwetsbaar voor bezuinigingen, zo niet eliminatie. Toen de begroting van #45 uitkwam (in mei 2017) kon je het Climate Prediction Center (CPC) niet meer terugvinden.

Al ben ik gepensioneerd, ik voel me daar toch ontdaan over.

Met terugwerkende kracht blijkt alles waar we jarenlang voor stonden ineens zeer kwetsbaar. En het is niet alleen #45. De Republikeinen zijn altijd al vijandig geweest ten aanzien van ‘het klimaat’. Niet dat de abstractie klimaat ze een zier kan schelen. Nee, het zijn de maatschappelijke consequenties die het ‘debat’ over klimaatsverandering in de sfeer van een killer sport hebben getrokken, althans in de VS. Ik werkte dus 25 jaar lang voor het CPC dat eerder Climate Analysis Center (CAC) heette. CPC is onderdeel van de National Weather Service (NWS). Daar zitten we omdat de CAC destijds (~1980) voortkwam uit de lange termijn weersverwachting van Namias en Gilman, plus een toen nieuw programma van Gene Rasmusson om El Niño – Southern Oscillation (ENSO) in “real time” te bestuderen. Dat we dat ‘klimaat’ noemden was verwarrend. Niemand ter wereld buiten de VS zag in 1980 langetermijnweersverwachtingen als klimaatsverwachtingen. Is een 6 – 10 daagse verwachting (dat doet CPC dagelijks) een klimaatsverwachting? We betalen nu dus een zware prijs voor het kiezen voor een modegevoelige naam. Jarenlang was ‘klimaat’ budgettair gunstig, en was het moeilijker zacht geld te krijgen voor het weer. Daarom hadden we klimaat in onze naam. Wie ons gebouw betreedt ziet de volgende naam boven de voordeur: NOAA Center for Weather and Climate Prediction. Dat klimaat in de naam is het CPC klimaatwerk; het betreft nog niet 1% van het werk, maar zelfs in 2012 leek klimaat nog een aanbeveling voor binnenstromende $$$. We voorspellen natuurlijk niet echt het klimaat, we doen geen IPCC werk, maar een graantje meepikken in de begripsverwarring wilden we wel. Leg dat maar eens uit aan #45. Onze managers zijn lafaards. Ze zijn nu doende om zo snel mogelijk van het woord klimaat af te komen. Het Climate Forecast System, een populair numeriek model, heet nu Coupled Forecast System. Een e-mail beveelt aan om “extreem weer” te zeggen als we klimaatsverandering bedoelen. We moeten het ‘double C word’ vermijden; dat was onder Bush (#43) ook zo. Het CPC bestaat mogelijk niet meer in het budgetjaar 2018 (dat op 1 oktober 2017 begint), daarover hieronder meer. Ik verwacht binnenkort een peloton hoogwerkers op een ladder die de letters CLIMATE boven de voordeur komen weghalen. Wat er met het ontstane gat in de

26

Meteorologica 3 - 2017

tekst moet gebeuren zal wel onderwerp van overleg worden voor de griezels die voor manager doorgaan.

Mijn geklaag is bizar om de volgende reden. In het algemeen komt de NWS er genadig van af. Dat is omdat het zich afficheert met ‘veiligheid’, een onderwerp dat het wel goed doet bij #45. Klimaat is helemaal niet populair in de NWS, nooit geweest ook. Dus mensen in de NWS mogen niet klagen. Wij worden niet of nauwelijks gekort behalve een paar kleine klimaatgroepjes. De rest van NOAA, waar studie en waarneming van het klimaat veel meer voorop stonden worden hard aangepakt. Hele groepen verdwijnen. #45 had beloofd dat het moeras zou worden leeggepompt, ziehier het beoogde resultaat.

Ach, het budget van de president is alleen symbolisch.

Niets aan de hand. #45 kan roepen wat hij wil; het Huis en de Senaat gaan over de $$$. Zij maken elk een budget en proberen het dan eens te worden. Helaas voor CPC was de begroting van het Huis (juli) niet veel beter dan het voorzetje van #45. Toen werd het echt zweten. Vervolgens kwam de Senaat (augustus) met een budget dat CPC (en vele andere slachtoffers) weer hoop gaf. We konden weer adem halen.

Maar nu klinken er geruchten over een compromis tussen Huis en Senaat dat er beroerd voor CPC uitziet. Een zomer tussen hoop en vrees. Onze beste hoop is, helaas, dat Huis en Senaat het niet eens kunnen worden (over de grote dingen), iets wat de laatste 20 jaar steeds gebeurde. Dan is er geen begroting en het Prinsjesdagkoffertje blijft leeg. In dat geval wordt een noodwetje aangenomen waarin de begroting van het afgelopen jaar enkele maanden wordt voortgezet. (Lukt dat niet dan sluit de overheid en mogen de wilde beesten uit de dierentuin op straat zelf voedsel gaan zoeken.) Dat herhaalt men desnoods enkele malen tot het jaar voorbij is.

Mocht CPC inderdaad sluiten, dan gaan de voorspeltaken (dag 6 – 10, week 2, weken 3 en 4, maand, seizoensverwachtingen) in afgeslankte vorm naar het Weather Prediction Center dat ook in NCEP zit. De ENSO branch (en alle andere monitoring) houdt op te bestaan. Tientallen, nee honderden datasets, veelal wereldomvattend, worden dan niet meer bijgehouden. Dit is wat het CPC beroemd heeft gemaakt, vooral in de jaren 1980 en 1990 toen niemand anders dit deed. Daar zullen vele gebruikers over de hele wereld abrupt nadeel van ondervinden. Die gebruikers zitten vaak op universiteiten en onderzoeksinstellingen. Dat is het probleem. Dat CPC fans heeft in het buitenland is een nadeel in de ogen van ‘America first’ #45, en als dat ook nog eens academici zijn dan rijst meteen de verdenking van fake science en hoaxes.

Terwijl ik dit schrijf zie ik de verwachtingen voor orkaan Harvey: meer dan 1000 mm neerslag. Dat heb ik nog nooit gezien. Extreem weer of klimaat?? De discussie zal onvermijdelijk zijn. Slecht nieuws is altijd ook goed nieuws. Misschien houden de overstromingen in Texas NOAA’s ark in de vaart.

UITNODIGING mini-symposium ter gelegenheid van de 200ste geboortedag van Buys Ballot Het KNMI organiseert op 10 oktober a.s. een mini-symposium ter gelegenheid van de 200ste geboortedag van zijn oprichter Christophorus Buys Ballot (10 oktober 1817 â&#x20AC;&#x201C; 3 februari 1890). Drie gerenommeerde hedendaagse vakgenoten zullen een historisch perspectief bieden op de drie zuilen waarop het KNMI door Buys Ballot is gebouwd: Waarnemen:

Albert Klein Tank Manager van de vakgroep R&D Waarnemingen en Datatechnologie van het KNMI en hoogleraar Klimaatdiensten aan Wageningen University.

Kennis:

Peter Kuipers Munneke Polair meteoroloog bij het Instituut voor Marien en Atmosferisch Onderzoek Utrecht en televisie-meteoroloog bij de NOS.

Verwachtingen: Huug van den Dool Voormalig Hoofd Verwachtingen en Principal Scientist van het Climate Prediction Center in de VS U bent hiervoor van harte uitgenodigd.

Plaats: Datum en tijd:

Buys Ballotzaal, KNMI, De Bilt dinsdag 10 oktober, 13:30-17:00

Gezien de verwachte belangstelling en het beperkte aantal plaatsen vragen wij u zich uiterlijk 3 oktober aan te melden via http://projects.knmi.nl/cwo/BB200

Meteorologica 3 - 2017

27

KLIMAATOVERZICHT Orkaan Harvey: een meter neerslag in Houston, klimaatverandering?

Geert Jan van Oldenborgh (KNMI), Karin van der Wiel (KNMI), Antonia Sebastian (TU Delft) Op 17 augustus 2017 ontstond tropische storm Harvey boven de Atlantische Oceaan. Het pad voerde over het Mexicaans schiereiland Yucatan, waar Harvey verzwakte tot een tropische depressie met winden zwakker dan negen Beaufort. Boven het warme water van de Golf van Mexico werd Harvey echter snel sterker.

Binnen twee dagen groeide Harvey uit tot een orkaan van categorie vier en kwam in Texas op 25 augustus aan land met windsnelheden tot 215 km/uur en hevige regenval. In dit artikel onderzoeken we of klimaatverandering een rol heeft gespeeld bij deze regen die voor uitgebreide overstromingen zorgde.

Zoals het ECMWF model voorspelde kwam Harvey met nog steeds de kracht van een tropische storm op 100 km van de kust in het binnenland tot stilstand en bleef daar ruim twee dagen hangen. Hij trok de 28e terug naar de zee, om de 30e verder naar het oosten weer aan land te komen en naar het noorden te verdwijnen. Tijdens die dagen kwamen onwaarschijnlijke hoeveelheden regen naar beneden, die voor enorme overstromingen zorgden. Een aanzienlijk deel van de stad Houston liep onder, maar ook in de omliggende streken stonden grote gebieden blank.

Deze overstromingen zijn uiteraard vooral veroorzaakt door de regen, maar er spelen zoals altijd veel factoren een rol.

De storm leidde ook tot een opzet van bijna een meter in Galveston Baai, waardoor de rivierafvoer werd bemoeilijkt. De snelle ontwikkeling van Houston heeft bovendien geleid tot veel bebouwing in overstromingsgevoelige gebieden, minder wateropname door de bodem, en verminderde opslagcapaciteit. Ook was er weinig geld voor bijvoorbeeld waterbeheer, voor het verhogen van de afvoercapaciteit van de kreken (bayous). De aanleg van een derde noodreservoir ten noorden van Houston werd na de overstromingen in 2016 op de lange baan geschoven omdat dit toch een hele zeldzame gebeurtenis was...

In de media werd meteen gevraagd naar de rol van klimaatverandering. Die vraag is voor orkanen moeilijk te beantwoorden. Het waarneemsysteem is de afgelopen eeuw voortdurend verbeterd, wat bijdraagt aan de trends. Bovendien zijn er ook van nature grote variaties in aantallen orkanen. De echte trend is dus lastig te detecteren. Modellen laten een afname van het totaal aantal tropische stormen zien, maar waarschijnlijk een toename van de meest intense orkanen wat betreft windsnelheid. De toename in intense regenval is echter veel eenvoudi(a) GHCN-D stations

(b) CPC gridded

Figuur 1. Waargenomen regenval op 26 – 28 augustus 2017 door orkaan Harvey (mm/dag). a) GHCN-D v2 regenmeters, b) CPC 25 km analyse van deze regenmeters.

28

Meteorologica 3 - 2017

ger aan klimaatverandering te koppelen. Vorig jaar hebben we hevige regen in Louisiana geanalyseerd (van der Wiel et al., 2017). De waarnemingen van driedaagse intense regen langs de Golfkust kunnen statistisch met één Generalised Extreme Value (GEV) distributie worden beschreven, ondanks de grote verscheidenheid aan meteorologische verschijnselen die de regen veroorzaakt, waardoor een trend kon worden vastgesteld.

Wat is er gebeurd?

Ten eerste de event definitie: welk aspect van de meteorologie was het meest relevant voor de ramp? Metingen van het waterniveau in de rivieren en kreken in en rond Houston laten zien dat het merendeel ervan op maandagavond 28 augustus of dinsdagochtend 29 augustus het hoogste peil bereikte.

Aangezien het op de 26e begon met regenen, bestuderen we de neerslag in de driedaagse periode 26 – 28 augustus. Dit is vrijwel overal de maximale driedaagse neerslag.

We hebben drie sets van regenwaarnemingen in dit gebied tot onze beschikking. De dagelijkse aftappingen van regenmeters worden onder andere verzameld door NOAA/NCEI in de GHCN-D v2 dataset. De hoogste driedaagse som is op een van de twee vliegvelden geregistreerd: Hobby Airport had 306.6, 279.1 en 239.0 mm op deze drie dagen, een totaal van 824.8 mm, 274.9 mm/dag gemiddeld. Dit is ruwweg vijf keer zo veel als de hoogste driedaagse som in Nederland, 167.8 mm op 8-10 augustus 1951 op Amsterdam Filiaal. Een aantal andere stations in Houston gaven ook meer dan 200 mm/dag, zie Figuur 1a. Sommige amateurstations gaven nog hogere 72-uur neerslagsommen.

De officiële stations worden door het CPC geanalyseerd in 0.25º velden (Figuur 1b). Over 25 en 50 km gemiddeld is de driedaagse neerslag nauwelijks lager dan per station: het regende over een groot gebied heel erg hard. Gekalibreerde radarbeelden van NOAA laten zelfs maxima tot 1157 mm zien over de drie dagen van 26 augustus 12 UTC tot 29 augustus 12 UTC. Hoe zeldzaam was dit?

Om uit te rekenen hoe zeldzaam een gebeurtenis als deze is gooien we alle stations in het gebied waar dit soort extremen voorkomen op een grote hoop, langs de kust van Corpus Christi tot en met een stukje Florida (85° - 97.5° W, 27.5° - 31° N). Dit is dezelfde analyse als we voor de extreme neerslag in Nederland op 28 juli 2014 hebben gedaan (van Olden-

Figuur 2. Toename in waarschijnlijkheid (links) en intensiteit (rechts, in %) van 3-daagse extreme neerslag aan de Golfkust, gelijk aan of hoger dan waargenomen in Houston, TX in 2017. Blauw: waarnemingen (stations en analyse op 50 km), rood: twee GFDL modellen van 50 km en 25 km resolutie, respectievelijk. Zowel de waarnemingen als de modellen laten een toename in de kans op neerslag en de hoeveelheid neerslag zien. De toename is in de waarnemingen echter sterker dan in de modellen.

borgh en Lenderink, 2014). Omdat dit soort gebeurtenissen zich vaak over honderd kilometer of meer uitstrekken eisen we een minimumafstand van 1° tussen stations en minimaal 80 jaar data per station. Hierdoor minimaliseren we veranderingen in de tijd en afhankelijkheden tussen stations.

Binnen deze groep van 19 stations is de kans op 824.8 mm of meer neerslag in drie dagen in het huidige klimaat ongeveer 0.1% per jaar, in de volksmond een één op duizend jaar gebeurtenis voor een gegeven locatie. De kans dat zoiets ergens in dit gebied voorkomt is veel groter, namelijk 3% per jaar (“eens in de dertig jaar”). Een hoge waarde op één station is echter niet het belangrijkste aspect. De overstromingen waren zo hevig omdat de neerslag zo grootschalig was. Om een schatting te krijgen hoe zeldzaam dat is hebben we van de CPC dataset telkens 2×2 cellen gemiddeld. Dit geeft een resolutie van 50 km. Hierin vinden we voor de driedaagse neerslag rond Houston een kans van ruim minder dan 0.05% per jaar (herhalingstijd van ruim 2000 jaar). Het was dus lokaal een hele zeldzame gebeurtenis.

Is er een trend in waarnemingen?

Een fit van de waarnemingen aan een GEV die schaalt met de wereldgemiddelde temperatuur geeft (onder enkele aannames) aan dat zulke hoge extremen in de stationswaarnemingen momenteel ongeveer drie keer zo vaak voorkomen dan een eeuw geleden, met een 95% onzekerheidsmarge van twee tot acht. Dit komt overeen met een toename in intensiteit van ongeveer 18% (12% tot 28%). Als check hebben we ook naar een grotere verzameling stations gekeken die minimaal 39 jaar data bevatten, en met een minimumafstand van 0.1°, wat tot vrijwel hetzelfde resultaat leidt. Een fit aan de CPC dataset geeft ook dezelfde uitkomsten, maar met grotere onzekerheidsmarge omdat deze pas in 1948 begint.

Waardoor wordt deze trend veroorzaakt?

De vraag naar de oorzaak van de trend kunnen we alleen met klimaatmodellen beantwoorden waarin we mogelijke oorzaken apart van elkaar kunnen aan- en uitzetten. Hier gebruiken we gekoppelde klimaatruns van 1860 tot nu, waarin de belangrijkste verandering de hoeveelheid broeikasgassen is.

Een probleem is dat de meeste klimaatmodellen nog niet het oplossend vermogen hebben om een orkaan enigszins realistisch na te bootsen. Daarvoor heb je een resolutie van 25 km of beter nodig. We hadden voor de eerdergenoemde studie van een jaar geleden het GFDL model HiFLOR gebruikt, met een resolutie van 25 km in de atmosfeer en een relatief lage-resolutie oceaan (1°). Helaas ligt Houston net buiten het gebied dat we destijds geanalyseerd hadden. GFDL kon ons de extra data niet leveren, dus hebben we het maar met de data van vorig jaar gedaan onder de zeer waarschijnlijke aanname dat het extreme weer tussen 95° W en 97.5° W niet heel anders is dan tussen 85° en 95° W. Dit hebben we met behulp van

waarnemingen geverifieerd.

Het model reproduceert de meest extreme neerslag goed, hoewel de intensiteit met ongeveer 40% onderschat wordt, vergeleken met de waarnemingen op dezelfde schaal. Minder extreme neerslag wordt niet goed nagebootst, dus bestuderen we alleen de meest extreme regen: het jaarlijks maximum over het hele gebied. De kans op extreme regen zoals waargenomen neemt in dit model met een factor 1.7 toe, met een onzekerheidsmarge van 1.3 tot 2.3 vanwege natuurlijke weersfluctuaties. Dit correspondeert met een toename van de intensiteit voor een gegeven herhalingstijd met 6% (4% – 11%). We hebben ook nog gekeken naar een lagere-resolutie versie van dit model, FLOR-FA. Dit reproduceert extreme neerslag aan de Golfkust minder goed, maar geeft vrijwel dezelfde toename.

Conclusies We hebben gevonden dat de zware regen die de overstromingen in Houston veroorzaakte zeldzaam was, met herhalingstijden per station van rond de duizend jaar en nog ruim meer dan 2000 jaar voor een 50 km gebiedsgemiddelde wat relevanter voor de impact is. In de waarnemingen is de kans op driedaagse neerslag zoals waargenomen of hoger aan de Golfkust met een factor drie toegenomen sinds 1900, met een 95% onzekerheidsmarge van 2 tot 8. De intensiteit voor een gegeven herhalingstijd is met ongeveer 20% toegenomen (12% tot 28%), zie Figuur 2. We kunnen dus concluderen dat, door het uitstoten van fossiele brandstoffen, de kans op zulke extreme neerslag is toegenomen.

Discussie Er is een discrepantie tussen de waargenomen trend en de gemodelleerde trend: de waargenomen trend is grofweg twee keer zo groot dan die in de modellen. Dit kan verschillende oorzaken hebben. Ten eerste kan de neerslag vroeger onderschat zijn ten opzichte van de moderne waarnemingen door veranderingen in meetapparatuur of meetomgeving. Er is echter geen trend in de gemiddelde neerslag, in overeenstemming met de klimaatmodellen die het IPCC in 2013 gebruikte. Ten tweede kunnen langzame klimaatschommelingen de neerslag beïnvloed hebben. We hebben hiernaar gezocht, maar niets gevonden (van der Wiel et al., 2017). Ten slotte is het heel goed mogelijk dat modellen de toename in neerslag onderschatten omdat ze de meteorologie nog niet goed genoeg kunnen representeren en we eigenlijk niet-hydrostatische modellen zoals WRF of HARMONIE moeten gebruiken.

Referenties

Van der Wiel, K.; Kapnick, S.B.; Van Oldenborgh, G.J.; Whan, K.; Philip, S.; Vecchi, G.A.; Singh, R.; Arrighi, J. en Cullen, H. Hydrology and Earth System Sciences (2017): 897921. DOI: 10.5194/hess-21-897-2017.

Van Oldenborgh, G.J. en Lenderink, G.. Een eerste blik op de buien van maandag 28 juli 2014, Meteorologica (2014): 3, 29.

Meteorologica 3 - 2017

29

Zilveren Anjer voor Jan Buisman Peter Siegmund (KNMI) Op 14 juni 2017 ontving de inmiddels 92-jarige Jan Buisman in het Koninklijk Paleis in Amsterdam de Zilveren Anjer uit handen van prinses Beatrix. De Zilveren Anjer wordt toegekend door het Prins Bernhard Cultuurfonds aan personen die zich vrijwillig en onbetaald hebben ingezet voor de cultuur of de natuur in het Koninkrijk der Nederlanden. Jan Buisman ontving de Zilveren Anjer voor zijn boekenreeks ‘Duizend jaar weer, wind en water in de Lage Landen’, waarin hij een gedetailleerd overzicht geeft van het weer in de noordelijke en zuidelijke Nederlanden door de eeuwen heen, vanaf de tijd van Karel de Grote. Jan Buisman werkt sinds zijn pensionering, ruim 25 jaar geleden, vrijwel dagelijks aan deze reeks.

Momenteel werkt hij aan het zevende deel over de periode 1800 – 1825, dat waarschijnlijk volgend jaar verschijnt.

Jan Buisman met prinses Beatrix (foto: ANP).

Harry Ottenprijs 2017 uitgereikt Fiona van der Burgt (Weather Impact) Lee Chapman, hoogleraar aan de School voor Geografie van Aard- en Omgevingswetenschappen van de universiteit van Birmingham, ontvangt 25.000 euro voor zijn voorstel “Hogeresolutie monitoring van weersinvloeden op infrastructurele netwerken”. Het idee is om goedkope sensoren en het Internet of Things te gebruiken om weersverwachtingen te verbeteren.

Real-time informatie over bijvoorbeeld de wegtoestand kan het strooien van zout veel efficiënter maken, en natte bladeren op de spoorrails kunnen sneller gedetecteerd worden.

De Harry Otten Prijs wordt elke twee jaar uitgereikt; dit was de derde editie. In totaal ontving de jury 12 inzendingen. De prijswinnaar werd geselecteerd uit drie finalisten; de andere twee finalisten ontvangen elk 2500 euro voor hun idee. Tom de Ruijter, een computerwetenschapper werkzaam bij Big Data Republic in Nederland presenteerde zijn idee

hoe fouten in weerwaarnemingen gebruikt kunnen worden om de hoeveelheid nachtelijke bewolking en de overgang tussen sneeuw en regen te bepalen. Gert-Jan Steeneveld en Sytse Koopmans van Wageningen Universiteit presenteerden hoe data uit mobiele telefoons voor de verbetering van kortetermijn weersverwachtingen kan worden aangewend.

Harry Otten is al ruim 40 jaar actief in de meteorologie, waarvan 25 jaar als oprichter en directeur van MeteoGroup.

Na de verkoop van zijn bedrijf richtte Harry als dank aan de meteorologische gemeenschap een fonds op dat gebruikt wordt om innovatieve ideeën in de meteorologie te belonen.

Harry Otten was zeer tevreden met de aankondiging van de prijswinnaar van 2017 en ziet aanknopingspunten om het idee (commercieel) toe te passen in zijn onlangs opgezette bedrijf Wettermanufaktur in Berlijn.

Harry Otten temidden van de prijswinnaars (v.l.n.r. Sytse Koopmans, Gert-Jan Steeneveld, Harry Otten, Lee Chapman and Tom de Ruijter).

30

Meteorologica 3 - 2017

Meteorologica 3 - 2017

31

Programme NVBM Autumn Symposium 2017

The Heritage of Buys Ballot 09.30 Walk in 10.00 Albert Klein Tank (NVBM): Opening 10.05 Bas Nugteren (Sonnenborgh): Christophorus Buys Ballot: organizer of modern science 10.40 Aarnout van Delden (IMAU) Progress in Dynamical Meteorology since the time of Buys Ballot 11.15 Coffee and tea break 11.40 Speaker to be confirmed Buys Ballot’s role in the harmonisation of weather observations 12.15 NVBM Member vlog Reinder Ronda about EMS Annual Meeting ’17 (Dublin) 12.25 Lunch 13.40 Pieter Smets (KNMI) Dynamics of Sudden Stratospheric Warmings in the ECMWF model verified with infrasound 14.15 Andrew Ross (University of Leeds, U.K.) Mesocale dynamics in the atmosphere 14.50 NVBM Member vlog Aristofanis Tsiringakis about EMS Annual Meeting ’17 (Dublin) 15.00 Coffee and tea break 15.20 Speaker to be confirmed Would Buys Ballot have been a climate researcher today?

16.00 Closure and Drinks Date: Friday 17 November 2017 Venue: Wageningen University, room GAIA 1+2, Droevendaalsesteeg 3a, Wageningen.

Free for NVBM members and students, Non-members 30 euro.

Please register before 12 November 2017 at www.nvbm.nl or bestuurnvbm@gmail.com

32

Meteorologica 3 - 2017

NU ER T! OT OI GR N O DA

VAN DE UITGEVER VAN METEOROLOGICAL TECHNOLOGY INTERNATIONAL

MAAK KENNIS MET GLOEDNIEUWE METEOROLOGISCHE TECHNOLOGIEËN EN SERVICES! De internationale beurs en conferentie waar u de nieuwste en volgende generatie meteorologische voorspellings- en meettechnologieën en -services kunt zien 180

N T EN E X P OS A T H VERWAC

2 0 17

10, 11, 12 OKTOBER 2017 AMSTERDAM, NEDERLAND Meld u nu online aan! www.meteorologicaltechnologyworldexpo.com

Meteorologica 3 - 2017

33

Big data

column

Leo Kroon

34

Meteorologica 3 - 2017

De zogenaamde Frightful Five: Amazon, Apple, Microsoft, Google en Facebook schijnen veel meer van ons te weten dan we zelf beseffen. Dit bleek onder andere uit een recent artikel in NRC waarin de macht van deze bedrijven als bedreigend werd gekenschetst.

Ze zijn zo groot geworden dat ze eventuele concurrenten gewoon kunnen opkopen, daarmee hun machtspositie versterkend. Maatregelen (lees: boetes) van bijvoorbeeld de EU tegen misbruik van hun monopoliepositie halen relatief weinig uit.

Dat deze bedrijven zoveel van ons weten komt doordat ze schaamteloos, en vaak met ons goedvinden, veel gegevens verzamelen die wij als digitaal spoor achterlaten als we op het web surfen, aankopen doen, op sociale media actief zijn en wat al niet meer. Het destilleren van voor die bedrijven interessante informatie uit die veelheid aan gegevens wordt tegenwoordig onder de verzamelnaam Big Data of Data Mining gevat. Met slimme algoritmes, geavanceerde statistische analyses en het combineren van gegevens kan een schat aan waardevolle informatie verkregen worden.

Voor meteorologen is dit eigenlijk niets nieuws. Uit de miljarden berekeningen van modellen draaiend op supercomputers op diverse locaties in de wereld kunnen we iets zinnigs afleiden over het weer in de komende dagen of over het klimaat in de komende decennia. Ook hier gaat het dus om grote hoeveelheden gegevens. Big data is ook van toepassing op de hoeveelheid schijfruimte die studenten die met hun onderzoek bezig zijn nodig denken te hebben. Die loopt al gauw in de terabytes. Zeker als er met vele modelruns in hoge resolutie wordt gewerkt is de hoeveelheid data vaak een beperkende factor: of het past niet meer op de harde schijf of de berekeningen vergen teveel tijd, en meestal allebei.

Hoewel studenten aan de ene kant dus gewend zijn om met gigantische hoeveelheden gegevens om te gaan, beseffen ze aan de andere kant vaak niet over hoeveel data het nou eigenlijk gaat. Soms willen ze met Excel die hoeveelheid te lijf gaan, maar dan moet ik ze bijbrengen dat ze eindelijk eens moeten leren fietsen zonder zijwieltjes, met andere woorden: leer programmeren om deze databerg aan te pakken. Maar voor ze hier aan beginnen vraag ik ze eerst om na te denken hoeveel data ze precies nodig denken te hebben om hun probleem aan te pakken, welk gebied, welke variabelen, welke jaren, maanden, dagen, welke drukniveau’s, welke

resolutie, enzovoorts. Hierover nadenken kan al vele orden van groottes in de hoeveelheid data schelen.

Het blijkt dan vaak dat studenten moeilijk schattingen kunnen maken met de gegevens die ze ter beschikking staan. Blijkbaar is dat een in onbruik geraakte vaardigheid die in de vooropleiding niet meer wordt aangeleerd. Bij het schatten van een uitkomst van bijvoorbeeld een ingevulde formule kan je boven en onder de deelstreep factoren tegen elkaar wegstrepen, termen verwaarlozen en is het mogelijk om, zonder veel berekeningen te doen, een redelijke schatting van de uitkomst te maken die vaak verrassend dichtbij het exacte antwoord blijkt te liggen. Als ik dit tijdens een college of practicum doe dan staan ze me aan te kijken alsof ik aan het goochelen ben. Terwijl het toch basaal rekenwerk betreft.

Een tweede vaardigheid die aangeleerd zou moeten worden en ook met Big Data te maken heeft is het gebruik maken van redelijke schattingen van onbekende gegevens om tot het antwoord van een kwantitatieve vraag te komen.

Een klassiek voorbeeld is de vraag: “Hoeveel pianostemmers zijn er in Chicago?” Google die maar eens op het web. Door redelijke aannames te maken over de orde van grootte van de diverse benodigde gegevens kan toch een redelijk exact antwoord worden verkregen.

In een wereld die steeds meer beheerst wordt door grote hoeveelheden data, zouden de twee genoemde vaardigheden bij alle studenten die een exacte richting op gaan tot de standaarduitrusting moeten behoren. Met deze vaardigheid kan dan ook realistischer worden omgegaan met getallen die bijvoorbeeld in de media worden gepubliceerd en die vaak niet in het juiste verband worden gebracht. Een voorbeeld is de staatschuld van de VS: die bedraagt 23 biljoen (1012) ofwel 23.000 miljard dollar, een getal dat niemand zich voor kan stellen. Dat is dus een nietszeggend getal. Delen we dit door het totaal aantal inwoners van de VS dan krijgt het een behapbare grootte: 75.000 dollar per inwoner (ter vergelijking: 29.000 euro per inwoner in Nederland). Het in een begrijpelijke maat uitdrukken van dit soort “big data” zou een tweede natuur moeten worden van elke bètastudent.

Tegenwoordig wordt er in de universitaire opleidingen veel meer aan academische vaardigheden gedaan, maar deze twee zouden er wat mij betreft best wel bij mogen. Erg veel tijd hoeft dat niet te kosten, als ik dat zou moeten schatten.

Sponsors van de Nederlandse Vereniging ter Bevordering van de Meteorologie

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

Colofon Redactie Hoofdredacteur: Richard Bintanja (e-mail: bintanja@gmail.com, tel: 030-2206499).

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

Artikelen en bijdragen Deze dienen uitsluitend digitaal (bv. per e-mail) te worden aangeleverd, als Word document met figuren apart. Uiterste inleverdata hiervoor zijn: 1 februari, 1 mei, 1 augustus en 1 november voor respectievelijk nummer 1, 2, 3 en 4.

Voor meer informatie over de procedure, zie http://www.nvbm.nl/meteorologica/informatie_voor_auteurs/ Artikelen uit Meteorologica mogen uitsluitend worden overgenomen na voorafgaande schriftelijke toestemming van de redactie.

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

Penningmeester en administratie: Olaf Vellinga (penningmeester@nvbm.nl)

Vormgeving: Colorhouse, Almelo Vermenigvuldiging: Colorhouse, Almelo Abonnementen Alle leden van de NVBM zijn automatisch geabonneerd op Meteorologica. Ook niet-leden kunnen zich abonneren door 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 3 - 2017

35

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.

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.

Uniek onderzoek bij het KNMI

In de R&D vakgroepen van het KNMI wordt gewerkt aan verbetering van het waarneemsysteem en van de modellen.

Unieke expertise ligt op het gebied van satellietmetingen van de atmosferische samenstelling. Het KNMI heeft de wetenschappelijke leiding over het TROPOMI satellietinstrument dat in 2017 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.