Beperkingen en toekomstige ontwikkelingen

Beperkingen De klimatologische radardatasets leveren zo goed mogelijke landsdekkende neerslagschattingen en geven nieuwe inzichten in de frequentie van extreme neerslag in de stad. Dit neemt niet weg dat de radardatasets hun beperkingen hebben. Zonder uitputtend te willen zijn, volgt hier een overzicht: Voor alle resultaten geldt dat een deel van de tellingen foutief is wegens resterende fouten, met name grondecho’s. Dit is gebleken bij het opstellen van de top­ 10 van grootste extremen, maar ook bij het tellen van de extremen per gemeente. De radar­-data zijn weliswaar gecorrigeerd met regenmeterdata, maar kunnen nog diverse meetfouten bevatten, vooral bij korte duren zoals 60-minuten. Het kleine aantal regenmeters dat uursommen levert, begrenst de kwaliteit van radarbeelden. De neerslagwaarde in een radarpixel is vaak niet representatief voor wat er aan de grond valt. De radars meten neerslag op enkele kilometers hoogte. Tijdens de val naar het aardoppervlak verplaatst de neerslag zich ook horizontaal en kan zijn intensiteit nog veranderen. De wijze waarop de klimatologische radardataset wordt afgeleid, zorgt ook voor afwijkingen. Zo wordt van vijf radarpixels steeds de middelste waarde toegekend aan de middelste pixel om uitschieters te voorkomen. Het kan dus gebeuren dat de neerslagwaarde van een pixel aan stedelijk gebied wordt toege­kend, terwijl de neerslag feitelijk in niet­-stedelijk gebied de grond bereikt (of anders­om). Daarnaast zorgt dit mediaanfilter er natuurlijk ook voor dat extremen minder extreem zijn. Het relatief kleine aantal radarbeelden in de tijd beperkt de kwaliteit van de 15­- en 60­-minutenneerslagsommen. Het radarbeeld dat elke 5 minuten wordt gemaakt, is een momentopname en geeft geen geïntegreerde waarde over die 5 minuten in tegenstelling tot automatische regenmeters. De 15­-minutenneerslagsommen zijn dus gebaseerd op slechts drie beelden. Maar met name bij extreme hoeveelheden kan de neerslagintensiteit sterk variëren in de tijd. Daar staat tegenover dat veel regenmeters niet elke 5 minuten een waarde leveren en vaak zelfs maar één meting per dag geven. De radarpixels hebben een grootte van ongeveer 1 of 6 km2. Maar binnen een radar­ pixel is lokaal nog een veel hogere waarde te meten. Gemiddeld vlakt de hoeveelheid extreme neerslag af voor toenemende gebiedsgrootte (Overeem et al., 2010; Overeem et al., 2012)1. De gevolgen van zulke extremen hangen ook af van de schaal van de hydrologische systemen. Toekomstige ontwikkelingen Het is dus lastig om in stedelijk gebied nauwkeurig neerslag te meten. Maar ondanks de tekortkomingen levert de combinatie van radar­- en regenmeterdata belangrijke aanvullende informatie voor het stedelijk waterbeheer. Hieronder vindt u de belangrijkste ontwikkelingen die de komende vijf jaar zouden kunnen leiden tot betere real-time en mogelijk ook klimatologische neerslaginformatie in de stad: Fysische correcties van radardata. De Nederlandse radars maken veertien elevatie­ 
scans, waardoor een 3D­-beeld van de neerslag in de atmosfeer ontstaat. Door deze volumedata beter te benutten, is de kwaliteit van de neerslagbeelden te verhogen. In feite worden de radardata dan met zichzelf gecorrigeerd (Hazenberg et al., 2011)2.  Correctie van radarneerslagsommen met data van commerciële radiostraalverbindingen. Radiosignalen langs zulke verbindingen propageren van de zendende antenne van de ene telefoonmast naar de ontvangende antenne van een andere. Uit de verzwakking van het signaal tussen zender en ontvanger is de door regen veroorzaakte demping en vervolgens de padgemiddelde regenintensiteit te berekenen (Leijnse et al., 20083; Overeem et al., 20114; Overeem et al., 2013a5; Overeem et al., 2013b6). De kwaliteit van radarbeelden is mogelijk te ver­ beteren door correctie met data van meer dan 1.000 radiostraalverbindingen, een veel groter aantal dan het aantal beschikbare automatische regenmeters.  Upgrade van de huidige C­-bandradars van het KNMI naar dual­-polradars in 2016. Hierdoor is beter te corrigeren voor verzwakking van het radarsignaal door extreme neerslag of een natte radarkoepel. Verder is een beter onderscheid te maken tussen regen, hagel, grondecho’s en andere niet­-meteorologische echo’s. Hierdoor verbetert de kwaliteit van de neerslagbeelden.  Verbetering van de verwijdering van grondecho’s via wolkendetectie met infrarood­ satellietbeelden. Dit past het KNMI al toe en wordt nog verder verfijnd.  In het kader van het project RainGain installeren de TU Delft en de gemeente Rotterdam een radar die dicht bij het aardoppervlak meet. Deze radar geeft per minuut een neerslagbeeld voor de regio Rotterdam, met een ruimtelijk detail van tientallen meters.  Het combineren van data van Nederlandse en buitenlandse radars. Hierdoor zal met name de kwaliteit van het radarbeeld dicht bij de Belgische en Duitse grens (ver van beide KNMI­-radars) toenemen. Ook wordt het neerslagcomposiet dan minder gevoelig voor onderschatting door demping van het radarsignaal wegens intense regen of een natte radarkoepel. Ingenieursbureaus hebben de datacombinatie al deels gerealiseerd (HydroNET, NationaleRegenRadar.nl). In het kader van het EUMETNET­-programma OPERA wordt gewerkt aan een Europees radarcomposiet.  Correctie van radarbeelden met alle voorhanden zijnde regenmeterdata van bijvoor­ beeld gemeenten, KNMI, waterschappen en weeramateurs (gebeurt al deels in HydroNET en NationaleRegenRadar.nl). Tot slot is een beperking van de gepresenteerde frequenties van extreme neerslag dat de extremen niet zijn gemodelleerd met een kansverdeling. Om de kans op neerslag op een willekeurige locatie ergens in Nederland of een groot gebied te modelleren, zijn veel langere radardatasets nodig. Hierdoor zou het mogelijk worden om voor lange herhalingstijden de neerslaghoeveelheid te berekenen (via extrapolatie). 1Overeem, A. en Buishand, T. A., 2012. Statistiek van extreme gebiedsneerslag in Nederland. Technisch Rapport TR-332, KNMI, De Bilt. 2Overeem, A., Leijnse, H., Uijlenhoet, R., 2011. Measuring urban rainfall using microwave links from commercial cellular communication networks, Water Resources Research,47, W12505, doi:10.1029/2010WR010350. 3Leijnse, H., Uijlenhoet, R., Stricker, H., 2008. Regenmeting met commerciële mobiele telefonienetwerken, H2O, 41, 11, 37-39. 4Overeem, A., Leijnse, H., Uijlenhoet, R., 2011. Measuring urban rainfall using microwave links from commercial cellular communication networks, Water Resources Research, 47, W12505, doi:10.1029/2010WR010350. 5Overeem, A., Leijnse, H., Uijlenhoet, R., 2013a. Country-wide rainfall maps from cellular communication networks, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 110, 2741-2745, doi:10.1073/pnas.1217961110. 6Overeem, A., Leijnse, H., Uijlenhoet, R., 2013b. Landsdekkende regenkaarten uit het mobiele telefonienetwerk, WT-Afvalwater, 13, 4, 194-203.