Frequentie extreme neerslag ergens in Nederland/de stad

Voor de radardatasets hebben we geturfd hoe vaak drempelwaarden ergens in Nederland worden overschreden. In het kader leest u hoe we aan de gemiddelde frequentie per jaar zijn gekomen. Gemiddelde frequentie per jaar Voor een gekozen radardataset en duur rangschikken we de extremen van groot naar klein. We selecteren de grootste gebeurtenis. Vervolgens selecteren we de volgende gebeurtenis door te eisen dat deze van een andere radarpixel is of geen overlap in de tijd heeft. Stel dat de vorige gebeurtenis, een 15­-minutensom, tot 14:00 uur duurde, dan mogen we de volgende gebeurtenis van hetzelfde radarpixel selecteren als deze om 14:15 uur eindigt en een volgende gebeurtenis selecteren
 die in een ander radarpixel is opgetreden. Deze procedure herhalen we voor alle resterende extremen. Hierbij moet steeds aan bovenstaande eisen worden voldaan ten opzichte van alle al geselecteerde extremen. Met de verkregen lijst met extremen, die elkaar dus niet in de tijd kunnen overlappen op dezelfde locatie, berekenen we vervolgens voor verschillende drempelwaarden de overschrijdingsfrequentie voor heel Nederland (stedelijk + niet­-stedelijk gebied). Het totale aantal overschrijdingen delen we vervolgens door het aantal jaren. Eventuele seizoenseffecten nemen we dus niet mee. Deze analyse hebben we ook uitgevoerd voor het totale stedelijke gebied in Nederland. Figuur A toont de gemiddelde overschrijdingsfrequentie per jaar over de periode 1998­-2012 voor de 6 km2­ radardataset voor 15­- en 60­-minutensommen. Zo wordt een 15­-minutenneerslagsom van 25 mm of meer gemiddeld ongeveer veertien keer per jaar ergens in een stedelijk gebied van 6 km2 gemeten. Een 60­-minutensom van 40 mm of meer wordt gemiddeld ongeveer vijftien keer per jaar ergens in stedelijk gebied waargenomen. Een dergelijke hoeveelheid kan lokaal al voor wateroverlast zorgen. Ernstige wateroverlast is zeker te verwachten bij 60­-minutensommen van 60 mm of meer. Deze treden gemiddeld zeven keer per jaar op in een pixel van 6 km2 in Nederland, waarvan ongeveer twee keer per jaar in stedelijk gebied. Figuur B toont de gemiddelde overschrijdingsfrequentie per jaar over de periode 2009­-2012 voor de 1 km2­ radardataset voor 15­- en 60­-minutensommen. Deze tweede dataset brengt de neerslag met veel hoger ruimtelijk detail in kaart dan dataset 1. Een 60­-minutensom van 40 mm of meer wordt nu zelfs ongeveer 114 keer per jaar ergens in stedelijk gebied waargenomen. Een 60­-minutensom van 60 mm of meer treedt gemiddeld ongeveer 63 keer per jaar op in een pixel van 1 km2 in Nederland, waarvan ongeveer twintig keer in stedelijk gebied. Figuur A Gemiddelde frequentie per jaar waarmee drempelwaarden worden overschreden voor 15- en 60-minutensommen van de 6 km2-radardataset over de periode 1998-2012, op een willekeurige plek in Nederland (geel) en op een willekeurige plek in stedelijk gebied (grijs)Vergroot afbeelding Op basis van deze cijfers kunnen we concluderen dat neerslaggebeurtenissen met verwachte grote wateroverlast elk jaar frequent voorkomen in stedelijk gebied in Nederland. Verder valt op dat de frequentie bij de 1 km2­ radardataset veel hoger is dan bij de 6 km2­ radardataset. De meest voor de hand liggende verklaringen hiervoor zijn de hogere ruimtelijke resolutie (38.063 radarpixels in plaats van 6.190) en het feit dat extremen gemiddeld hoger worden voor kleinere gebieden1. Figuur B Gemiddelde frequentie per jaar waarmee drempelwaarden worden overschreden voor 15- en 60-minutensommen van de 1 km2-radardataset over de periode 2009-2012, op een willekeurige plek in Nederland (geel) en op een willekeurige plek in stedelijk gebied (grijs)Vergroot afbeelding Figuren A en B tonen een rood vierkant bij de frequentie van extreme neerslag in de stad. Deze geeft aan welke frequentie is te verwachten als we de extremen in heel Nederland naar rato van oppervlak zouden verdelen over stedelijk en niet­-stedelijk gebied. Is de frequentie in de stad hoger dan het rode vierkant, dan is naar verhouding vaker neerslag in de stad gemeten dan je zou verwachten op basis van het oppervlak aan stedelijk gebied. Voor de 6 km2­-radardataset is de frequentie in de stad meestal nauwelijks lager of hoger. Hetzelfde kunnen we zeggen van de lagere extremen voor de 1 km2­-radardataset (links, figuur B). Daarentegen is de frequentie in de stad vaak duidelijk hoger voor de hogere extremen (rechts, figuur B). De grootste buien lijken gemiddeld dus wat vaker in de stad op te treden. Dit moeten we wel enigszins relativeren, omdat het aantal waarnemingen soms wel erg laag is voor hoge drempelwaarden. Kanttekeningen Enige kanttekeningen bij figuren A en B zijn wel op hun plaats. De figuren geven geen inzicht in het aantal unieke neerslaggebeurtenissen. Een bui trekt doorgaans over meerdere radarpixels en kan ook langere tijd regen geven op een plek, waardoor de bui meerdere keren geteld kan worden. Aan de andere kant geven de figuren hier­ door wel meer inzicht in de hoeveelheden die zijn gevallen. Bovendien overlappen extremen van dezelfde locatie elkaar niet in de tijd. Ten slotte is de databeschikbaarheid voor de 6 km2­-dataset ca. 85%, waardoor de frequentie kan worden onderschat. Voor de 6 km2­-radardataset is een 60­-minutensom van 20 mm of meer gemiddeld ongeveer 1.498 keer per jaar ergens in Nederland waargenomen. Hieruit zouden we kunnen concluderen dat de gemiddelde herhalingstijd ruim vier jaar is (het aantal radar­ pixels is 6.190). Maar volgens de extremeneerslagstatistiek op basis van dezelfde radar­dataset (maar periode 1998­-2008) wordt een dergelijke hoeveelheid gemiddeld slechts een keer per tien jaar overschreden in een vast radarpixel. Dit verschil verdient enige uitleg. In feite worden appels met peren vergeleken. Bij de extremeneerslagstatistieken wordt de ruimtelijke afhankelijkheid van regen meegenomen. Deze statistieken gelden dan ook voor unieke, van elkaar onafhankelijke locaties, dus voor unieke neerslaggebeurtenissen. Maar bij de tellingen die we hier presenteren, zullen veel gebeurtenissen geclusterd in de ruimte voorkomen. Dan zijn de extreme waarden dus vaak ruimtelijk afhankelijk, waardoor de frequentie hoger wordt. Ook zullen gebeurtenissen elkaar regelmatig opvolgen in de tijd, terwijl bij het afleiden van de extremeneerslagstatistiek vaak maar één maximum per locatie wordt gebruikt, het jaarmaximum. Het laatste kan ook leiden tot enige onderschatting van de frequentie. Maar bij een herhalingstijd van slechts vijf jaar wordt dit effect al verwaarloosbaar klein. De extreme­ neerslagstatistiek kunnen we dus niet zomaar omrekenen naar een frequentie over heel Nederland door te vermenigvuldigen met het aantal radarpixels. En de tellingen zijn vanwege hun ruimtelijke en temporele afhankelijkheid niet zomaar om te rekenen naar een herhalingstijd per radarpixel (een vast radarpixel). De bestaande extremeneerslagstatistieken en de tellingen geven dus een antwoord op verschillende vragen en kunnen we niet zomaar naar elkaar omrekenen. 1Overeem, A. en Buishand, T. A., 2012. Statistiek van extreme gebiedsneerslag in Nederland. Technisch Rapport TR-332, KNMI, De Bilt (http://www.knmi.nl/bibliotheek/knmipubTR/TR332.pdf).