Grootschalige extreme buien op komst

Sinds 2000 zijn in Nederland veel extreme buien van boven de 50 mm gevallen. Dit kan erop wijzen dat buien niet alleen intenser worden, maar ook grootschaliger. Geert Lenderink van het KNMI ging hierop nader in tijdens een colloquium op donderdagmiddag 9 maart in De Bilt. In dit artikel leest u wat grootschalige buien kunnen betekenen voor het waterbeheer.

Uit waarnemingen van de neerslaguursommen blijkt een sterke toename van extreme hoeveelheden neerslag boven de 50 mm na 2000. Analyse van het verband tussen neerslagintensiteit en de (dauwpunts)temperatuur laat zien dat de buienintensiteit ongeveer met 10 tot 14% per graad omhoog kan gaan. Maar dit lijkt onvoldoende om de gemeten extreme uursommen van de laatste jaren te verklaren.

De hypothese is dat de buien niet alleen intenser worden, maar ook grootschaliger. Hierdoor regent het harder én langer. Omdat buien meestal korter dan een uur duren, kan bij grootschaliger buien dus meer neerslag in een uur op een bepaalde locatie vallen. Ook kan het totale neerslagvolume van een bui sterker toenemen dan gedacht. Is dit alleen een denkbare hypothese of nu al werkelijkheid? In zijn colloquium op 9 maart heeft Geert Lenderink de fysische achtergronden van deze hypothese vanuit waarnemingen en modellen besproken. Lenderink beprak ook de beperkingen van onze kennis. Zeer extreme grootschalige convectieve buien (figuur A) zijn geenszins een vaststaand feit, maar er zijn wel degelijk aanwijzingen dat mogelijk grote veranderingen op komst zijn.

Figuur A Conceptuele weergave van een convectieve buienwolk (bron)

In de KNMI-klimaatscenario's is de aandacht voor de neerslagontwikkeling vooral gericht op algemene (gemiddelde) parameters (zie tabel A).

Neerslag gemiddelde hoeveelheid 224 mm 224 mm
  jaar-op-jaar variatiesH) - ± 113 mm
  dagelijkse hoeveelheid die eens in de 10 jaar wordt overschreden 1)  44 mm 44 mm
  maximum uurneerslag per jaar 14,9 mm/uur 15,1 mm/uur
  aantal natte dagen (≥ 0,1 mm) 45 dagen  43 dagen
  aantal dagen ≥ 20 mm 1,6 dagen 1,7 dagen

Tabel A Klimaatontwikkeling neerslag in de zomer voor het klimaat van 1951-1980 en 1981-2010.

De definitie van het klimaat is de gemiddelde situatie van het weer over een periode van dertig jaar. Over de klimaatontwikkeling van kortdurende extreme neerslag is nog weinig in detail bekend, omdat de tijd- en ruimteresolutie waarmee de klimaatmodellen rekenen nog wat te grof is. De onzekerheden in de ontwikkeling van extremen zijn bovendien groot, waardoor het niet eenvoudig is om daar concrete uitspraken over te doen.

Sinds 1950 is de temperatuur omhoog gegaan en daardoor is ook de hoeveelheid waterdamp in de lucht toegenomen. Dit verklaart gedeeltelijk waarom jaarlijks meer neerslag valt. Het effect op zware buien is nog groter. Uit waarnemingen blijkt dat bij de meest extreme buien de hoeveelheid neerslag per uur toeneemt met ongeveer 12% per graad Celsius (opwarming).

De klimaatmodellen bootsen de kleinschalige buien (nog) niet goed na. Dit zijn de buien die in de zomer neerslagpieken veroorzaken. Veranderingen in neerslagextremen in de zomer die samenhangen met kleinschalige buien zijn daardoor extra onzeker, ook omdat deze buien afhankelijk zijn van lokale processen. De kans op zware buien neemt bij elk scenario toe, zij het met een grote onzekerheidsband.

Met het ‘future weather model' Harmonie, dat op een veel kleinere tijd- en ruimteschaal rekent dan de klimaatmodellen, heeft het KNMI de ontwikkeling van extreme neerslag in een toekomstig klimaat gedetailleerder in beeld gebracht (zie figuur B).


Figuur B Situatie met meer dan 100 mm neerslag in twee dagen in augustus 2010 (links), en de transformatie naar een 2˚C warmer klimaat (rechts)

Voor deze situatie neemt de maximale hoeveelheid toe van 130 mm naar 180 mm en is het gebied met meer dan 100 mm neerslag bijna twee keer zo groot. Dit beeld geeft voeding aan de hypothese dat de buien niet alleen intenser worden, maar ook grootschaliger.

In het waterbeheer kijken we vooral eendimensionaal naar de klimaatverandering van neerslaghoeveelheden en intensiteiten. Voor de tweedimensionale verandering van het ruimtelijke effect van de neerslag is nog weinig aandacht. Als extreme buien op een groter gebied gaan vallen, kan dat flinke gevolgen hebben voor het watervolume dat een gebied belast (zie figuur C). Gegeven de toekomstige ontwikkeling van de bui van 2010, met een piek die toeneemt van 150 naar 180 mm en een gebied met neerslag > 100 mm dat twee keer zo groot wordt, neemt het totale neerslagvolume in de bui toe met meer dan 100%.


Figuur C Toename piek in regengebied met groter gebiedsoppervlak.

Gegeven de toekomstige ontwikkeling van de bui van 2010, met een piek die toeneemt van 150 naar 180 mm en een gebied met neerslag > 100 mm dat twee keer zo groot wordt, neemt het totale neerslagvolume in de bui toe met meer dan 100%.


Figuur D toename piek in regengebied van 150 naar 180 mm, zonder toename gebiedsgrootte

Het effect op het neerslagvolume is met een ruimer gebiedsoppervlak aanzienlijk groter dan dat van het piekvolume zonder toename van de gebiedsgrootte (zie figuur D). We moeten dus goed in de gaten houden of de gebiedsgrootte van extreme buien toeneemt. Het is belangrijk dat het KNMI onderzoek doet naar dit klimaateffect in het Space2rain-project.

De kwetsbaarheid van stedelijke gebieden waar het water zich gemakkelijker kan verplaatsen via de riolering en het maaiveld, wordt groter. Visueel onderzoek van radarbeelden van extreme buien laat zien dat pieken vaak heel lokaal vallen. Veel pieken in extreme buien missen het bebouwde gebied soms op een haar. Als de gebieden met pieken groter worden, kan de kans op overlast fors toenemen.

Voor de neerslagtoename door klimaatontwikkeling kijken we regionaal vooral naar het tijdverloop van de neerslag. STOWA-KNMI-HKV hebben hiervoor ruim honderd klimaatreeksen ontwikkeld. Veel watersysteemmodellen rekenen voor de neerslagbelasting van grotere gebieden met een gebiedsreductiefactor. Hierbij wordt het effect van de verdeling van neerslag over een gebied sterk vereenvoudigd.

Een mogelijke toename van de omvang van buien is vooral belangrijk voor de grotere stroom- en bemalingsgebieden. Waar een extreme bui grotere gebieden tot nu toe gedeeltelijk heeft getroffen, is de overlast wellicht beperkt gebleven omdat het water zich kon verdelen. Als de buien grootschaliger worden, kan ook hier de feitelijke kans op overlast sterk toenemen.


Kennisbank


U Bezocht Onlangs


GEEF UW SUGGESTIE