Hevige regenbuien

De soms hevige regenbuien van de afgelopen zomer waren voor menigeen aanleiding om het veranderende klimaat daarbij te betrekken. Nu  moet je daarbij natuurlijk oppassen, want die buien waren relatief kortstondig en zeer plaatselijk, zodat een relatie met een veranderend klimaat lastig te leggen is. Maar er is wel het een en ander over te zeggen. Ik beperk me hierbij tot Nederland, voor de wereld als geheel zijn nauwelijks betrouwbare gegevens voorhanden.

neerslag de bilt 1950 2014

Bron: Climate Explorer

In bovenstaande grafiek is de maandelijkse neerslag weergegeven in De Bilt vanaf 1950. Van een opvallende opwaartse trend lijkt op het eerste gezicht geen sprake. Door de veelheid aan gegevens is het echter moeilijk om daar zicht op te krijgen,  derhalve heb ik van de maandgemiddelden jaargemiddelden gemaakt en een trendlijn toegevoegd:

jaarl neerslag de bilt 1950 2014

De trend is ontegenzeggelijk omhoog in deze periode, waarschijnlijk het gevolg van de temperatuurstijging waardoor vanwege toename van verdamping meer waterdamp in de troposfeer terecht gekomen is.  En ‘what goes up must come down’, dat gebeurt altijd in de vorm van neerslag. Toch moet men hier een slag om de arm houden, omdat met de tijd er ook in ons land veranderingen hebben plaatsgevonden in windpatronen. En iedereen weet wat de windrichting voor invloed kan hebben op temperatuur en neerslag!

Wat opvalt in de grafiek is dat er een soort van breekpunt ligt omstreeks 1996: daarna komt de jaarlijkse neerslag  op een soort hogere trede in de grafiek. Op een uitzondering na (2003) is dat niet zozeer het gevolg van nattere jaren, veel meer van het ontbreken van drogere jaren. Eenzelfde verandering is te zien tussen 1960 en 1970. Wellicht herinnert u zich dat ik in 2013 een onderzoekje heb gedaan naar recente temperatuurontwikkelingen in ons land. Zie hier.

cnt all

Daarbij was heel duidelijk dat de temperatuur in ons land in 1996 een forse sprong omhoog maakte en daarna gemiddeld vlak bleef, tot op heden. Diezelfde sprong in 1996 is fraai terug te vinden in bovenstaande neerslaggrafiek van De Bilt. Overigens was in het aangehaalde bericht een opvallend feit dat het windpatroon in de gegeven periode veranderde. Met name de toenemende zuidwestcirculatie aan het eind van de winter was opvallend. En u weet het: zuidwest, regennest.

wind feb

O.k., wat meer jaarlijkse neerslag vanaf 1996, in een sprongetje binnengekomen. Waarschijnlijk het gevolg van het sprongetje in de temperatuur in ons land op datzelfde moment. En wellicht zijn beide meer het gevolg van een veranderend luchtcirculatiepatroon boven NW-Europa dan van globale opwarming, maar die discussie zal zeker nog verder gevoerd worden. Maar hoe zit dat met die hevige regenbuien? Zijn dat er in ons land meer dan vroeger? Het antwoord komt van het KNMI. Ja er zijn meer hevige regenbuien dan vroeger.

50 mm neerslag knmi

Bron:  KNMI

In bovenstaande grafiek is duidelijk te zien dat het aantal dagen met meer dan 500 mm neerlag per etmaal is toegenomen. Maar ook hier is te zien dat er sprake is van een sprong, die overigens wat later valt (2000) dan de hiervoor genoemde. De trendlijn geeft ook in deze grafiek weliswaar een toename te zien, maar verdoezelt dat die toename stapsgewijs is gegaan.

jaarrecords stations

Bron: KNMI

Bovenstaande grafiek geeft de jaarrecords weer van alle (nu 325) neerslagstations in Nederland. Het absolute record is gevestigd in 1951 in Amsterdam: bijna 150 mm in een etmaal. Opvallend is dat de absolute records vanaf 1950 niet hoger worden. Heel mooi is te zien dat vanaf midden jaren ’90 (sprong!) de lagere jaarrecords wat hoger komen te liggen. Kortom, er komen vanaf medio jaren ’90 vaker heftige buien voor dan daarvoor.

Wat is nu de verklaring voor het feit dat er vaker heftige buien voorkomen? De belangrijkste factor is de toegenomen absolute luchtvochtigheid. Meteorologische diensten als het KNMI hebben het dan over het dauwpunt. Bij toenemende waterdamp in de lucht zal bij een dalende temperatuur de lucht bij een hogere temperatuur verzadigd raken.

intensiteit neerslag dauwpunttemp

Bron: KNMI

In bovenstaande grafiek van het KNMI heeft men van alle meetstations in ons land de relatie weergegeven van de intensiteit van de neerslag  en de dauwpunttemperatuur. Te zien is dat bij gelijke overschrijdingskans de neerslagintensiteit hoger is naarmate de dauwpunttemperatuur hoger is. Dus: er is een positief verband tussen absolute luchtvochtigheid en neerslagintensiteit. Dus als verdamping toeneemt (bijvoorbeeld als gevolg van gestegen temperatuur) dan worden de buien gemiddeld heviger.

De verklaring voor dit verschijnsel is volgens het KNMI als volgt:

convectieve bui

“ Een sterk versimpeld beeld van een convectieve buienwolk is weergegeven in bovenstaande figuur. Lucht nabij het aardoppervlak wordt naar de wolkenbasis getransporteerd door de luchtstromingen behorend bij de buienwolk. Er vindt condensatie plaats, en wolkendruppels ontstaan. De wolkendruppels vormen uiteindelijk neerslag. Alhoewel er in zo’n wolk sterke opgaande en neergaande luchtstromingen zijn, is uiteindelijk de netto beweging in de wolk opwaarts. Omdat de temperatuur in de top van een dergelijke wolk zeer laag is en de lucht bij die temperatuur vrijwel geen waterdamp meer kan bevatten, zal uiteindelijk (vrijwel) alle waterdamp uit de grenslaag condenseren tot wolkendruppels, en zal een substantieel gedeelte als neerslag vallen. De mate van neerslagvorming is daarom evenredig met de netto sterkte van de opgaande beweging maal de vochtigheid van de lucht in de grenslaag. Nu is de hypothese dat niet alleen de vochtigheid verandert met de toenemende temperatuur, maar dat ook de sterkte van de opgaande beweging toeneemt. De reden hiervoor is dat wanneer waterdamp condenseert er (latente) warmte vrijkomt, en dit zorgt voor extra stijgende bewegingen in de wolk. Hoe meer waterdamp er condenseert hoe mee warmte er vrij komt, en hoe sterker de opgaande bewegingen kunnen zijn. Deze wolkenterugkoppeling kan er voor zorgen dat de neerslag intensiteit harder omhoog gaat dan de relatie aangeeft.

bui

Bron:  KNMI

In de wetenschappelijke literatuur zijn echter ook alternatieve verklaringen voor de relatie voorgesteld (Haerter en Berg, 2009). Een belangrijk argument is dat er andere atmosferische variabelen samen met de (dauwpunts-)temperatuur kunnen variëren; atmosferische vocht hoeft niet de enige verandering te zijn. Zo zijn het bij de lage temperaturen in de winter voornamelijk grootschalige lagedrukgebieden en fronten die aanleiding geven tot neerslagextremen. Hoge temperaturen treden in de zomer op, met vooral neerslag in convectieve buiencomplexen. Omdat convectieve buien aanleiding geven tot intensere neerslag dan frontale neerslag kan dit een versterkte temperatuursafhankelijkheid geven. “

Dat laatste  is dan ook de reden dat hevige buien vooral in de zomer plaats vinden. Tot slot: zullen er in de toekomst (meer) hevige(r) buien ontstaan dan momenteel? Als de temperatuur toeneemt is dat te verwachten. Trouwe lezers van dit blog weten intussen al dat ik daar (die temperatuurtoename) minder van overtuigd ben dan een deel van de klimaatwetenschappers die trouw gezworen hebben aan klimaatmodellen. Maar wie ben ik? Ik blijf kijken en meetgegevens bestuderen. Meten is weten.