Het raadsel van de verdwenen hittegolven deel 3

Aan dit bericht over de verdwenen hittegolven in De Bilt tussen 1901 en 1951 gaan enkele eerdere berichten vooraf. Zie het menu aan de rechterzijde en klik aan.

U weet wellicht dat ik samen met Marcel Crok en Frans Dijkstra bezig ben om de homogenisatie van de etmaal-temperatuurreeks van De Bilt 1901-1951 te bestuderen. De aanleiding was dat vanwege die aanpassing maar liefst 16 van de 23 hittegolven in die periode zomaar verdwenen zijn. We vermoeden dat de homogenisatie iets te drastisch is geweest.

Bron: KNMI

In 2016 heeft het KNMI een homogenisatie toegepast op de dagtemperaturen van 1901 tot 1951 van de 5 hoofdstations:  De Bilt, Maastricht, Eelde, De Kooy en Vlissingen. Reden daarvoor was de inhomogeniteiten (sprongen) die waren ontstaan in de 5 reeksen als gevolg van instrumentverplaatsingen rond 1950. Voor De Bilt spelde nog een extra factor mee, namelijk de wisseling van type meethut omstreeks dezelfde tijd. In het technische rapport van de homogenisatie  is daarover te lezen:

“For the investigated stations, it is known that there have been major relocations that caused inhomogeneities. In addition, for station De Bilt the relocation was accompanied by a major change in thermometer screen. The existence of parallel data makes it possible to correct for the inhomogeneities.

For the relocation in De Bilt in 1951 no parallel observations have been made because the relocation was unforeseen and after the relocation the old location was disturbed due to building activities in the neighborhood of the former screen. Therefore, data of Eelde (before the relocation and screen change and thereafter) has been used for the homogenization of the series.”

Bron: KNMI

Op de foto hierboven is de pagodehut te zien waarin de thermometers hingen. In de metadata (tabel bovenaan) is te lezen dat op 16 mei 1950 de grote pagodehut verruild werd voor een kleinere Stevensonhut. Brandsma schrijft overigens in Meteorlogica van juni 2016 dat de hutwissel in september 1950 heeft plaatsgevonden. Die Stevensonhut is het hutje rechts van de pagodehut.  Op de achtergrond is het oude hoofdgebouw van het KNMI te zien.

Opvallend is dat in de metadata de verplaatsing van de meeteenheid op 27 augustus 1951 naar een veldje zo’n 300m zuidelijk van de oude meetplek niet aangegeven wordt:

Die verplaatsing (rode lijn) is verlopen zonder zogenaamde parallelmetingen toe te passen. Elke verplaatsing, hoe klein ook, levert immers andere fysische omstandigheden op, en dus verschillende meetdata. De verplaatsing in 2008 naar de locatie op de witte stip wordt in de metadata wel weergegeven.  Bij die verplaatsing zijn parallelmetingen toegepast. Zie hier.

Het technische rapport zegt over het ontbreken van parallelmetingen bij de verplaatsing van 1951:

“For the relocation in De Bilt in 1951 no parallel observations have been made because the relocation was unforeseen and after the relocation the old location was disturbed due to building activities in the neighborhood of the former screen. Therefore, data of Eelde (before the relocation and screen change and thereafter) has been used for the homogenization of the series “

De redenen voor de homogenisatie van de dagtemperatuurreeks van De Bilt zijn dus:

  • De verandering van type meethut in 1950
  • De verplaatsing van de meethut in 1951

Over de tweede reden ga ik het later nog uitgebreid hebben, daar wordt aan gewerkt. In dit bericht is de verandering van meethut aan de orde.

In het juninummer van Meteorologica schrijft KNMI-er Brandsma een artikel over de homogenisatie. Hij is de man achter de homogenisatie. Hij schrijft:
De conclusie was dat de metingen in orde zijn, maar dat door veranderingen in meetmethoden en waarneemlocaties de records niet één op één vergelijkbaar zijn met de moderne waarnemingen (Brandsma en Sluijter, 2015). Juist op dit soort recorddagen zijn correcties vaak maximaal. In de huidige studie  maken we gebruik van een specifieke methode, genaamd percentiel-matching. Hierbij houden we indirect rekening met bewolking en wind doordat de correcties afhankelijk zijn van de temperatuur zelf. De veranderingen in extreem koude of warme dagen zijn daardoor in statistische zin betrouwbaar. Bekende problemen zoals de neerwaartse sprong in Tx rond 1950 in De Bilt en het relatief hoge aantal hittegolven in de eerste helft van de 20ste eeuw (zie onder andere Mureau et al., 2013) zijn hiermee verleden tijd.” (de vetgedrukte accentuering is van mij)

Het zijn juist die extreme correcties op recorddagen die opvallen. Op zeer warme dagen wordt de Tx (maximum temperatuur) in juli 1,7 °C en in augustus maar liefst 1,9 °C naar beneden bijgesteld. Zo raken we 16 van de 23 hittegolven van voor 1951 kwijt. Die zeer grote ‘correcties’  gebeuren ongeacht de  weersomstandigheden en  zijn niet onderbouwd met fysisch meteorologische argumenten. ‘Bekende problemen’ (Brandsma) zijn hiermee inderdaad wel verleden tijd.

Oud KNMI-wetenschapper en em. hoogleraar Henk de Bruin schreef in het magazine Meteorologica van september 2016  een kritisch artikel over de homogenisatie van De Bilt en de pagodehut. Hij wees daarbij op een KNMI-rapport van Kramer, Post en Woudenberg uit 1954, waarin een parallelmeting tussen pagodehut en Stevensonhut beschreven staat. Dat is bijzonder, omdat het KNMI beweert dat er geen parallelmetingen van pagodehut en Stevensonhut bestaan.

In het tijdvak van oktober 1945 tot en met april 1947, dus gedurende 20 maanden, zijn door Kramer et al vergelijkende temperatuurwaarnemingen verricht tussen thermometers in de pagodehut en in de Stevensonhut. De resultaten waren opmerkelijk: Kramer et al. vonden geen noemenswaardige verschillen tussen de pagode en de Stevensonhut. Het gemiddelde temperatuurverschil tussen de hutten is -0,17 °C  (kleine hut minus grote hut). Het bleek dat de verschillen tussen kleine en grote hut het grootst waren in het najaar en in de winter. In voorjaar en zomer werden de verschillen vaak onbetekenend klein. Zie onderstaande tabel. Dat laatste is van belang omdat hittegolven zich uitsluitend in de zomer voordoen.

De onderzoekers hebben ook gekeken of de temperatuur, zonnestand en direct zonlicht van invloed waren op de kleine verschillen tussen beide hutten. Voor temperatuur en zonnestand was de invloed afwezig. Bij direct/indirect zonlicht was voor de metingen van 14 uur (maximum temperatuur) de invloed betekenisloos klein.

Merkwaardig is dat Brandsma zowel in zijn artikel in Meteorologica als in het technische rapport van de homogenisatie met geen woord rept over het rapport van Kramer et al. Het kan zijn dat hij destijds niet op de hoogte was van het bestaan van het rapport. Dat werd pas enkele jaren geleden gedigitaliseerd.  Maar het heeft wel altijd in het papieren archief van het KNMI gezeten.

Vermeldenswaard is dat na de homogenisatie in 2016  het KNMI een duplicaat pagode heeft nagebouwd op het waarnemingsterrein. Deze schijnt niet uitgerust te zijn met de thermometers die vóór 1951 werden gebruikt. De oude thermometers zijn trager en geven daardoor een lagere Tx dan de huidige, veel snellere sensoren. Bovendien zullen locatiekeuze, begroeiingsomstandigheden en andere fysische parameters nu anders zijn dan bij de oorspronkelijke pagode.

Conclusie is dat voor de hoogste temperaturen in de zomer het verschil in metingen tussen die van de pagodehut en de Stevensonhut verwaarloosbaar klein is geweest. De verandering van type hut lijkt dan ook geen rol van betekenis te spelen bij het ‘overschatten’ van de Tx van De Bilt tot 1951.

Dan zou de verplaatsing van de meeteenheid in 1951 naar het veldje 300m zuidelijker voldoende verklaring moeten opleveren voor de ‘correctie’ van de hoogste zomertemperaturen met bijna 2 °C . Dat lijkt volstrekt ongeloofwaardig.

Bron: Eindhovense Aeroclub Motorvliegen