Neerslag in Nederland

Fig.1    Bron: Volkskrant

Bovenstaande kop sierde onlangs een artikel in de Volkskrant. Aanleiding voor het artikel was waarschijnlijk de recente sterke neerslag op een aantal plaatsen in ons land. Om te bezien of de kop correct is ben ik in de neerslagcijfers van het KNMI gedoken. Het KNMI  verzamelt dagelijks van 320 neerslagstations de etmaal meetgegevens. Die stations zijn deels van het KNMI, maar de meeste van die stations worden bemand door geaccrediteerde vrijwilligers. Verder heeft het KNMI 34 automatische neerslagstations, waar vrijwel real time data dorgegeven worden aan het KNMI. En dan zijn er ook nog 350 ‘historische’ neerslagstations die ooit data leverden. Veel van die data is makkelijk via het internet bereikbaar voor geïnteresseerden.

Fig.2    Data: KNMI

Om trends te kunnen ontdekken in de neerslag is het van belang om stations te kunnen gebruiken die al heel lang actief zijn en die een –liefst volledige- datareeks leveren. Het Volkskrantartikel maakt gebruik van 13 stations, R13 genaamd.  Die R13 is nergens te vinden; contact met een KNMI medewerker maakt duidelijk dat het om L13 gaat. Figuur 2 toont de ligging van de neerslagstations in het ensemble L13. Van de 13 meetreeksen zijn er 2 samengesteld uit data van meerdere stations. Zo vormen de data van Den Helder en De Kooy één reeks, net zoals Westdorpe en Axel. Die laatste gecombineerde reeks begint als enige in 1906 in plaats van 1901.

Fig.3    Data: KNMI

Figuur 3 toont het verloop van de jaarlijkse neerslag volgens de L13 stations vanaf 1901. De trendlijn laat zien dat gedurende de periode 1901-2020 de lineaire trend +192 mm is. Over de gehele periode is er dus sprake van een flinke toename van de neerslag. Vooral in eerste helft van de 20e eeuw viel er aanmerkelijk minder neerslag dan daarna. Bezien we de tendens gedurende de laatste decennia dan is er echter sprake van een flinke afname vanaf eind jaren ’90 met meer dan 50 mm. Om het sterk volatiele signaal beter te kunnen analyseren is er in de grafiek een zogenaamde Loess smoothing toegepast.

Fig.4    Bron: KNMI

De grafiek in figuur 4 laat zien dat vanaf de maand mei de hoeveelheid neerslag toeneemt terwijl de gemiddelde duur van de neerslag laag blijft. Neerslag-extremen ontstaan gewoonlijk door twee meteorologische verschijnselen, namelijk door passage van fronten die samenhangen met depressies, en door plaatselijke buien als gevolg van sterke lokale verticale bewegingen in de atmosfeer. Hevige neerslag komt  meer in de zomer voor als gevolg van sterke opwarming met als gevolg  versterkte convectie.

Fig.5    Bron: KNMI

Extreme buien in de zomer ontstaan vaak vlak vóór een frontale zone. De aangevoerde lucht aan het oppervlak is vaak zeer warm, terwijl het naderende front zeer koude lucht in de hogere troposfeer aanvoert. Door de daardoor ontstane sterk instabiele atmosfeergradiënt is de vorming van zeer hoge wolken mogelijk waaruit vaak veel neerslag valt. De weerkaart van figuur 5 toont de situatie op 28 juni 2011, toen in Herwijnen binnen een uur 79 mm neerslag viel.

Het KNMI schrijft: “Op grond van de opwarming van de aarde, en de daarmee gepaard gaande toename van de hoeveelheid vocht, wordt een verdere intensivering van de neerslag verwacht. Dit leidt tot zwaardere extremen en het vaker voorkomen van extreme hoeveelheden neerslag. Toenames hangen af van de wereldwijde opwarming, de verandering in stromingspatronen en ook het type neerslag extreem. Als vuistregel geldt dat de intensivering ongeveer de hoeveelheid vocht volgt met 7 procent per graad, maar afwijkingen van deze regel kunnen substantieel zijn”.

Voorzichtigheid is dus geboden om de luchttemperatuur een op een toe te passen op de neerslagdata van Nederland, met name vanwege luchtcirculatie en de ligging aan zee. Maar ook de toegenomen verstedelijking zal waarschijnlijk een rol van betekenis spelen.

Fig.6    Data: KNMI

Voor de bestudering van extreme neerslag zijn er twee typen data voorhanden: de etmaalsommen en de uursommen. In dit bericht zal het gaan over de etmaalsommen. Om van een etmaal met zware regen te spreken moet er volgens het KNMI op minstens één van de officiële weerstations 50 millimeter of meer zijn gevallen. Zulke zware buien komen vooral ‘s zomers voor, maar soms ook in andere jaargetijden. De grafiek van figuur 6 toont voor de L13 reeksen het aantal dagen per jaar dat er op een of meer van de stations een etmaalsom van ≥ 50mm is gevallen.

De grafiek laat een paar interessante dingen zien. In de eerste plaats valt op dat vanaf 1990 er in het L13 ensemble er meer dagen geteld worden met ≥50mm neerslag dan voorheen. Dat lijkt de hypothese te bevestigen dat een hogere temperatuur  en dus hogere luchtvochtigheid tot zwaardere neerslag leidt. Het tweede dat opvalt is dat de natste dagen niet steeds natter worden.

Fig.7    Data: KNMI

De grafiek van figuur 7 toont van de L13 neerslagreeksen het aantal dagen per decennium dat de neerslag ≥ 50mm was. De grafiek toont een piek in de periode 1951-1960 en in de decennia 1991-2000 en 2001-2010. De periode 2011-2020 heeft opvallend genoeg relatief lage waarden, vergelijkbare met de decennia 1941-1950 en 1961-1970. Het is daarom interessant om te bezien hoe de zware neerslag zich de afgelopen decennia  in de L13 neerslagstations heeft ontwikkeld.  Figuur 6 liet zien dat er gedurende de afgelopen 3 decennia er meer dagen zijn geweest met zware neerslag dan in de periode daarvoor. Ik was benieuwd of dat ook voor elk station afzonderlijk geldt.

Fig.8     Data: KNMI

Figuur 8 laat voor De Bilt voor elk decennium zien hoeveel dagen er waren met zware neerslag. De Bilt toont in de laatste decennia geen toename van het aantal dagen met zware neerslag.

Fig.9    Data: KNMI

Van de overige 12 stations van L13 zijn er 5 die een verhoging van het aantal zeer natte dagen in de laatste 3 decennia laten zien. Op een na (Winterswijk) zijn dat stations die niet ver van zee liggen. Het lijkt er dus op dat bij de toename van het aantal dagen met zware neerslag er sprake is van een kusteffect. Bij 2 van de 13 stations, Kerkwerve en West-Terschelling, is er ook sprake van een toename van de neerslaghoeveelheden.

Fig.10    Data: KNMI

Figuur 10 geeft voor De Bilt de gemiddelde temperatuur per jaar met smoothing.  Hogere temperaturen leiden tot meer verdamping en dus tot grotere luchtvochtigheid. Maar zo makkelijk is het niet, daar wijst het KNMI ook op. Vergelijking we figuur 8 (temperatuur) met figuur 3 (neerslag L13) en bepalen we de correlatiecoëfficiënt R kwadraat tussen beide reeksen, dan is r2=0,1, dus erg laag. Het lijkt er dus op dat de correlatie tussen neerslag en temperatuur vooral bestaat uit het feit dat beide grafieken een opwaartse trend laten zien. Met name de opvallende daling van de neerslag de afgelopen 20 jaren is opvallend vergeleken met de stijging van de temperaturen in dezelfde periode.

In figuur 6 liet ik zien wat er in de afgelopen 120 jaren gebeurde met de dagen met zware neerslag (≥ 50mm) in de stations van L13. Daarbij viel op dat het aantal dagen in de L13 stations met zware neerslag (>50 mm) na 1990 toegenomen is. Maar is de intensiteit van de zware neerslag, dus de neerslaghoeveelheid, ook toegenomen? Daarvoor heb ik voor de L13 stations per jaar voor elk etmaal met zware neerslag de neerslagsom gedeeld door het aantal etmalen. Het resultaat is de gemiddelde intensiteit van de zware neerslag per jaar:

Fig.11  Data: KNMI

De grafiek laat zien dat er in het decennium 2001-2010 drie jaren zijn met een hogere intensiteit dan  tot dan toe. Dat zijn in 2001 West-Terschelling met 91 mm, 2004 Kerkwerve met 83,2 mm en in 2008 Den Helder/De Kooy met 83,5 mm. Voordien was het record uit 1901 met 80,3 mm op West-Terschelling.

Kijken we naar alle etmalen waarin hevige neerslag (≥ 80mm) gevallen is dat ziet dat er zo uit:

Fig. 12    Data: KNMI

De dagen met ≥ 80mm neerslag zijn met een afwijkende kleur en met de naam van het station weergegeven. Vergelijking van deze grafiek met figuur 2  laat zien dat de stations met ≥ 80mm neerslag alle op korte afstand van de kust gelegen zijn. Er lijkt sprake van een samenhang tussen de extreme neerslag en afstand tot de kust.

Conclusies: de kop boven het Volkskrantartikel is deels onjuist en deels juist. Onjuist is dat hevige neerslag jaarlijks toe zou nemen. Er is wel sprake van een opwaartse trend vanaf 1901, maar de fluctuaties zijn erg sterk. De decennia met de meeste dagen met zware neerslag zijn 1951-1960, 1991-2000 en 2001-2010. Dat betekent dat er naast de toename van de temperatuur ook andere factoren een belangrijke rol spelen in de neerslagcijfers van Nederland. Ik denk dan vooral aan de toename van de westenwind.

Juist is dat er ‘meer natte dagen’ geteld worden in West Nederland (vooral Zuid-Holland) maar ook Zuid-Limburg doet daar in mee zoals we onlangs weer zagen. Voor Zuid-Limburg is de oorzaak de relatief hoge ligging die extra neerslag veroorzaakt. Het reliëf kan dan voor wateroverlast zorgen. Voor Zuid-Holland stelt het KNMI: “  De verstedelijking en de nabijheid van de Noordzee spelen waarschijnlijk een rol voor Zuid-Holland.“ Wat dat laatste betreft: de data van de L13 stations in dit bericht tonen aan dat er duidelijk sprake is van een kusteffect.