KNMI Waargenomen schommelingen in het Nederlandsee klimaat van de 20e eeuw

Home

Kenniscentrum

Toestand van het klimaat

Toestand van het klimaat 1999

Waargenomen schommelingen in het Nederlandsee klimaat van de 20e eeuw

De toestand van het klimaat in Nederland 1999

1 augustus 1999

H.R.A. Wessels, T. Brandsma, T.A. Buishand, A.M.G. Klein Tank en G.P. Können (KNMI)

De vorige klimaatrapportage werd geschreven tijdens de strenge winter van 1995/96. Het hele verdere jaar 1996 bleef toen aan de koele kant en werd afgesloten door de gedenkwaardige koudegolf over de jaarwisseling heen, die tot de eerste Elfstedentocht sinds 1986 leidde. De twee jaren die op 1996 volgden waren zacht, waarbij 1998 bijzonder veel neerslag bracht.

De toestand van het klimaat in Nederland 1999

Het weer van de laatste drie jaar geeft aanleiding meer te letten op het optreden van uitersten. Achter de vraag welke langjarige schommelingen optreden in het gemiddelde weer, ligt de belangrijke vraag verborgen of er fluctuaties zijn in het voorkomen van extreme weersomstandigheden. En om deze extremen gaat het eigenlijk in onze maatschappij. Want ook in de toekomst moet bijvoorbeeld de aardgasvoorziening in een strenge winter blijven functioneren. Poldergemalen en dijken moeten overlast door langdurige zware neerslag binnen aanvaardbare grenzen kunnen houden, rioolstelsels moeten voldoende bestand zijn tegen zware zomerbuien. Onze zeeweringen moeten zeer zware stormen blijven weerstaan. En zo zijn er nog talloze andere voorbeelden op te noemen. Het is dus belangrijk attent te zijn op aanwijzingen voor een mogelijke verandering van de frequentie en de aard van extreem weer.

Er is dus reden genoeg voor een nieuwe klimaatrapportage waarin recente gegevens zijn opgenomen. In dit hoofdstuk volgen wij net als voorheen de polsslag van het Nederlandse klimaat van deze eeuw, niet alleen voor gemiddelden maar ook voor een aantal karakteristieken van extremen. De keuze hiervoor is beperkt. In de klimaatrapportage zijn slechts extremen beschouwd waarover het nog verantwoord is conclusies te trekken.

Meetreeksen
Om uitspraken te doen over langjarige variaties beschikt men over meetreeksen van wind, temperatuur, bewolking, neerslag, en andere meteorologische grootheden van een aantal waarnemingsstations. Helaas zijn die meetreeksen zelden homogeen. Daar zijn diverse redenen voor. In de loop van de jaren werden stations verplaatst, veranderden bebouwing en begroeiing in de omgeving of waren er wijzigingen in de meetmethode of in het instrumentarium. Hierdoor zijn de verschillende delen van een meetreeks vaak niet goed onderling vergelijkbaar. Soms kan er een schatting van de gemiddelde meetfout in bepaalde periodes worden gegeven en in enkele gevallen kan zelfs voor die effecten worden gecorrigeerd. Als dat het geval is, ontstaat een gehomogeniseerde reeks die studies naar langjarige variaties of trends in het klimaat mogelijk maakt.

Extreme situaties
Extreme situaties betreffen in de regel gebeurtenissen van korte duur. Uitspraken over extreme situaties zijn vaak onzekerder dan die over het gemiddelde weer. De belangrijkste reden is dat extreme situaties per definitie zeldzaam zijn: hoe extremer de situatie, des te schaarser het aantal gevallen. In een periode van 100 jaar komen soms maar enkele gevallen voor. Dit betekent dat een schijnbare trend in een grafiek volledig kan omslaan als er zich in een bepaald jaar een nieuw geval aandient.
Om bovenstaande problematiek te omzeilen bestudeert men doorgaans een minder extreem kenmerk van het weer, zodat er nog een redelijk aantal gevallen overblijft. Een variatie in zo'n grootheid geeft een betere indicatie over een eventueel veranderende kans op zeer grote extremen dan een variatie in gemiddelden. Deze aanpak volgen we ook in deze rapportage: we kijken bijvoorbeeld naar de reeks van het aantal dagen per jaar met een bepaalde ijsdikte, naar die van de grootste dagneerslag van ieder jaar en naar de reeks van bepaalde droogte- en stormindicatoren. Bij de selectie van de voorbeelden in dit rapport, is de kwaliteit van de achterliggende meetgegevens uiteindelijk bepalend geweest.

Bij het bestuderen van extremen kijkt men ook wel naar de gemiddelde tijdsduur tussen twee opeenvolgende overschrijdingen van een bepaalde drempelwaarde: bijvoorbeeld van wind boven een bepaalde (hoge) snelheid, dagneerslag boven een bepaalde hoeveelheid, enzovoort. Dit getal geeft dan de 'gemiddelde herhalingstijd' van de gebeurtenis en geldt voor gelijkblijvend klimaat (van bijvoorbeeld deze eeuw). Uiteraard is deze herhalingstijd slechts een gemiddelde en voorspelt niet het tijdstip van de volgende gebeurtenis: het jaar ná een extreem is de kans op een extreem met herhalingstijd van bijvoorbeeld 100 jaar nog steeds aanwezig. Net zo goed als het kan zijn dat er een paar maal achter elkaar zes wordt gegooid is het mogelijk dat een zeldzaam extreem na korte tijd weer optreedt, en hoe suggestief ook, dit ondermijnt de geldigheid van de eerder geschatte herhalingstijd niet.

Seizoenen
Het karakter van de weersverschijnselen in Nederland hangt in sterke mate af van het seizoen. Dit geldt niet alleen voor de temperatuur, maar ook voor de buiigheid van neerslag, voor mist, wind, onweer en talloze andere verschijnselen. De grootste verschillen treden uiteraard op tussen zomer en winter. Daarom wordt in de hier gepresenteerde meetreeksen vaak onderscheid gemaakt tussen het zomerhalfjaar (april t/m september) en het winterhalfjaar (oktober t/m maart), die wij kortheidshalve vaak met 'zomer' en 'winter' aanduiden. De winter wordt benoemd met het jaartal waarin hij eindigt. Het winterhalfjaar 1999 beslaat dus de periode 1 oktober 1998 t/m 31 maart 1999. De gepresenteerde jaarwaarden hebben steeds betrekking op het normale kalenderjaar. Door deze keuzen is het gemiddelde van zomer en winter van een bepaald jaar niet gelijk aan de jaarwaarde. In de zomer- en jaargrafieken van dit hoofdstuk heeft het laatste punt betrekking op 1998; de wintergrafieken lopen door tot en met 1999.

Windrichting en temperatuur
De temperatuur in Nederland is in sterke mate afhankelijk van de windrichting, waarbij de windrichting op een zeker tijdstip wordt bepaald door de toevallige posities van lage- en hogedrukgebieden rond Nederland. Vergeleken met westenwind brengt oostenwind in de winter kouder weer, maar in de zomer meer warmte. Als geheel genomen heeft ons klimaat tijdens perioden van oostenwind een continentaler karakter dan gemiddeld en lijkt daarmee meer op dat van Midden- of Oost-Europa: hete droge zomers en koude winters. Bij westenwind heeft ons klimaat een nog maritiemer karakter dan gebruikelijk en lijkt daarmee meer op dat van Ierland: koele zomers, zachte ('groene') winters met door het jaar heen veel regen. Figuur 1 en 2 vergelijkt de windrichting met de temperatuur in De Bilt, waarbij de windrichtingsectoren van 180° in figuur 1 zo zijn gekozen dat aanvoer uit die sector de grootste kans biedt op relatief warme lucht in het desbetreffende seizoen.

Figuur 1. Frequentie van windrichtingen te De Bilt (zomers 1906-1998, winters 1906-1999). Per halfjaar wordt de 180 graden sector met gemiddeld warmste aanvoer gepresenteerd, dus 's zomers (april t/m september) met een zuidoostelijke windcomponent en 's winters (oktober vorige jaar t/m maart) met een zuidwestelijke. De gladde lijn volgt een voortschrijdend 15-jaar gemiddelde met een relatief groot gewicht voor de centrale jaren. Ook in de volgende figuren is een aldus berekende lijn getrokken.

Data behorende bij figuur 1.

Figuur 2. Temperatuur te De Bilt, gemiddeld over het kalenderjaar, de zomer en de winter. De jaar- en zomertemperaturen beslaan de periode 1880-1998; de wintertemperaturen 1881-1999. Data: zie verder lezen.

Data behorende bij figuur 2.

In het algemeen is de luchtdruk boven de noordelijke Atlantische Oceaan laag en boven de Azoren hoog, waardoor de wind bij ons bij voorkeur een zuidwestelijke component heeft. Gemiddeld over de 20e eeuw was dat op 65% van de winterdagen het geval, maar voor de individuele winters varieert dat percentage tussen 40% en 80%. In het eerste geval is er relatief vaak noordoostelijke aanvoer en wordt de winter streng met een gemiddelde temperatuur van het winterhalfjaar rond 2 °C. In het tweede geval komt de wind overwegend uit westelijke sectoren en wordt de wintertemperatuur vooral bepaald door de wintertemperatuur van het zeewater voor onze kust: ca. 7 °C. Inderdaad vinden we het jaar-op-jaar verloop van de winter-windrichtingsvoorkeur vrij nauwkeurig terug in de wintertemperatuurgrafiek van De Bilt. Uiteraard is de overeenkomst niet volmaakt: zo suggereert de windrichtingsgrafiek voor 1996 een ongehoord strenge winter, terwijl de temperatuur in werkelijkheid wel meeviel.
Ook bij de zomers is er een verband tussen de overheersende windrichting en de temperatuur. Het verband is minder uitgesproken dan bij de winters, mede omdat het in de zomer minder hard waait dan in de winter en ook omdat de voorkeurswindrichtingen in de zomers onderling minder sterk verschillen. Gemiddeld waait de wind in 45% van de gevallen uit de noordoosthoek (dus in 55% van de gevallen is er een zuidwestelijke component), maar de jaar-op-jaar waarden voor de zomer in figuur 1 blijven tussen 35% en 55%, d.w.z. binnen een twee keer smallere band als bij de winters. Daarnaast wordt de temperatuur in de zomer minder sterk door de aanvoersrichting van de lucht bepaald, omdat het land/zee verschil in temperatuur dan klein is (zie hieronder) en ook omdat in de zomer de instraling van de zon een overheersende factor kan zijn.

Soms blijft een afwijkende windrichtingsvoorkeur gedurende meerdere opeenvolgende winters in stand. Dit was bijvoorbeeld het geval in de periode 1988-1995. Ook eerder in deze eeuw deed zich deze situatie voor, het meest duidelijk rond 1910. De seizoensgemiddelde luchtdrukverdeling in onze omgeving kan blijkbaar gedurende vele jaren systematisch afwijken van de normale situatie. Als gevolg van jarenlang aanhoudende afwijkende omstandigheden in de periode 1988-1995 waren alle winters van die jaren zacht. Dit leidde tot een concentratie van zachte winters aan het eind van de 20e eeuw; in deze periode kwam een zeer hoge wintertemperatuur vaker voor dan men op grond van het toeval uit het voorafgaande deel van de eeuw had kunnen opmaken. De oorzaak van het verschijnsel is het langdurig aanhouden van de positieve fase van de Noord-Atlantische Oscillatie, waar in hoofdstuk 2 verder op in wordt gegaan.

De jaartemperatuur in De Bilt was in de laatste twee decennia van de 20e eeuw hoger dan in de periode ervoor. Het verschil met de periode 1900-1920 is ongeveer 0.7° C. Het langlopend gemiddelde - de dikke lijn in de grafiek - van de afgelopen twintig jaar is duidelijk hoger dan voorheen. Naast de winters waren ook de recente zomers aan de warme kant. Verder valt in figuur 2 op dat vóór 1980 de dikke lijnen in de jaar- en wintergrafiek vrij willekeurig rond een gemiddelde lijken te slingeren. De zomertemperatuur toont echter een opmerkelijke terugval rond 1950 die een zwakke opwaartse trend tijdelijk onderbrak. Gezien het belang van temperatuur als klimaatindicator, worden deze verschijnselen aan het slot van dit hoofdstuk nader beschouwd.

Watertemperatuur en ijsbedekking
Er is in twee opzichten een samenhang tussen de temperatuur van het Noordzeewater bij de kust en de temperatuur boven land. Enerzijds bepaalt de watertemperatuur onze temperatuur bij aanlandige wind, anderzijds wordt het zeewater bij aflandige wind beïnvloed door de temperatuur boven land. Figuur 3 toont de zeewatertemperatuur op zo'n 20 km ten westen van de Maasvlakte. De reeks is samengesteld uit metingen van lichtschepen, die achtereenvolgens op ongeveer dezelfde positie lagen ter hoogte van Hoek van Holland, en uit metingen op het Lichteiland Goeree.

Figuur 3. Temperatuur van het oppervlaktewater in de Noordzee bij het Lichteiland Goeree (1881-1998/99), gemiddeld over het kalenderjaar, de zomer en de winter. Het meetpunt bevindt zich op 22 km ten westen van de Maasvlakte.

Data behorende bij figuur 3.

Over het jaar gemiddeld is de temperatuur van het zeewater 1.5 °C hoger dan de luchttemperatuur boven land. Dit wordt veroorzaakt doordat gemiddeld gesproken het Noordzeewater uit zuidelijker streken wordt aangevoerd. Omdat de seizoencyclus van dit warmere water een maand naijlt op die boven land, resulteert dit in een groot zee/land verschil voor het winterhalfjaar (3 °C) en een verschil van bijna nul in het zomerhalfjaar.
Zowel in de zomer als in de winter komen de langjarige fluctuaties in de zeewatertemperatuur goed overeen met die in de luchttemperatuur van De Bilt. Wel zijn de uitschieters in de zeewatertemperatuur wat minder sterk. Wat opvalt is dat de meest recente koude winter (1996) moeilijk terug te vinden is in de zeewatergrafiek: het laatste deel van het langlopend gemiddelde in de zeewatergrafiek loopt duidelijk omhoog. De afgelopen vijftien jaar is het water blijkbaar meer opgewarmd dan het land. Dit effect - en andere verschillen tussen figuur 2 en 3 - vindt zijn oorzaak in de wisseling van zeestromen in de Noordzee en de nabije Atlantische Oceaan, die er voor kunnen zorgen dat er in een bepaalde periode warmer water dan gebruikelijk naar ons toe stroomt.

Als de variaties in de zeewatertemperatuur zo goed die boven land volgen, dan zou men verwachten dat dit ook voor de temperatuur van rivierwater geldt. Figuur 4 toont aan dat dit inderdaad zo is: de jaar-op-jaar variaties in de temperatuur van het Rijnwater te Lobith volgen die in de luchttemperatuur van De Bilt nog beter dan die van het zeewater bij de kust. Opmerkelijk is echter dat de Rijn bij Lobith deze eeuw maar liefst 3 °C warmer is geworden. Deze opwarming heeft weinig met klimaatwijzigingen te maken, maar veel met industriële warmtelozingen stroomopwaarts in de rivier. Men kan zelfs berekenen dat de temperatuurstijging redelijk klopt met de grootte van de warmtelozingen, die overigens vooral na 1940 hebben plaatsgevonden. Hier hebben we dus een voorbeeld van een duidelijk aanwijsbaar menselijk effect op een klimaatfactor.

Figuur 4. Jaargemiddelde van de temperatuur van de Rijn bij Lobith (1909-1998). (Bron: RIZA).

Data behorende bij figuur 4.

De reeks van figuur 4 is duidelijk ongeschikt om er trends in het temperatuurklimaat van Nederland en omgeving mee te onderzoeken. Zou men dat toch proberen, dan moet eerst voor het effect van warmtelozingen gecorrigeerd worden om een reeks te verkrijgen die representatief is voor het klimaat. Dit corrigeren moet met grote precisie gebeuren omdat de trend door de lozingen aanzienlijk groter is dan de eventuele trend in de luchttemperatuur. Zo dit al zou lukken, dan zou men zich vervolgens moeten afvragen of het overblijvende effect niet door veranderingen in meetdisciplines of zelfs gewoon door veranderingen in de bovenloop van de Rijn zelf is veroorzaakt. Daar soortgelijke problemen ook spelen bij het homogeniseren van meteorologische meetreeksen, inclusief de reeks van de wereldgemiddelde temperatuur, toont dit voorbeeld goed aan hoe lastig het is om uit metingen goed onderbouwde conclusies te trekken over klimaatverandering.
Behalve de temperatuur is het optreden van sneeuw of ijs een belangrijke factor die een winter karakteriseert. Dit speelt in onze technologische samenleving op andere wijze dan vroeger, omdat we steeds meer afhankelijk zijn geworden van een ononderbroken transport van personen en goederen. Gegevens over het sneeuwdek in Nederland zijn onlangs door het KNMI gepubliceerd, maar deze zijn beperkt tot de laatste decennia en dus niet geschikt om langjarige variaties in het klimaat in beeld te brengen.

Van ijsbedekking op kanalen en meren zijn evenmin lange waarnemingsreeksen beschikbaar. Het blijkt echter mogelijk de ijsdikte op bijvoorbeeld een meer van twee meter diep te reconstrueren uit gewone meteorologische gegevens als temperatuur, bewolking en wind. Deze reeks is misschien beter geschikt voor klimaatstudies dan een echte waarnemingsreeks zou zijn, omdat een echt meer van eigenschappen kan veranderen en het denkbeeldige meer uiteraard niet.

Figuur 5 toont het aantal dagen met een minstens matige ijsbedekking, dat wil zeggen 7 cm of meer. De gepresenteerde grootheid is een maat voor het optreden van hinder voor scheepvaart of - zo men wil - de mogelijkheid tot schaatsen. Tevens is het een maat voor de strengheid van een winter en daarmee is de ijsgrafiek een voorbeeld van een tijdreeks van extreem weer. In feite toont de grafiek slechts één facet van de winter, namelijk of er voldoende hevige koudegolven zijn opgetreden om de ijsvorming mogelijk te maken. Voor tussenliggende zachte perioden is de maat ongevoelig. Figuur 5 is dan ook ongeschikt om de zachtheid van winters te karakteriseren: als het aantal ijsdagen nul is, zoals in de laatste twee winters, dan is daaruit niet op te maken of de winter zacht dan wel zeer zacht is geweest.

Figuur 5. Aantal dagen met een ijsdek van minstens 7 cm, berekend per winterhalfjaar voor een stilstaand water van 2 m diep uit meteorologische gegevens voor De Bilt (1901-1999).

Data behorende bij figuur 5.

Figuur 6. Aantal dagen met ijs of drijfijs op de IJssel (1855-1999). (Bron: P.J. Wemelsfelder, RWS, na 1947 aangevuld door K. Wierenga, RIZA).

Data behorende bij figuur 6.

Als maat karakteriseert het aantal dagen met matige ijsbedekking slechts het midden van het winterhalfjaar, want ijsdikten van 7 cm treden buiten de periode half november tot eind maart zelden op. Het gemiddeld aantal dagen per winter met tenminste matige ijsbedekking was in deze eeuw ongeveer 19 dagen. De pieken in de ijsgrafiek zijn terug te vinden in de wintertemperatuur van figuur 2. Net als de reeks van wintertemperaturen toont de ijsgrafiek dat strenge winters soms gegroepeerd voorkwamen. Rond het midden van de eeuw vertoont het langjarige gemiddelde hierdoor een piek. De grafiek levert geen aanwijzing dat de kans op hevige winterse koudegolven de afgelopen twee decennia anders is geworden.
In tegenstelling tot de kanalen en meren, is er wel een lange waarnemingsreeks van het optreden van vast ijs of drijfijs op de rivieren. Voor de IJssel gaan de rapporten zelfs terug tot 1855, zie figuur 6. Tussen 1901 en 1950 lijkt die grafiek erg op figuur 5, maar daarna wordt rivierijs steeds zeldzamer. Dit komt uiteraard door de al genoemde warmwaterlozingen in de bovenrivier. De afgenomen ijsgang op de rivieren zou men een positief effect van menselijk ingrijpen kunnen noemen. Immers, in vroeger eeuwen leidde het opstuwen van water tegen dammen van kruiende ijsschotsen soms tot catastrofale rivieroverstromingen.

Windsnelheid en zeewaterstand
Wind ontstaat door horizontale luchtdrukverschillen. Bij ontbreken van betrouwbare lange reeksen windsnelheidmetingen worden, evenals in het vorige rapport, die horizontale luchtdrukverschillen als maat voor de windsnelheid gebruikt. Uit het luchtdrukverschil van drie stations kan de snelheid en de richting van de zogenaamde geostrofische wind berekend worden. De geostrofische wind is een maat voor de ongestoorde wind op enige hoogte boven het aardoppervlak. De windsnelheid op de gewone meethoogte van 10 meter is ongeveer twee keer zo klein, omdat nabij de grond de luchtstroom door wrijving wordt afgeremd. Tegenover het nadeel dat we zo niet de echte windklimatologie bij het aardoppervlak bestuderen, staat het voordeel dat de reeks homogeen is, omdat ook vroegere luchtdrukmetingen zeer nauwkeurig zijn. Alleen in de zeldzame gevallen dat een kleine depressie juist langs deze drie stations trekt, geeft de methode tijdelijk onjuiste schattingen.
Als er een systematische verandering in de wind nabij het aardoppervlak heeft plaatsgevonden moet deze verandering ook te zien zijn in de geostrofische wind. Figuur 7 toont het langjarig verloop van de gemiddelde windsnelheid en ook van een karakteristiek voor hoge windsnelheid. Voor dit laatste kiezen we die snelheid die gedurende 1% van de uren wordt overschreden. Dat betreft 88 uren per jaar en dat zijn dan doorgaans de uren met windkracht 8 of hoger op de gewone meethoogte. Met de hier gevolgde methode wordt overigens niet gekeken naar locale zware windstoten bij onweersbuien.

In de winter zijn gemiddelde en hoge windsnelheden ongeveer anderhalf keer groter dan in de zomer. Omdat stormen vooral in het winterhalfjaar optreden, is de getoonde grafiek van hoge windsnelheden vrijwel uitsluitend bepaald door de winter. De resultaten voor zomer en winter worden ditmaal niet apart getoond, daar er nauwelijks verschillen zijn tussen zomer, winter en jaarwaarden wat betreft de langjarige fluctuaties in de gemiddelde en hoge windsnelheid.

Figuur 7. Gemiddelde (onderste kromme) en hoge geostrofische windsnelheden in Nederland (1906-1998). De geostrofische windsnelheid is ongeveer twee keer zo groot als de windsnelheid op de normale waarnemingshoogte van 10 m. De bovenste kromme is een karakteristiek voor hoge windsnelheid, namelijk de snelheid die in 1% van de uren is overschreden.

Data behorende bij figuur 7.

Figuur 8. Aantal keren per winter (1882-1999) dat een storm boven de Noordzee tot een wateropzet van tenminste 90 cm leidde bij hoogwater in Delfzijl. De wateropzet is de verhoging van de zeewaterstand ten opzichte van de verwachte stand bij afwezigheid van weersinvloeden. De verhoging wordt voornamelijk veroorzaakt door het windveld boven de Noordzee. (Bron: J. Doekes, RIKZ).

Data behorende bij figuur 8.

In figuur 7 zien we gedurende deze eeuw een viertal perioden met meer wind. Deze perioden zijn zowel in het gemiddelde als in de hoge windsnelheid zichtbaar. Grote windsnelheid heeft vaak een westelijke component. Omdat harde wind een incidenteel verschijnsel is, zijn de perioden met hoge windsnelheid nauwelijks terug te vinden in de gemiddelde voorkeur van windrichtingen (figuur 1). In de windsnelheden is geen duidelijke trend te ontdekken; zo we al van een trend zouden moeten spreken, dan zou dat een dalende zijn.
Een belangrijk gevolg van stormen boven de Noordzee is het optreden van hoge golven en hoge waterstanden. Aan de beschikbare metingen van golven - die slechts een kwart eeuw beslaan- is in het vorige rapport uitvoerig aandacht gegeven met als conclusie dat er de laatste 25 jaar geen aanwijzing bestaat voor een toename van grote golfhoogten boven de zuidelijke Noordzee. Deze conclusie is sindsdien niet gewijzigd. Een interessant punt van aandacht blijft de verschuiving van het seizoen met hoge golven naar het einde van de winter. Ook het laatste winterhalfjaar (1999) past in dit patroon.

De waterstandgegevens te Delfzijl in figuur 8 beslaan het winterseizoen en gaan ruim 100 jaar terug. Ook voor andere kuststations bestaan lange meetreeksen, maar die vertonen dezelfde langjarige fluctuaties. Figuur 8 betreft niet de waterstand ten opzichte van een vaste referentie, maar ten opzichte van de hoogwaterstand die op grond van het astronomisch getij te verwachten was. Zowel de windsnelheid en -richting als de luchtdruk hebben invloed op de hoogte van de zeespiegel. De actuele hoogwaterstand kan daarom afwijken ten opzichte van het astronomisch getij. Men noemt het effect van deze beide meteorologische factoren de wateropzet. Een lage luchtdruk en een krachtige wind van zee (noordwest in geval van Delfzijl) kan tot een flinke verhoging van de waterstand leiden. Bij hoge opzet levert wind de overheersende bijdrage aan de wateropzet; het effect van luchtdruk blijft doorgaans tot enkele decimeters beperkt. Een harde noordwestenwind van windkracht 7 (15 m/s) zal in Delfzijl regelmatig tot een wateropzet van 90 cm leiden; bij een noordwesterstorm van windkracht 9 (22 m/s) is een opzet van 2.50 m niet ongewoon. Te Delfzijl was de hoogste wateropzet in deze eeuw 3.47 m; dit gebeurde op 4 februari 1944.

In Delfzijl wordt een wateropzet van 90 cm bij gemiddeld ongeveer 1.5 % van de hoogwaters overschreden. Figuur 8 is wat betreft de gemiddelde overschrijdingskans ruwweg vergelijkbaar met de hoge windsnelheidsmaat van figuur 7. De langjarige fluctuaties in de beide figuren lopen min of meer synchroon, ondanks het feit dat de allerzwaarste stormen doorgaans uit zuid tot zuidwest waaien en de hoogste wateropzet optreedt door wind uit noordwest. Overeenstemming blijft aanwezig omdat bij het passeren van een depressie over de Noordzee, storm uit het zuidwesten doorgaans na enkele uren gevolgd wordt door een vrijwel even hevige noordwesterstorm boven zee.

Duidelijker nog dan bij de vorige rapportage blijkt uit de wind- en de wateropzetgrafieken, dat stormen en hoge wateropzetten thans niet vaker en niet heviger optreden dan eerder in deze eeuw. Niettemin is de kans op een hoge zeewaterstand wat toegenomen. De gemiddelde zeespiegel aan onze kust is namelijk sinds anderhalve eeuw aan het stijgen, met een gemiddelde snelheid van zo'n 20 cm per eeuw. Dit komt voor ongeveer een kwart door de bodemdaling in Nederland, voor de rest hoofdzakelijk door uitzetting van het zeewater door de wereldwijde temperatuurstijging sinds het midden van de 19e eeuw. Al bleef het stormklimaat ongewijzigd, dan nog heeft deze zeespiegelstijging de kans op een waterstand boven een gegeven drempelwaarde verhoogd.

Zonneschijn en 'mooie' dagen
Een aantal belangrijke weergegevens wordt doorgaans visueel geschat. Daarbij horen het zicht, de bedekkingsgraad met wolken, de wolkensoort en de neerslagsoort. Door wisselingen van waarnemers door de tijd heen hebben reeksen van dit soort schattingen meestal een beperkte nauwkeurigheid. Omdat bovendien in de eerste helft van deze eeuw er geen stations waren met een 24-uur wacht, zijn deze waarnemingsreeksen ongeschikt voor onderzoek naar langjarige klimaatvariaties. De laatste tijd worden gegevens over zicht en wolken ook instrumenteel bepaald, wat betreft wolken niet alleen vanaf de grond maar ook met behulp van satellieten. De meetreeksen zijn echter nog te kort om klimaatstudies mee te doen.
Voor de schatting van de bedekkingsgraad overdag is er wel een traditioneel instrumenteel alternatief: de gemeten zonneschijnduur. Het meetinstrument bestaat uit een glazen bol met daarachter een concentrisch geplaatste papierstrook, die elke dag ververst wordt. Als de zon schijnt werkt de bol als brandglas. Door de beweging van de zon blijft op het papier een brandspoor achter, dat kan worden uitgemeten. In De Bilt is de zonneschijnduur vanaf het begin van deze eeuw geregistreerd.

Omdat de daglengte door het jaar sterk varieert, wordt de zonneschijn uitgedrukt als het percentage van de tijd dat de zon boven de horizon was. Dat percentage is een goede maat voor het ontbreken van bewolking. In figuur 9 is te zien dat van het toch al geringe aantal daguren in de winter slechts 25% zonnig is: dit betekent gemiddeld 2.4 zonne-uur per dag. In het zomerhalfjaar is de gemiddelde daglengte 15 uur en het zonneschijnpercentage 40%, dus is het aantal zonne-uren gemiddeld 6 per dag. Het jaargemiddelde wordt dan ook vooral bepaald door het zomerhalfjaar en wordt hier niet afzonderlijk getoond.

Figuur 9. Instrumenteel bepaalde relatieve zonneschijnduur te De Bilt in procenten van de tijd dat de zon boven de horizon is voor de zomer (1901-1998) en de winter (1902-1999). Data: zie verder lezen.

Data behorende bij figuur 9.

Individuele zomers blijken onderling sterk te kunnen verschillen: het zonneschijnpercentage varieert tussen de 32% en 53%. Een vergelijking met figuur 2 bevestigt de voor de hand liggende gedachte, dat warme zomers zich veelal kenmerken door veel zon. Wat betreft de winter is er geen verband tussen temperatuur en zonneschijn zichtbaar, mede omdat de jaar-op-jaar variaties in seizoentemperatuur voor het grootste deel veroorzaakt worden door de maanden met de kortste daglengten (december-februari).
In de dikke lijn in de zomergrafiek van figuur 9 zijn zonnige en sombere perioden te onderscheiden. De laatste tien zomers waren, evenals die in de jaren zeventig, relatief zonnig. Gezien over de 20e eeuw slingert de dikke lijn rond een constante waarde; tussen zijn begin en einde is weinig verschil. De winters hebben in de jaren zeventig een dieptepunt aan zonneschijn beleefd waarvan ze zich na 1980 hebben hersteld. Het effect van het toegenomen zonneschijnpercentage is echter heel betrekkelijk, want de gemiddelde daglengte in het winterhalfjaar is maar 9.6 uur en daarvan bleef het altijd nog ruim 70% van de tijd bewolkt.

Wat betreft 'kwaliteit van weer' voor activiteiten buitenshuis, is men eigenlijk vooral geïnteresseerd in zomerse dagen die zowel zonnig, warm als droog zijn. Onder een warme dag kunnen wij hier verstaan: warm voor de tijd van het jaar, in tegenstelling tot normaal of koel. Gemiddeld vallen dus 33% van de etmalen in de desbetreffende maand in de categorie 'warm'. Evenzo hoort een zonnige zomerdag bij de 33% zonnigste dagen volgens het langjarig maandgemiddelde. Dagen die in beide categorieën vallen en bovendien geen neerslag van betekenis hebben opgeleverd (minder dan 0.3 mm), zijn blijkens figuur 10 tamelijk schaars: ongeveer 30 dagen per zomerhalfjaar, dus 1 op elke 6 dagen. In de legendarische zomer van 1947 scoorde echter bijna de helft van de dagen. Ondanks de fraaie zomer van 1959 kenden de jaren vijftig en zestig relatief weinig 'vakantieweer', maar sindsdien heeft de zomer zich gemiddeld gesproken goed hersteld. Frappant lijkt dat de record-natte zomer van 1998 toch nog redelijk scoort als 'vakantiezomer' vergeleken met bijvoorbeeld 1962 of 1971. De reden is dat 1998 vrij warm was, zodat de zonnige droge dagen die naast de regendagen ook optraden vaak warm waren.

Figuur 10. Boven: aantallen dagen per zomerhalfjaar (1906-1998) die door velen als 'mooi' gekarakteriseerd worden. Bedoeld worden dagen, die bij de 33% warmste zowel als de 33% zonnigste horen en waarbij geen neerslag van betekenis viel. Onder: 'mooie winterdagen' (1906-1999). Bedoeld zijn hier dagen, die bij de 33% koudste zowel als de 33% zonnigste horen en waarbij geen neerslag van betekenis viel. Gebruikt zijn meteorologische gegevens voor De Bilt.

Data behorende bij figuur 10.

Voor het winterhalfjaar is het lastig een vergelijkbare kwaliteitsmaat te formuleren: zachte zonnige dagen concentreren zich rond begin en eind van het winterhalfjaar zodat hun aantal eerder het najaar en het vroege voorjaar karakteriseert dan de midwinter periode. Zonnig en koud weer kan wel gezien worden als 'mooi winterweer', ofschoon pittige kou beslist niet iedereen aanmoedigt om dan maar lekker naar buiten te gaan. De 'mooie winterdagen' in figuur 10 zijn dus evenals de mooie zomerdagen zonnig en vrijwel droog, maar vallen wat betreft temperatuur in de categorie koud (onderste 33%). De grafiek laat zien dat een aantal koude winters, zoals die van 1947, 1963 en 1996, door veel heldere vriesdagen gekarakteriseerd waren.

Neerslag
Neerslag vertoont een grote variabiliteit, zowel in de tijd als naar plaats. Zelfs bij neerslagsommen over een jaar kunnen de hoeveelheden in het land gemakkelijk 100 mm of meer uiteenlopen. Het verloop van de jaarsom voor De Bilt is dus zeker niet representatief voor wat er in de rest van Nederland gebeurt. Tevens zijn de jaar-op-jaar fluctuaties in de neerslag van een individueel station zo groot, dat eventuele trends vaak worden versluierd. Om toch een representatief beeld te geven van het verloop van de neerslag in deze eeuw, presenteren we gemiddelde waarden voor dertien over heel Nederland verspreid liggende stations. Deze stations zijn geselecteerd op kwaliteit en homogeniteit. De waarden zijn gecorrigeerd voor een extra windeffect op de metingen dat optrad omdat de regenmeters vóór 1950 hoger waren opgesteld dan nu.

Figuur 11. Gemiddelde sommen van de neerslag in Nederland van dertien geselecteerde stations voor het kalenderjaar, de zomer en de winter. De jaar- en zomerwaarden beslaan de periode 1906-1998; de winterwaarden 1907-1999.

Data behorende bij figuur 11.

Figuur 11 toont dus neerslaghoeveelheden gemiddeld over Nederland. Ook hier zijn de grafieken voor het winter- en het zomerhalfjaar gepresenteerd, waarbij opvalt dat beide seizoenen gemiddeld in gelijke mate aan het jaartotaal bijdragen. Uit figuur 11 blijkt duidelijk de sterke jaar-op-jaar variabiliteit. Tussen de hoogste en laagste waarde zit bijna een factor drie. Ondanks deze grote variabiliteit vallen enige zaken op. De gemiddelde neerslag is in de tweede helft van deze eeuw hoger dan in de eerste helft, waarbij het laatst toegevoegde jaar 1998 zelfs het natste was tot nu toe. De toename in deze eeuw blijkt met name door de winterneerslag veroorzaakt te zijn; alle gevallen met winterneerslag boven 500 mm kwamen na 1960 voor. Als we naar de afzonderlijke maanden kijken, heeft vooral de maand maart aan die toename bijgedragen.

Omdat zachte winters vaak neerslagrijk zijn, ligt het voor de hand de stijgende lijn in temperatuur en neerslag over de afgelopen 40 winters (figuren 2 en 11) met elkaar in verband te brengen. Voor de zomers is de temperatuurtrend over de afgelopen veertig jaar zwakker en is er geen neerslagtrend te constateren. Het verband tussen temperatuur en neerslag is in de zomer overigens andersom dan in de winter: warme zomers zijn doorgaans droog. Dit laatste is niet verrassend, omdat we al zagen dat in warme zomers minder bewolking voorkomt.

Grote neerslaghoeveelheden
Een nat seizoen hoeft nog niet noodzakelijk voor wateroverlast te zorgen. Problemen ontstaan meestal bij veel neerslag over kortere perioden, zoals bij een hevige bui boven een stad of kassengebied, als deze de afvoercapaciteit van riolen of waterlopen te boven gaat. Een relevante maat voor zulke situaties is de maximale dagsom per jaar of per seizoen. Deze is getoond in figuur 12, waarbij weer gemiddeld is over de dertien stations. Hierbij zijn voor elk station eerst de maxima per seizoen/jaar bepaald en zijn vervolgens de getallen van ieder seizoen/jaar (die niet noodzakelijkerwijs op dezelfde dag betrekking hebben) gemiddeld over de dertien stations. Voor een afzonderlijk station kan dus een hogere waarde opgetreden zijn dan die in figuur 12. Hoewel er slechts één gemiddeld maximum in de figuur groter is dan 50 mm, wordt een dergelijke waarde op elk van de dertien stations gemiddeld eens in de 13 jaar overschreden.

Figuur 12. De maximale dagsom van de neerslag per seizoen en per jaar. De gepresenteerde waarde is het gemiddelde van de maxima van dertien stations. De jaren en seizoenen zijn dezelfde als in figuur 11.

Data behorende bij figuur 12.

De gemiddelde herhalingstijd en de extreme neerslag van 1998
De gemiddelde herhalingstijd is een alternatieve uitdrukking voor de overschrijdingskans van een bepaalde drempelwaarde. Een herhalingstijd van bijvoorbeeld 100 jaar wil zeggen dat gemiddeld slechts één maal per honderd jaar een overschrijding plaatsvindt. Het houdt echter niet in dat na een overschrijding, de volgende overschrijding 100 jaar op zich laat wachten. Bij onafhankelijkheid en gelijkblijvend klimaat is er een kans van 26% dat in een periode van 100 jaar twee of meer overschrijdingen optreden; er is echter ook een kans van 36% dat er geen overschrijding is. Langjarige klimaatfluctuaties leiden ertoe dat beide kansen nog wat groter zijn doordat overschrijdingen sterker in groepjes (clusters) voorkomen dan bij onafhankelijkheid tussen opeenvolgende jaren.
Het optreden van een zeldzame gebeurtenis verandert in principe de kans er op niet. Door een toevalligheid kan het zijn dat de gebeurtenis zich kort erop herhaalt. Als de gemiddelde herhalingstijd 100 jaar is en de gebeurtenis zich in een bepaald jaar heeft voorgedaan, dan is er bij onafhankelijkheid en gelijkblijvend klimaat een kans van 1% dat de zeldzaamheid zich het jaar erna herhaalt.

Herhalingstijden hebben meestal betrekking op extremen op een bepaalde plaats of meetstation. Het feit dat bij een dagsom van 50 mm voor een bepaald station een herhalingstijd van 13 jaar hoort, betekent niet dat dit gezien over heel Nederland ook een zeldzaam verschijnsel is. Op de dertien geselecteerde stations komt in 60% van de jaren één of meerdere dagen voor waarop tenminste op één van die stations meer dan 50 mm regen wordt afgetapt. Binnen hetzelfde jaar kan op een ander neerslagstation in Nederland (in het totaal zijn er ruim 300) nog aanzienlijk hogere hoeveelheden zijn afgetapt.

Op 14 september 1998 werd in een groot gedeelte van Zuidwest-Nederland meer dan 75 mm regen afgetapt (tot maar liefst 133.7 mm toe in Dirksland op Overflakkee). Hoewel op een gegeven station een hoeveelheid van 75 mm een zeldzaamheid is (herhalingstijd ongeveer 125 jaar), viel ruim een maand later (28 oktober) in een strook lopend van Enkhuizen via de Noordoostpolder naar Zuid-Drente weer meer dan 75 mm. Landelijk gezien valt de zeldzaamheid van een dergelijke hoeveelheid neerslag nogal mee: in ruwweg de helft van het aantal jaren treedt het wel ergens op.

Het jaar 1998 illustreerde weer eens dat het best kan gebeuren dat een verschijnsel van hoge zeldzaamheid (eens in de 125 jaar) zich na korte tijd toch weer herhaalt, hoewel zoiets dergelijks schijnbaar tegen het gezonde verstand indruist.

Terwijl de gemiddelde neerslag in zomer en winter ongeveer gelijk is, zijn de maximale dagsommen in de zomer het grootst. Het gaat dan meestal om zware plaatselijke buien die bijvoorbeeld op de weg of in stedelijke gebieden voor wateroverlast kunnen zorgen. In landelijke gebieden komt wateroverlast echter het meest in het winterhalfjaar voor. Dit komt omdat de bodem dan vochtig is en de grondwaterstand hoog, zodat dan minder water in de grond kan worden geborgen.

De langjarige variaties van de maximale dagsommen vertonen enige overeenkomst met die van de totale regenval in figuur 11. In overeenstemming hiermee zien we gedurende deze eeuw een zwakke stijging van de maximale winterdagsommen. De hoge zomerwaarde van 1998 laat de lijn voor de zomer en het jaar eveneens iets oplopen, maar dit ene geval wijst uiteraard niet op een trend.

Neerslag en afvoer
Rivierafvoeren vormen een maat voor de gevallen neerslag in het stroomgebied. De afvoer van Rijn of Maas in Nederland geeft dus een indicatie voor de neerslag die bovenstrooms is gevallen. Omdat een natte dan wel droge periode over het grote bovenstroomse gebied bij ons meestal soortgelijk weer oplevert, geeft de afvoer ook enige indicatie voor neerslaghoeveelheden in Nederland.

Figuur 13. Afvoer van de Rijn te Lobith (1901-1998) en van de Maas te Borgharen (1911-1998). Voor elk jaar zijn de gemiddelde en de maximale afvoer gepresenteerd. (Bron: RIZA).

Data behorende bij figuur 13.

Figuur 13 toont de gemiddelde afvoeren van de Rijn en de Maas en hun jaarlijks dagmaximum. Vooral dankzij de Rijn krijgt Nederland veel meer water binnen dan door de jaarlijkse regenval van ongeveer 800 mm. Omgerekend op het oppervlak van ons land is die neerslag 'slechts' ca. 1000 m3/s, dus twee keer minder dan de gemiddelde wateraanvoer door de Rijn. Gelukkig kan het grootste deel van de enorme hoeveelheid Rijnwater ongehinderd naar de Noordzee afstromen.

In figuur 13 zijn de minimum-afvoeren niet aangegeven omdat die weinig variëren. In droge perioden valt de Maasafvoer zelfs bijna stil. De Rijnafvoer daalt echter nooit onder 700 m3/s, dankzij de bijdrage van grondwater uit het Duitse heuvelland en het smeltwater van de Zwitserse Alpen. Ook in andere opzichten verschillen deze rivieren: hoog water in de Rijn bereikt ons pas enige dagen nadat in het stroomgebied regen valt of sneeuw gaat smelten, terwijl de Maas bijna onmiddellijk reageert op regen in de Ardennen. Voor de Rijn geldt dat hoge afvoer een winterverschijnsel is; bij de Maas komt hoge afvoer soms ook in de zomer voor, zoals bijvoorbeeld in juli 1980.

De variaties van de gemiddelde afvoeren van Rijn en Maas lijken op elkaar en ook wel enigszins op die in de Nederlandse winterneerslag (figuur 11). In veel jaren met hoge afvoer van de Rijn bereikte ook de Maas een hoog peil. In die situaties speelt voor de Rijn de neerslag in het Duitse heuvelland en middelgebergte vaak een belangrijke rol. Deze neerslag is sterk gecorreleerd met die in de Ardennen, waar het Maaswater vandaan komt. Dit illustreert dat zware winterneerslag vaak grootschalig van aard is.

Hoewel de Rijnafvoeren van 1993 en 1995 hoog waren, zijn ze niet uitzonderlijk: ook in de jaren twintig traden dergelijke afvoeren op. Met 12600 m3/s zorgde 1926 zelfs voor de hoogste van de eeuw. De waterstand bij Lobith viel met 16.93 m boven NAP 25 cm hoger uit dan de 16.68 m van 1995; omgerekend naar de huidige omstandigheden zou dit nog een paar centimeter meer geweest zijn. Deze extra centimeters vinden hun oorzaak in veranderingen in het doorstroomprofiel van de Rijn sinds 1926. Dit geeft aan dat de afvoer een betere klimaatindicator is dan de waterstand. Ondanks de gesignaleerde toegenomen winterneerslag in Nederland is in de gemiddelde afvoer van de Rijn en de Maas geen trend te ontdekken.

Zomerdroogte
Niet alleen te veel neerslag, maar ook te weinig neerslag kan problemen geven. Zo had bijvoorbeeld de landbouw in de zomer van 1976 te kampen met een aanzienlijke droogteschade.

Figuur 14. Droogte van de zomers uitgedrukt in het maximale doorlopend potentiële neerslagtekort (1911-1998), zoals dat ontstaat als neerslag de verdamping niet compenseert. De waarden geven de droogte-stress weer die het milieu heeft ondergaan. Gebruikt zijn meteorologische gegevens voor De Bilt.

Data behorende bij figuur 14.

Evenals in de vorige rapportage wordt als maat voor droogte in de zomer het 'maximale doorlopend potentiële neerslagtekort' gebruikt (figuur 14). Het doorlopend potentieel neerslagtekort is het verschil dat in het zomerhalfjaar optreedt tussen de verdamping boven kort gras (de 'potentiële verdamping') en de neerslag, iedere keer geaccumuleerd vanaf het voorafgaande tijdvak in het zomerhalfjaar met een vochtverzadigde bodem (zie voor verdere details de technische verantwoording, achterin dit rapport). Om verdroging van het gewas te vermijden moet een tekort worden aangevuld door bijvoorbeeld beregening; bij de berekening van de verdamping wordt er van uitgegaan dat het gras steeds weer optimaal van water is voorzien. De maximale waarde van het tekort is een maat voor de droogte-stress die het milieu heeft ondergaan. Net als de dagen met ijsbedekking (figuur 5) toont deze grootheid één karakteristiek facet van het desbetreffende seizoen.

Blijkens figuur 14 is het maximale tekort gemiddeld ongeveer 150 mm, maar in de berucht droge zomers van 1921, 1959 en 1976 waarin slechts 200 mm regen viel, liep het potentiële neerslagtekort op een bepaald moment op tot boven de 300 mm. Hiermee had het tekort een niveau van maar liefst anderhalf maal de hoeveelheid neerslag die totaal in die zomers viel. Naast deze uitschieters zijn in figuur 14 de natte zomers van de jaren zestig het meest opvallend.

Over de periode 1911-1998 is geen trend te constateren. Dit is in overeenstemming met het ontbreken van een trend in de zonneschijnduur en de zomerneerslag. In het vorige rapport liep de gemiddelde lijn na 1990 iets omhoog; door de recente nattere zomers buigt die lijn thans omlaag. Dit illustreert eens te meer dat men op moet passen met extrapolatie van klimaatreeksen.

Hagel en onweer
Felle buiige neerslag is een spectaculair verschijnsel dat gepaard kan gaan met hagel, onweer of windstoten. Het samenstellen van een nauwkeurige tijdreeks van hagel over deze eeuw is echter moeilijk, omdat het een zeer lokaal verschijnsel is waarvan het optreden op een meteorologisch station zeldzaam is. Gemiddelden zijn wel goed bekend: in december-februari valt in De Bilt op 7% van de dagen hagel; in de zomermaanden juni-augustus is de hagelkans tien keer kleiner. Ofschoon de luchttemperatuur in die maanden overdag ver boven het vriespunt blijft, valt de neerslag dus soms toch in de vorm van ijs. Hoewel zeldzaam, maakt zomerse hagel vaak meer indruk, omdat dan de grootste stenen vallen. Gemiddeld heeft een Nederlander eens in de circa 25 jaar te maken met hagelstenen met afmetingen van 2.5 cm of meer.
Een onweershaard is eveneens doorgaans zeer lokaal, maar omdat donder tot op 10 à 20 km afstand gehoord kan worden, zijn de onweerswaarnemingen van een meteorologisch station representatief voor de omstandigheden over een tamelijk groot gebied. Een internationaal gebruikte maat voor onweer is het aantal etmalen dat op een station donder gehoord is. Zulke waarnemingen bestaan al sinds de 18e eeuw, maar zelfs voor de 20e eeuw zijn de meetreeksen helaas niet bepaald homogeen. Vóór 1945 waren de stations niet gedurende het hele etmaal actief; wat betreft de recente jaren wordt het horen van donder moeilijker door omgevingslawaai en doordat de waarnemer zich gedurende een groot deel van zijn werktijd in een kantoor met gesloten ramen bevindt. Ondanks deze problemen is het toch mogelijk een zinvolle tijdreeks van onweersdagen op te stellen.

Figuur 15. Aantal dagen waarop donder werd gehoord, gemiddeld voor Den Helder, Groningen, De Bilt, Vlissingen en Maastricht (1905-1998/99). Data: zie verder lezen.

Data behorende bij figuur 15.

Figuur 15 toont het aantal onweersdagen, verkregen door middeling van de gegevens van vijf relatief goede stations die verspreid over Nederland liggen. De grafiek toont dat in het zomerhalfjaar gemiddeld op 10% van de dagen donder gehoord wordt; in het winterhalfjaar is de kans hierop ruim vier keer kleiner. Hierdoor is de jaargrafiek vrijwel gelijk aan die voor de zomer.

De onweergrafiek voor de zomer toont geen duidelijke trend. De langjarige fluctuaties in het zomerhalfjaar lijken weinig verband te houden met die van de temperatuur en de neerslag. Een reden hiervoor is dat het optreden van onweer niet zozeer afhangt van het gemiddelde zomerweer maar eerder van de frequentie van afwisseling van warm en koel weer. Onweer in het winterhalfjaar is in de afgelopen twintig jaar minder schaars geweest dan eerder deze eeuw. Omdat deze stijging lang ná de start van de 24-uur bewaking inzette, lijkt deze toename reëel. Daar winteronweer meestal optreedt bij luchtaanvoer over zee, is een verband tussen onweersrijkdom en de zachtheid van de winters van de laatste twee decennia zeer wel denkbaar.

Is Nederland warmer geworden?
De recente jaren hebben nog eens onderstreept, dat ons weer van jaar op jaar zeer variabel is. Zoals eerder gemeld, is met name in de winter een verband tussen langjarige circulatieschommelingen en de temperatuur. Daarnaast lijkt er, gezien over deze eeuw, sprake van een trend. Temperatuur vormt een belangrijke karakterisering van het klimaat. In het navolgende worden de waargenomen schommelingen en trends in de temperatuur nader geanalyseerd.
De 120-jaar lange temperatuurreeksen van figuur 2 laten zien dat de jaartemperatuur te De Bilt de afgelopen twee decennia gemiddeld gesproken zo'n 0.7 °C hoger lag dan in de eerste twintig jaar van de eeuw. De zomertemperatuur steeg hierbij zowel in de eerste als het laatste deel van deze eeuw gestaag, maar door een opmerkelijke terugval in de jaren vijftig blijft er gezien over de hele eeuw toch maar enkele tienden graden stijging over. De wintertemperatuur laat tot begin jaren tachtig weinig bijzonders zien, maar ligt daarna op een hoger niveau: op 1996 na waren alle winters vanaf 1988 zacht voor deze eeuw waarbij verschillende winters ongewoon zacht waren. Ondanks dit alles is geen trend te ontdekken wat betreft de ijsbedekking van meren (figuur 5), die een karakteristiek vormt voor de koudegolven van de winters. De vraag in welke mate de trends of schommelingen een gevolg zijn van veranderingen in de meetmethoden, van veranderende omgevingsomstandigheden, of van echte veranderingen in het Nederlandse klimaat, is belangrijk genoeg voor een zorgvuldige evaluatie.

De meetmethodiek van de temperatuur verdient wat dit betreft zeker aandacht. Uit de stationshistorie blijken enige mogelijke problemen, vooral rond de vorige eeuwwisseling en het midden van de 20e eeuw. De waarnemingen werden vóór 1897 niet te De Bilt, maar te Utrecht verricht. De Utrechtse metingen zijn naar De Bilt gecorrigeerd, maar dit gebeurde op grond van slechts een korte parallel-reeks. In De Bilt werden tot 1950 de metingen verricht in het park nabij het oorspronkelijke hoofdgebouw, maar daarna vond nieuwbouw plaats en werd het meetpunt circa 250 m naar het zuiden verplaatst naar het huidige waarneemterrein. Na 1960 werden bovendien de meethoogten landelijk teruggebracht van 2.2 naar 1.5 m. Als gevolg van deze veranderingen blijkt de dagelijkse gang in de temperatuur tussen 1950 en 1960 ongeveer 1 °C lager dan voorheen; na 1960 bleef de afwijking tot 0.7 °C beperkt. De daling van ná 1950 wijst op een gebrekkige ventilatie tussen de bomen op het oorspronkelijke waarneemterrein. Op zonnige dagen werd hierdoor vóór 1950 een te hoge maximumtemperatuur gemeten en in heldere nachten een te lage minimumtemperatuur. Inderdaad is de statistiek over de eeuw wat betreft de hoogst gemeten temperatuur van ieder jaar, verdacht. Deels compenseren de te hoge en te lage waarden elkaar, maar waarschijnlijk is toch de gemiddelde temperatuur vóór 1950 zo'n 0.2 °C te hoog. Dit zou betekenen dat wisselingen in meetmethodiek de opwaartse trend in figuur 2 hebben verkleind.

Een tweede effect dat in deze eeuw speelt is de toenemende verstedelijking. Ook rond het waarneemterrein De Bilt is de bebouwing en het wegennet na 1960 spectaculair toegenomen. Dit pleegt vooral te leiden tot hogere minimumtemperaturen. Hoeveel precies is onbekend, maar een langzame stijging van de gemiddelde temperatuur te De Bilt van 0.2 of 0.3 °C door verstedelijking is zeker denkbaar.

Voor zover thans bekend, compenseren de twee bovengenoemde effecten elkaar slechts ten dele. Het is duidelijk dat de toename van 0.7 °C in de gemiddelde temperatuur van deze eeuw zeker niet volledig aan meetproblemen of veranderende omstandigheden rond de meetplek kan worden toegeschreven. Er is dus inderdaad sprake geweest van een verandering van het Nederlandse temperatuurklimaat. Uiteraard zijn de sterke uitschieters naar boven en beneden ook reëel. In hoeverre dit ook geldt voor bijvoorbeeld de tijdelijke daling in zomertemperatuur in de jaren vijftig is niet goed bekend. Het KNMI zal meetreeksen in de komende jaren nader op homogeniteit onderzoeken om tot beter inzicht te komen van het realiteitsgehalte van dit soort schommelingen.

Een volgende vraag is of de waargenomen trend en schommelingen vallen binnen de natuurlijke fluctuaties die de reeks kenmerken. In het voorgaande werd op het verband gewezen tussen de geconstateerde langjarige temperatuurschommelingen en schommelingen in de aanvoerrichting van de lucht, zoals bijvoorbeeld veroorzaakt door de Noord-Atlantische Oscillatie. Voor een flink deel is de genoemde 0.7 graad temperatuurstijging hieruit inderdaad te verklaren. Maar zou een recent warm seizoen in het begin van deze eeuw met vergelijkbare aanvoer even warm geworden zijn? Een onderzoek met behulp van een dag-op-dag classificatie van de weercirculatie laat zien dat in dit opzicht de meeste recente seizoenen bij de rest van de 20e eeuw passen, maar dat de zomer van 1995 en de winter van 1998 ongeveer één graad warmer waren dan verwacht had mogen worden op grond van de opgetreden luchtaanvoer. Al zijn het maar twee gevallen en al is de test ruw, een afwijking van één graad is vrij groot. Mogelijk was in die twee gevallen sprake van warmere lucht in het brongebied van de luchtsoorten. Dit betekent niet meteen dat dit het gevolg is van de waargenomen wereldwijde temperatuurstijging, want ook de luchttemperatuur in verre brongebieden is beïnvloed door aanvoer van elders en zal dus soms koele, soms warme seizoenen kennen.

Figuur 16. Wereldgemiddelde jaartemperatuur (1880-1998). Zie ook figuur 26. (Bron: P.D. Jones, CRU, Norwich). Data: zie verder lezen.

Data behorende bij figuur 16.

Zoals uiteengezet in hoofdstuk 2 middelen de aanvoereffecten zich in de wereldgemiddelde temperatuur grotendeels uit. De stijging in de wereldwijd gemiddelde temperatuur (figuur 16) laat zien dat de aardatmosfeer inderdaad warmer is geworden. Het wordt aannemelijk geacht dat het toenemen van broeikasgasconcentraties merkbaar heeft bijgedragen aan de stijging na 1970, ofschoon de zeer hoge waarden van de afgelopen twee jaren ook deels door El Niño zijn beïnvloed - zie hoofdstuk 3.
De temperatuurstijging in Nederland is aanzienlijk groter dan die in figuur 16 en kan grotendeels verklaard worden uit veranderingen in atmosferische circulatie. Daarom, en omdat onvoldoende bekend is welk effect de stijgende wereldtemperatuur op de atmosferische circulatie heeft gehad, ontbreekt de wetenschappelijke grond om een verband te leggen tussen de opwarming in Nederland en een deels door het broeikaseffect veroorzaakte stijging van de wereldtemperatuur.

Dit laat onverlet dat voor Nederland de laatste twee decennia ongekend warm zijn geweest, vooral in de winters. Een belangrijke oorzaak hiervan is de buitengewone sterkte van de Noord-Atlantische Oscillatie in deze periode. Zoals beschreven in hoofdstuk 2, is dit verschijnsel niet met enige zekerheid toe te schrijven het broeikaseffect. Hoewel het niet onmogelijk is dat het broeikaseffect toch voor een klein deel heeft bijgedragen aan het verschijnsel, moet de warmte van de afgelopen decennia, hoe uitzonderlijk ook, primair worden toegeschreven aan een fluctuatie van natuurlijke aard.

Eerste uitgave: 01-08-99