Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut; Ministerie van Infrastructuur en Milieu

 
Het onderzoek
Voorlopige resultaten
30-10-2009

Tot op heden is een aantal eenvoudige analyses uitgevoerd van het stadseffect bij individuele amateurstations, op verschillende plekken in Nederland. Hierbij zijn steeds de metingen van het amateurstation vergeleken met metingen van een KNMI-station in de omgeving. Vier afzonderlijke plekken in Nederland zijn bekeken:


Voor elk uur is het verschil tussen het amateurstation en het dichtstbijzijnde KNMI-station uitgerekend, en door middel van grafieken (zgn. 'scatterplots') gerelateerd aan verschillende variabelen. Het temperatuurverschil tussen het amateurstation in de stad en het KNMI-station buiten die stad is zo te zien voor (1) verschillende windrichtingen, (2) verschillende windsnelheden, (3) verschillende temperaturen, (4) voor verschillende momenten van de dag. Op die manier is snel iets te zeggen over de eigenschappen en oorzaken van het gemeten temperatuurverschil. Voor alle hierna besproken stations zijn alleen waarnemingen uit de maand september 2009 gebruikt.

Regio Rotterdam
In de regio Rotterdam is gefocust op het weeramateurstation Capelle a/d IJssel. Dit station is gelegen in een woonwijk. De waarnemingen van dit station zijn vergeleken met die van het KNMI-station Rotterdam, bij vliegveld Zestienhoven.

Windrichting
Dit amateurstation mat over de hele maand september gemiddeld 0.6 °C hoger dan het KNMI-station bij Zestienhoven in het buitengebied. Zie Figuur 1 voor de hierboven genoemde 'scatterplots', voor dit station. In de grafiek met windrichting (linksboven in de figuur) is zichtbaar dat tussen 200 en 300 graden (zuidwest tot westnoordwest), en tussen 0 en 45 graden (noord tot noordoost) de meeste punten vallen. Dit komt overeen met de overheersende windrichtingen in september 2009 : veel westenwinden in het begin en eind van de maand, en noordoostenwinden in het midden van de maand. Er is geen duidelijk verband tussen de windrichting en het temperatuurverschil tussen het stadsstation en het KNMI-station: de rode lijn (het gemiddelde temperatuurverschil voor verschillende windrichtingen) loopt ongeveer horizontaal.

Windsnelheid
Windnelheid heeft wel een duidelijke invloed op de grootte van het stadseffect. In de tweede grafiek (rechtsboven) in Figuur 1 is te zien dat het temperatuurverschil tussen het amateurstation en het KNMI-station bij weinig wind veel groter is dan bij veel wind. Bij meer dan 10 m/s is het gemiddelde verschil (de rode lijn) bijna nul.

Temperatuur
Met de temperatuur zelf (linksonder in Figuur 1) is ook een duidelijk verband. Hoe lager de temperatuur, des te groter is het gemeten 'stadseffect'. Dit is een aanwijzing dat het stadseffect in (koude) nachten het sterkst is. Het feit dat het stadseffect het sterkst is bij lage windsnelheden is hiermee in overeenstemming: bij weinig wind wordt het 's nachts ook het koudst.

Tijd van de dag
Er is ook een mooi verloop te zien van het temperatuurverschil met de tijd van de dag (Figuur 1, rechtsonder). Het temperatuurverschil is 's nachts (na 18:00 UTC=20:00 lokale tijd) het grootst, tot gemiddeld 1 °C, en neemt 's ochtends rond zonsopkomst weer sterk af. Figuur 1: Temperatuurverschillen stad-buitengebied vs. windrichting(linksboven), windsnelheid(rechtsboven), temperatuur(linksonder) en tijd van de dag(rechtsonder) voor het station Capelle a/d Ijssel (120) vergeleken met KNMI-station Rotterdam, uit uurgegevens in september 2009. Rode plusjes: gemiddelde waarden.

Regio Den Haag
Het volgende station waar we naar hebben gekeken, ligt in Voorburg. Het ligt in een woonwijk met lage flatgebouwen, en de metingen zijn vergeleken met het KNMI-station Valkenburg. Zie Figuur 2 voor de resultaten.

Op dit weeramateurstation was het in september gemiddeld bijna 1 °C warmer dan op de omliggende stations. Ook hier is geen duidelijk verband aanwezig met de windrichting. Het verband met de windsnelheid is erg duidelijk. Bij weinig wind is het gemiddeld meer dan twee graden warmer dan op het KNMI-station, en bij veel wind komt het verschil dicht bij nul. Ook het verband met de temperatuur is duidelijk. Net als in Capelle a/d IJssel is het stadseffect sterker bij een lagere temperatuur. Het verloop door de dag is ook vergelijkbaar: 's nachts is het verschil het grootst, in de ochtend het kleinst.
Figuur 2: Temperatuurverschillen stad-buitengebied vs. windrichting(linksboven), windsnelheid(rechtsboven), temperatuur(linksonder) en tijd van de dag(rechtsonder) voor het station Voorburg (158) vergeleken met KNMI-station Valkenburg, uit uurgegevens in september 2009. Rode plusjes: gemiddelde waarden.

Enschede
Het amateurstation Enschede staat in een woonwijk buiten het centrum. We hebben de metingen van dit station vergeleken met die van het KNMI-station Twenthe. In de maand september was het op dit amateurstation gemiddeld 0.7 °C warmer dan op het KNMI-station. Ook hier is een invloed zichtbaar van de windsnelheid en van de temperatuur. Het verloop over de dag is vergelijkbaar met dat op de twee stations hierboven Figuur 3: Temperatuurverschillen stad-buitengebied vs. windrichting(linksboven), windsnelheid(rechtsboven), temperatuur(linksonder) en tijd van de dag(rechtsonder) voor het station Enschede (258) vergeleken met KNMI-station Twenthe, uit uurgegevens in september 2009. Rode plusjes: gemiddelde waarden.

Amsterdam
Wat opvalt aan het weeramateurstation in Amsterdam, is dat geen duidelijk verband van het gemeten 'stadseffect' met de windsnelheid is te zien. Het gemiddelde verschil tussen dit station (0.57 °C in september) en het KNMI-station Schiphol is ongeveer gelijk verdeeld over de windsnelheden. Hetzelfde geldt voor de temperatuur: op dit station is niet te zien dat bij lagere temperaturen een sterker warmte-eiland aanwezig is, zoals op de stations hier boven besproken. Wel voldoet het verloop over de dag van het temparatuurverschil aan het patroon dat we op de andere stations zagen: het grootste verschil 's avonds, 's ochtends na zonsopkomst het kleinste verschil. Hoe het in de nacht zit is niet te zien: vermoedelijk geeft deze weeramateur alleen overdag zijn gegevens door. Dit laatste kan een verklaring zijn voor het feit dat we geen afhankelijkheid zien van de windsnelheid en de temperatuur: de nachten ontbreken, dus ook de koele nachten met weinig wind waarin het stadseffect op de andere stations het sterkst lijkt.
Figuur 4: Temperatuurverschillen stad-buitengebied vs. windrichting(linksboven), windsnelheid(rechtsboven), temperatuur(linksonder) en tijd van de dag(rechtsonder) voor het station Amsterdam (64) vergeleken met KNMI-station Schiphol, uit uurgegevens in september 2009. Rode plusjes: gemiddelde waarden.

Samenvattend
De hier getoonde stations laten vergelijkbare effecten zien. Op alle stations behalve in Amsterdam, is het verschil met het buitengebied het grootst bij lage windsnelheden. Het temperatuurverschil is overal het sterkst in de avond en nacht, en het zwakst in de ochtend na zonsopkomst. Ook is het temperatuurverschil groter bij lagere temperaturen. Deze resultaten zijn in goede overeenstemming met wat bekend is over het stedelijk warmte-eiland in de internationale literatuur.