De temperatuurverwachting van het ECMWF model van 15 september voor de komende winter. In de witte gebieden kan het model geen uitspraak doen.
Geert Jan van Oldenborgh, KNMI
De eerste brieven van schaatsverenigingen over de vooruitzichten voor de komende winter zijn al binnen. Seizoensverwachtingen worden steeds beter - maar zijn ze al zo goed dat er iets over de winter in Nederland is te zeggen? Het probleem is dat seizoensverwachtingen alleen mogelijk zijn als het gemiddelde weer beïnvloed wordt door iets dat maar langzaam verandert, bijvoorbeeld de oceaan of de stratosfeer. En juist in de winter in onze streken valt op dat de atmosfeer door niets en niemand beïnvloedt wordt en haar eigen, chaotische gang gaat.
Dit weerlet ijverige onderzoekers, zowel amateurs als professionals, er niet van om naarstig naar mogelijke voorspellers van de wintertemperatuur te zoeken, bijvoorbeeld op de KNMI Climate Explorer web site. Dit is niet helemaal zonder het risico jezelf voor de gek te houden: als je tientallen kaartjes van mogelijke signalen bekijkt is de kans groot dat een paar er van een `statistisch significante' relatie laten zien - puur door toeval. Van een paar verbanden zijn we echter wel vrij zeker dat ze ook echt zijn.
Voor de hele winter kennen we op dit moment eigenlijk maar één effect dat een voorspellende waarde heeft: de aarde wordt gemiddeld warmer, en Nederland ook. Net als in alle andere seizoenen is het hier in de winter de afgelopen eeuw ongeveer een graad warmer geworden, ten opzichte van de officiële normaalperiode 1971-2000 ongeveer 0,4°C. Toch heeft dit voor de winter veel minder voorspellende waarde dan voor de rest van het jaar. In de zomer is `warmer dan normaal' de laatste jaren altijd een redelijke verwachting geweest, omdat de toevallige variaties van jaar op jaar gemiddeld minder dan één graad zijn. De wintertemperatuur varieert echter veel meer van jaar op jaar, gemiddeld bijna twee graden, en dus is de kans op een koude winter ondanks de opwarming nog steeds vrij groot.
De gemiddelde temperatuur van een winter zegt ook niet alles, eigenlijk wil iedereen de kans op een periode van echt koud weer weten. Kijken we naar de dagwaardes over de afgelopen eeuw, dan blijkt dat het aantal koude dagen met noorden- of oostenwind per winter niet veranderd is. Ook de temperatuur van die dagen is gemiddeld hetzelfde gebleven. De opwarming is tot nu toe volledig voor rekening gekomen van de zachte dagen met zuiden- of westenwind. Die zijn nog zachter geworden.
Bij dit verrassende resultaat moet wel een kanttekening geplaatst worden. De koudeperiodes in Nederland variëren zo sterk van karakter, van een beetje kilte tot ijzige koude, dat een opwarming in lijn met de gemiddelde opwarming eigenlijk ook best mogelijk is. Het een nog het ander valt op dit moment met zekerheid te zeggen. Gelukkig volgt uit dezelfde onzekerheid dat we in de komende tientallen jaren ook nog geen duidelijk effect van de opwarming zullen zien: extreem koude periodes blijven voorlopig heel goed mogelijk.
Computermodellen van het toekomstige klimaat zijn nog niet goed genoeg om veel te kunnen zeggen over hoe de opwarming in de winter door zal gaan. Het Nederlandse Challenge experiment bijvoorbeeld geeft juist een sterkere opwarming van de koudste dagen dan de gemiddelde opwarming te zien, precies het tegenovergestelde van wat de waarnemingen tot nu toe aangeven. Het geavanceerdere klimaatmodel van het Hadley Centre in Engeland, HadCM3, heeft eigenlijk alleen maar westenwind in de winter, zodat ook daaruit niet veel te zeggen valt over de kans op koud weer.
Wat de Atlantische Oceaan niet lukt, doet de Noordzee wel: een duidelijke invloed op de temperatuur in de winter uitoefenen. Alleen is de Noordzee veel kleiner en ondieper, en past zich dus sneller aan: de invloed gaat niet verder dan een maand vooruit. Als de winter eenmaal begonnen is geeft dit voorspelbaarheid: de zogenaamde `overgangsregels'. Als december kouder was dan normaal, dan is de kans dat januari ook kouder dan normaal is 55% in plaats van 50%. Voor februari is de voorspelling nog iets beter: als januari kouder was, heb je een kans van 60% dat februari ook kouder wordt. Nog lang geen zekerheid - wie herinnert zich niet februari 1997, toen de dikke laag ijs van januari langzaam wegsmolt in een bijzonder zachte maand februari?
De laatste tijd is er veel onderzoek gedaan naar de invloed van de stratosfeer, de atmosfeer boven 10 kilometer hoogte, op het winterweer. Als het koud is op die hoogte boven de pool houdt dit op dezelfde hoogte een sterke westelijke stroming om de pool in stand. Dit versterkt ook de westelijke stroming aan de grond. Het effect is het sterkst van maand op maand; het voorspellen van de hele winter aan de hand van de toestand van de stratosfeer in november blijkt niet goed mogelijk. Een voor Nederland vervelend resultaat is dat de sterkere westelijke stroming voor zachter weer in Scandinavië zorgt en voor kouder weer in het Middellandse-Zee gebied. In Nederland is het effect precies nul...
Op het Europese weercentrum in Engeland, in de Verenigde Staten en op andere plaatsen worden met computermodellen seizoensverwachtingen gemaakt. Zo'n model bestaat uit een weersverwachtingenmodel, samen met een oceaanmodel, en in plaats van tien dagen vooruit draait men het een half of heel jaar vooruit. Dat wordt 40 keer herhaald, met iets verschillende oceaantemperaturen. Door de chaos van de atmosfeer is na een week het weer in ieder van die veertig modellen volledig anders geworden: het weer op een bepaalde dag is nu eenmaal niet verder dan een week vooruit te voorspellen. Het gemiddelde weer in die 40 verwachtingen kan wel een afwijking hebben van wat normaal is. Dat gebeurt lang niet altijd en lang niet overal, maar als het zo is heb je een seizoensverwachting. Het probleem blijft dat zo'n computermodel maar een ruwe afspiegeling van de werkelijkheid is. Sommige effecten die voorspelbaarheid geven zitten er niet goed in, zodat het model geen verwachting geeft terwijl het wel mogelijk is. Het omgekeerde komt ook vaak voor: het model is regelmatiger dan de werkelijkheid, en doet een verwachting terwijl het geen enkele voorspellende waarde heeft. Dit laatste komt vrij vaak voor in de winter in Nederland: een vergelijking van de voorspellingen van de afgelopen 15 jaar met waarnemingen laat zien dat het Europese model het hier niet beter deed dan een muntje opgooien, ook al dacht het model dat het wel een zinvolle verwachting maakte.
Deze situatie doet zich deze winter ook weer voor. De ECMWF modelverwachting van 15 september 2004 voor Nederland is iets warmerere winter dan normaal (normaal is in dit geval 1987-2001), maar de voorspellende waarde van winterverwachtingen van september was over 1987-2001 voor Nederland nul.
De temperatuurverwachting van het ECMWF model van 15 september
voor de komende winter. In de witte gebieden kan het model geen
uitspraak doen.
De waarde van de
winterverwachtingen van het ECMWF model van 15 september over
1987-2001. Grijs betekent geen enkele voorspellende waarde, geel is
ook nog onbruikbaar, lichtoranje geeft een indicatie, donkeroranje
komt duidelijk vaker wel uit dan niet en rood is zonder meer
bruikbaar. Groen en blauw geven aan dat de omgekeerde verwachting
beter was geweest; ook dit kan door toeval of door modelfouten
voorkomen.
De verwachting voor de komende winter is dus: het kan vriezen, het kan dooien. We weten na veel onderzoek wel waarom we het niet weten, en blijven proberen het in de toekomst beter te doen.
De experimentele seizoensverwachtingen van het KNMI, met alle overgangsregels en verwijzingen naar de belangrijkste websites, zijn te vinden op www.knmi.nl/exp/seizoen. De KNMI Climate Explorer (climexp.knmi.nl, engelstalig) geeft iedereen de mogelijkheid zelf het klimaat te onderzoeken. Artikelen in het Weer Magazine hierover waren
Kunnen we de
winter voorspellen?, G.J. van Oldenborgh, Weer Magazine Nr. 2,
2000
Nederlands natuurijs in verleden en toekomst, H. Wessels, Weer
Magazine Nr. 1, 2001
Nederland
wordt warmer deel 1, G.J. van Oldenborgh, Weer Magazine Nr. 6,
2001/2002
Nederland
wordt warmer deel 2, G.J. van Oldenborgh, Weer Magazine Nr. 1,
2002
De conclusie van het Europees weeronderzoek: Extreem weer in Europa
veranderd,A. Klein Tank, J. Wijngaard, Weer Magazine Nr. 3,
2002