fietser loopt door hoogwater in deventer
Foto: Mischa Keijser
Achtergrond

Achtergrondinformatie berekening klimaatnormalen 1991-2020

Het KNMI berekent elke tien jaar langjarige gemiddelden ('normalen') voor een aantal meteorologische grootheden, voor een groot aantal KNMI-stations in Nederland.

Het meest recente tijdvak waarover normalen beschikbaar zijn is 1991-2020. De klimaatviewer toont de kaarten, grafieken en tabellen voor het klimaat van nu in Nederland. 

De berekeningen vinden plaats over een tijdvak van dertig jaar volgens internationaal afgesproken richtlijnen van de Wereld Meteorologische Organisatie (WMO): WMO Guidelines on the calculation of climate normals (WMO, 2017 edition).

Dit artikel beschrijft de gehanteerde richtlijnen bij het berekenen van de normalen 1991-2020 voor Nederland:

  • Voor berekeningen 1-8: de belangrijkste WMO-richtlijnen voor het berekenen van normalen per meetstation;
  • Voor berekeningen 9-18: specifieke uitgangspunten met betrekking tot de Nederlandse data, zoals de keuze voor meetstations bij het bepalen van een landelijke gemiddelde.

Er zijn verschillende soorten normalen, waarvoor de richtlijnen op onderdelen verschillen:

  • Gemiddelden: bijvoorbeeld de normaal van de gemiddelde temperatuur;
  • Tellingen: bijvoorbeeld de normaal van het aantal dagen met een maximum temperatuur van 30 ºC of meer;
  • Sommen: bijvoorbeeld de normaal van de neerslagsom.

Uitgangspunt voor alle berekeningen vormen de gevalideerde uurlijkse metingen van de KNMI-stations voor AWS en etmaalgegevens van de KNMI-neerslagstations: 

  • 24 uurwaarden geven 1 etmaalwaarde;
  • 28-31 etmaalwaarden geven 1 maandwaarde;
  • 30 maandwaardes geven 1 maandnormaal;
  • 3 maandnormalen geven 1 seizoensnormaal;
  • 12 maandnormalen geven 1 jaarnormaal.

1. Berekening van maandnormalen

Een maandnormaal is het gemiddelde van 30 maandwaardes. 

2. Berekening van decadenormalen

Het KNMI berekent aanvullend decadenormalen. Dit zijn de normalen voor een periode van 10 dagen:

  • Decade I:      Dag 1 tot en met dag 10 van de maand
  • Decade II:     Dag 11 tot en met dag 20 van de maand
  • Decade III:    Dag 21 tot en met einde maand (dag 28, 29, 30 of 31)

Deze decadenormalen worden op dezelfde wijze berekend als de maandnormalen: het gemiddelde van 30 decadewaardes.

3. Berekening van seizoensnormalen

Een seizoensnormaal is het gemiddelde (ongewogen naar aantal dagen in de maand) van 3 maandnormalen:

  • Winternormaal: het gemiddelde van de maandnormalen december, januari en februari; 
  • Lentenormaal: het gemiddelde van de maandnormalen maart, april en mei;
  • Zomernormaal: het gemiddelde van de maandnormalen juni, juli en augustus;
  • Herfstnormaal: het gemiddelde van de maandnormalen september, oktober en november.

4. Berekening van de jaarnormalen

Een jaarnormaal is het ongewogen gemiddelde van 12 maandnormalen (alle maanden tellen even zwaar mee, ongeacht hoeveel dagen er in een maand zitten).

5. Tolerantie ontbrekende data

  • Om een maandgemiddelde te kunnen bepalen, moet minstens 80% van de dagen aanwezig zijn.
  • Om een maandtelling te kunnen bepalen, moet minstens 80% van de dagen aanwezig zijn.
  • Om een maandsom te kunnen bepalen, moeten alle dagen aanwezig zijn.
  • Voor het aggregeren van maandwaardes (telling, gemiddelde of som) naar een maandnormaal, moeten minstens 24 maanden aanwezig zijn, waaronder alle 10 van de laatste jaren in de normaalperiode.
  • Om seizoensnormalen of jaarnormalen te berekenen, moeten de bijdragende maandnormalen allemaal aanwezig zijn.

6. Aanvulling berekening normalen voor tellingen

Een normaal van een telling (aantal dagen met…) wordt berekend door eerst per maand de ratio met de maandlengte te bepalen. De normale ratio wordt vermenigvuldigd met het aantal dagen per maand om de maandnormaal te krijgen. Hierbij telt februari voor 28.25 dagen.

De seizoens- en jaarnormalen worden zoals gebruikelijk berekend (zie 3-4).

7. Afronding

Bij de constructie van een jaar- of seizoensnormaal worden eerst maandnormalen berekend (zie punt 3 en 4). Hier wordt een tussentijdse afronding toegepast:

  • Gemiddeldes van de volgende grootheden zijn per maand en als maandnormaal tussentijds afgerond op 1 decimaal:
    • de gemiddelde temperatuur
    • gemiddelde minimum temperatuur
    • gemiddelde maximum temperatuur
    • gemiddeld luchtdruk
    • relatieve luchtvochtigheid
    • gemiddelde windsnelheid
    • potentiële wind
    • uren zon
    • percentage zonneschijn
  • Tellingen (aantal dagen met…) en sommen voor neerslag (de hoeveelheid en aantal uren) en straling (de hoeveelheid en aantal uren) zijn tussentijds niet afgerond (WMO kent geen richtlijnen t.a.v. afronding van tellingen. Omdat het bij tellingen vaak om slechts enkele dagen per maand gaat, kan tussentijds afronden grote afwijkingen geven. Daarom is voor tellingen niet tussentijds afgerond).
  • Sommen zijn niet tussentijds afgerond.

Alle eindgetallen in de normalen tabel zijn op 1 decimaal afgerond volgens ‘ties-to-even’ algoritme.

Seizoen- en jaarnormalen kunnen voor gemiddelden nagerekend worden door de maandnormalen bij elkaar op te tellen (ze zijn volgens voorschrift per maand tussentijds afgerond). Voor seizoen- en jaarnormalen voor tellingen en sommen bestaat de kans dat ze niet exact hetzelfde getal opleveren als de optelsom van de afzonderlijke maandnormalen, omdat ze tussentijds niet zijn afgerond.

8. Berekening van de normalen voor zonneschijn

De uren zonneschijn en het percentage zonneschijn van de tijd tussen zonsopkomst en zonsondergang zijn eerst per dag berekend, waaruit vervolgens de gemiddelden per maand/seizoen/jaar zijn berekend.

9. De windroos

Voor het bepalen van een windroos bestaan geen WMO-voorschriften. Er is uitgegaan van algemene richtlijnen voor tellingen en logische uitgangspunten voor afronding:

  • Frequenties voor windsnelheid en windrichting zijn gebaseerd op uurwaarden, geteld over de hele periode (1991-2020).
  • De frequentie van ‘windstil’ en ‘windrichting onbepaald’ zijn uit DD bepaald, omdat de afspraak voor deze situaties is dat de windrichting op 0 graden gezet wordt.
  • Frequenties zijn afgerond op 0.01 %.
  • De overheersende windrichting is de langste pijl van de windroos (dit is de 30 graden sector waarvan de 3 naast elkaar liggende 10 graden sectoren samen de hoogste frequentie hebben).

10. Tijdvak voor berekening van de normalen voor windstoten

De normalen voor windstoten zijn bepaald voor het tijdvak 1996-2020. Reden voor het niet meenemen van de jaren 1991-1995, is dat de kwaliteit van de registratie van windstoten voor 1996 onvoldoende is.

11. Tijdvak voor berekening van de normalen voor sneeuwval en mist

De normalen voor het aantal dagen met sneeuwval en mist zijn voor de kortere periode 2003-2020 berekend, in plaats van voor de periode 1991-2020. Sneeuwval en mist worden beide sinds 2003 op een andere manier gemeten: voor die tijd door middel van een visuele waarneming door de waarnemer, na die tijd automatisch op een automatisch weerstation (AWS). Door niet uit te gaan van een dertigjarige periode, maar van de periode 2003-2020, konden toch betekenisvolle normalen voor sneeuw en mist geproduceerd worden. 

Door de omschakeling op een andere methode van meten in 2003, kunnen de normalen voor sneeuwval en mist voor 2003-2020 niet met de vorige normalen voor sneeuwval en mist zoals berekend voor de periode 1971-2000 vergeleken worden. 

12. Geen normalen voor hagel, ijsvorming en onweer

Deze normalen konden over de periode 1991-2020 niet berekend worden omdat de meetreeksen voor hagel en ijsvorming zeer inhomogeen zijn door de overgang van een handmatige (visuele) waarneming naar een automatische meting in 2003. Voor onweer is in 2016 overgegaan op een ander systeem. Deze overgangen maken het niet mogelijk om betekenisvolle normalen voor hagel, ijsvorming en onweer te produceren.

13. Berekening van potentiële wind

Potentiële wind wordt berekend voor de stations uit de LH15 (met uitzondering van De Bilt en Deelen) en voor de stations Cabauw, Hoogeveen en Lelystad.

Uit de windmetingen bepalen we ook de potentiële wind: de naar ruwheid en 10 meter hoogte gecorrigeerde windsnelheid. De te gebruiken correcties zijn richtingsafhankelijk en afhankelijk van de ruwheid en de hoogte boven de grond van de windmeter. We gebruiken 'Potentiële wind sigma analyse'. Meer informatie over de berekening van potentiële wind.

14. Geen normalen voor potentiële wind in De Bilt en Deelen

Vanwege hoge bomen/te grote ruwheid in de omgeving van de stations Deelen en De Bilt zijn voor deze stations geen normalen voor potentiële wind berekend. Als alternatief voor de normaal van potentiële wind in De Bilt zou de normaal van Cabauw (348) gebruikt kunnen worden, als alternatief voor Deelen zou de normaal van Hoogeveen (279)  gebruikt kunnen worden.

15. De landelijk gemiddelde normaal berekend op basis van 5 KNMI-stations voor AWS (LH5) is berekend o.b.v.:

  1. Eelde (280)
  2. De Bilt (260)
  3. Vlissingen (310)
  4. Maastricht (380)
  5. De Kooy (235)

16. De landelijk gemiddelde normaal berekend op basis van 15 KNMI-stations voor AWS (LH15) is berekend o.b.v.:

  1. De Kooij (235)
  2. Valkenburg (210)/Voorschoten (215) (De reeks van Valkenburg is vanaf 15 juli 2014 aangevuld met de reeks van Voorschoten.)
  3. Schiphol (240)
  4. De Bilt (260)
  5. Marknesse (273)
  6. Leeuwarden (270)
  7. Deelen (275)
  8. Eelde (280)
  9. Twente (290)
  10. Vlissingen (310)
  11. Rotterdam (344)
  12. Gilze-Rijen (350)
  13. Eindhoven (370)
  14. Volkel (375)
  15. Maastricht (380)

17. Neerslagnormalen op basis van KNMI-neerslagstations

  • De landelijk gemiddelde neerslagnormaal is gebaseerd op het gemiddelde van 306 neerslagstations.
  • Voor de 15 neerslagdistricten is de gemiddelde neerslagsom bepaald uit de betreffende neerslagstations.
  • Voor de neerslagnormalen per district zijn eerst de normalen per station bepaald. Uit die normalen is de districtsgemiddelde normaal berekend.
  • De neerslagstations zijn geselecteerd op minstens data van 1995 tot en met 2020. In totaal zijn er 306 neerslagstations gebruikt. De 15 neerslagdistricten hebben elk 9-30 stations.

18. Verschillen met voorgaande normalen berekeningen

Net zoals voorgaande klimaatnormalen zijn voor 1991-2020 de WMO-richtlijnen als uitgangspunt aangehouden. Wel bestaan er minimale verschillen in de rekenscripts doordat er op onderdelen op een andere manier is afgerond en gemiddeld. Reden hiervoor is dat we voorsorteren op een meer geautomatiseerde methode, waarvoor rekenscripts zijn opgeschoond en vereenvoudigd en, nog meer dan voorheen, in lijn zijn gebracht met de WMO-richtlijnen.     

Niet gevonden wat u zocht? Zoek meer achtergrond artikelen