De start bepaalt de zomer

Niets is zo veranderlijk als het weer. Toch kennen we ook mooie zomers zoals in de afgelopen drie jaar met bijna alleen maar zonnige, droge en warme dagen. Of kwakkelzomers met overwegend koele, natte en bewolkte dagen. Dat lijkt geen toeval te zijn. Uit nieuw KNMI-onderzoek blijkt dat de atmosfeer een voorkeur lijkt te hebben voor zomers met veel van hetzelfde weer: een zomer lang hogedrukgebieden met overwegend mooi weer, of steeds de wind uit het westen en kwakkelweer. Als een zomer op een bepaalde manier begint, dan is de kans groter dat het zo ook blijft.

Intransitiviteit, een oud idee van Ed Lorenz

Edward Lorenz, de grondlegger van de chaostheorie, die liet zien dat de vleugelslag van een vlinder een orkaan kan veroorzaken, bracht in 1990 een ander revolutionair idee naar voren. Aan de hand van een eenvoudig wiskundig model van de atmosfeer maakte hij aannemelijk dat het karakter van een zomer al vast kan liggen door de start van die zomer. Wanneer een zomer op een bepaalde manier begint, dan is een overgang naar een zomer met een ander karakter niet meer mogelijk. Lorenz noemde dit idee intransitiviteit. 

Intransitiviteit kan verklaren waarom de ene zomer voornamelijk weerpatronen laat zien die warm en droog weer brengen, terwijl een andere zomer blijft hangen in  weerpatronen met lagere temperaturen en veel regen. Als de atmosfeer inderdaad intransitief is, dan betekent dit dat het karakter van een zomer mogelijk voorspelbaar is en we ons beter kunnen voorbereiden op mogelijke droogtes of juist overvloedige regenval.

Zomerse weerpatronen 

Met moderne klimaatmodellen en supercomputers hebben we deze oude hypothese nog eens tegen het licht gehouden. In computersimulaties van het huidige klimaat hebben we de meest voorkomende weerpatronen boven Europa in kaart gebracht en gekeken hoe de atmosfeer van het ene patroon in het ander overgaat (figuur 1). Alle vormen van zomerse circulatie zijn hierin terug te vinden, met twee uitersten uitgelicht: een westelijke stroming, in Nederland meestal geassocieerd met ‘kwakkelweer'. En een geblokkeerde situatie met een hogedrukgebied boven het continent, die in Nederland vaak met droog en warm weer gepaard gaat. Deze twee uitersten blijken het meest persistent (figuur 2). Wanneer aan het begin van de zomer zo’n stroming aanwezig is, blijft de atmosfeer, statistisch gezien, daar relatief lang in hangen en keert er relatief vaak naar terug. 

Deze nieuwe berekeningen lijken de hypothese van Lorenz dus te ondersteunen: intransitiviteit is een fundamentele eigenschap van de atmosferische stroming en een belangrijke oorzaak van de grote verschillen tussen individuele zomers.

Zomer 2021? 

Grondige kennis van intransitiviteit zou dus kunnen helpen bij het maken van lange termijn verwachtingen. Wanneer we kijken naar de atmosferische circulatie van de afgelopen maand sinds het begin van deze zomer en aannemen dat de zomer nog een tijdje in een vergelijkbare dynamiek blijft, zijn we voorzichtig positief voor de komende maanden. De huidige circulatie heeft meer weg van een geblokkeerde situatie dan een westelijke stroming en op grond daarvan mogen we deze zomer wellicht vaker hoge druk en mooi weer verwachten dan een westelijke stroming met kwakkelweer (figuur 3). 

Deze verwachting voor het hele seizoen is echter van veel lagere kwaliteit dan de weersverwachting tot twee weken vooruit die het KNMI dagelijks uitgeeft. Bijvoorbeeld omdat een kleine verschuiving van het weersysteem voor een klein land als Nederland makkelijk ander weer kan geven aan de grond of dat de timing van het ontstaan van een hogedrukgebied onzeker is. Voor kwalitatieve seizoensverwachtingen is meer onderzoek nodig naar de dynamiek van de zomercirculatie.

KNMI-klimaatbericht door Karin van der Wiel en Ruud Sperna Weiland