Nieuwsbericht

Homogenisatie zorgt voor betrouwbare temperatuurreeksen

19 maart 2019

Een temperatuurreeks noemen we homogeen wanneer de variaties daarin alleen het gevolg zijn van fluctuaties of veranderingen in weer en klimaat. In de praktijk hebben we te maken met veranderingen in de manier van meten of veranderde meetomstandigheden. Dit veroorzaakt kunstmatige breuken of trends (inhomogeniteiten) in een temperatuurreeks. Voorbeelden hiervan zijn: een verandering van thermometerhut, een verplaatsing van de metingen van een locatie in de stad naar een locatie buiten de stad of stedelijke bebouwing rondom een meetlocatie.

Zonder correctie voor inhomogeniteiten laten de temperatuurreeksen mogelijk een onder- of overschatting zien van klimaatverandering. Daarom worden wereldwijd temperatuurreeksen gehomogeniseerd. In het ideale geval zijn er parallelmetingen beschikbaar waarbij de temperatuur gedurende een aantal jaren gelijktijdig in de nieuwe en oude situatie gemeten wordt. Met die metingen kun je vervolgens de metingen in de oude situatie aanpassen naar de nieuwe situatie. Meestal zijn die parallelmetingen echter niet beschikbaar en worden metingen van een alternatief station – zonder inhomogeniteiten in het bewuste tijdvak – gebruikt als parallelreeks.

Homogenisatie dagelijkse temperaturen door het KNMI

In 2016 heeft het KNMI de temperatuurreeksen van de vijf hoofdstations (Den Helder, De Bilt, Groningen, Vlissingen en Maastricht) onafhankelijk van elkaar op dagbasis gecorrigeerd voor de belangrijkste inhomogeniteiten. De reeksen geven na homogenisatie een consistent beeld van klimaatverandering in ruimte en tijd.

Bij de homogenisatie van Den Helder, Groningen, Vlissingen en Maastricht kon er gebruik gemaakt worden van directe parallelmetingen. Voor De Bilt was dat niet mogelijk. In De Bilt was sprake van een inhomogeniteit rond 1950/51 als gevolg van een combinatie van de overgang van de pagode naar de Stevenson thermometerhut in 1950 en een verplaatsing van de metingen van een beschutte naar een open locatie in 1951. Vanwege het ontbreken van geschikte parallelmetingen ter plaatse is voor de correctie van De Bilt station Eelde gebruikt als parallelreeks. Qua ligging en weersomstandigheden komt het station het dichts in de buurt van De Bilt. (De kuststations liggen te dicht bij zee, station Beek ligt te hoog en te dicht bij het Maasdal. Daarnaast hebben Eelde en De Bilt een vergelijkbare afstand tot grote wateroppervlakken). Voor De Bilt bleek met name de maximumtemperatuur in het zomerhalfjaar gevoelig voor de verandering van hut en de verplaatsing. In iets mindere mate gold dat voor de minimumtemperatuur. Zowel de maximum- als minimumtemperatuur was hoger voor de breuk dan erna.

De impact van verandering van type thermometerhut in De Bilt

In een nieuwe studie in het blad Meteorologica, wordt een inschatting gemaakt van het aandeel van de overgang van pagode naar Stevenson in de inhomogeniteit in temperatuurreeks van De Bilt rond 1950. We vergelijken daarin historische en recente parallelmetingen tussen de pagode en de Stevenson.

Vooral de maximum temperaturen in het zomerhalfjaar zijn gevoelig voor de overgang van thermometerhut

De metingen laten zien dat vooral de maximum temperaturen in het zomerhalfjaar gevoelig zijn voor de overgang pagode naar Stevenson (zie afbeelding 3). In tegenstelling tot de Stevenson is de pagode open aan de onderkant en daardoor gevoelig voor reflectie van zonnestraling richting de thermometer. Voor de minimum temperaturen zijn de temperatuurverschillen tussen pagode en Stevenson klein. De overgang van pagode naar Stevenson verklaart ongeveer de helft van de breuk in de maximum temperatuur. Voor de minimum temperatuur geeft de overgang pagode naar Stevenson geen duidelijke aanleiding tot een breuk.

De impact van verplaatsing van de thermometerhut in De Bilt

Bij de verplaatsing van de thermometerhut van de door bomen en bebouwing beschutte locatie naar de open locatie in 1951 zijn geen parallelmetingen verricht. Dit heeft te maken met nieuwbouw in de buurt van de hut op de oude locatie. Tijdens deze nieuwbouw heeft men wellicht ingezien dat dit de metingen teveel zou verstoren en is de hut last-minute verplaatst naar de open locatie. Om toch een schatting te kunnen maken van het effect van de verplaatsing op de inhomogeniteit rond 1950, hebben we in de periode 2003-2005 op het KNMI terrein in De Bilt vijf verschillende locaties met elkaar vergeleken. Hoewel de situatie van rond 1950 niet direct vergelijkbaar is met de situatie in de periode 2003-2005, geven de resultaten wel een indruk van de grootte orde van de verschillen. De meest beschutte locatie in de studie is vergelijkbaar met de situatie van voor 1951 en de meest open locatie (de huidige operationele locatie) met de situatie van na 1951.

Foto van de pagode voor 1951 op de oude locatie
De pagode hut op de locatie van voor 1951 ©KNMI
foto van de pagode en de stevensonhut op nieuwe locatie
De nagebouwde pagodehut en de Stevenson thermometer hut op de nieuwe locatie na 1951 ©KNMI
Maandgemiddelde temperatuurverschillen voor de minimum (dTn), maximum (dTx) en gemiddelde (dTmean) temperatuur
Maandgemiddelde temperatuurverschillen (pagode – Stevenson) voor de minimum (dTn), maximum (dTx) en gemiddelde temperatuur (dTmean). Berekend met behulp van de 2-jarige periode september 2016 – augustus 2018. ©KNMI

Het blijkt dat vooral de minimum temperatuur hoger is op de beschutte locatie dan op de open locatie. Net als in een stad wordt op een sterk beschutte locatie de uitstraling ’s nacht beperkt door obstakels (bomen, bebouwing). Hierdoor blijft de temperatuur hoger dan op open locaties. Bijna de hele correctie in de minimum temperatuur kunnen we verklaren uit de verplaatsing van de thermometerhut. Ook de maximum temperatuur is hoger op de beschutte locatie dan op de open locatie. Dit verklaart ongeveer de andere helft van de correctie in de maximum temperatuur voor de breuk rond 1950/51.

Deze studie naar het effect van verplaatsingen op het KNMI terrein laat samen met de nu in Meteorolgica verschenen studie naar het effect van de verandering van type hut zien, dat de met behulp van station Eelde gevonden correcties realistisch zijn. Datzelfde blijkt ook uit een vergelijking van De Bilt met de andere vier hoofdstations die onafhankelijk van De Bilt gehomogeniseerd zijn. Van alle vijf stations zijn de temperatuurtrends na homogenisatie vergelijkbaar.

Ontwikkeling stopt niet

De homogenisatie van reeksen van de vijf hoofstations in 2016 is gedaan volgens een ‘state of the art’ homogenisatie techiek voor dagelijkse data. De ontwikkeling staat echter niet stil. Op het KNMI en bij andere instituten wereldwijd wordt onderzoek gedaan naar weersafhankelijke homogenisatie technieken om de correcties nog verder te verbeteren. De verwachting is dat dat alleen nog kleine aanpassingen geeft. 

 

Recente nieuwsberichten

  1. Herfststormen

    Sinds de laatste week van september is het weer in Nederland ronduit wisselvallig of herfstachtig...

    15 oktober 2019 - Nieuwsbericht
  2. De taiga- en Amazonebranden van 2019

    Afgelopen zomer was er veel media-aandacht voor grote natuurbranden in Siberië en de Amazone. Fot...

    08 oktober 2019 - Nieuwsbericht
  3. Arctisch zee-ijs op een-na-laagste niveau ooit

    Elk jaar neemt de zee-ijsbedekking in het Noordpoolgebied gedurende de zomer af en bereikt in sep...

    01 oktober 2019 - Nieuwsbericht
  4. September: zonnig en vrij nat

    De maand september is zonnig verlopen – gemiddeld scheen 162 uur de zon tegen 143 uur normaal. Ma...

    01 oktober 2019 - Nieuwsbericht
Toon alle pers- & nieuwsberichten